Ščit busbarja | Shema diferencialnega ščita busbara

V začetku so bile za zaščito matične trake uporabljene samo konvencionalne releje za prekoračeno tok. Vendar je želeno, da krivica v katerem koli priključku ali transformatorju, povezanem s matično trakom, ne moti sistema matične trake. Z upoštevanjem tega so časovni nastavitvi relejev za zaščito matične trake postavljeni dolgo. Tako, ko se zgodi krivica na sami matični traki, potrebuje veliko časa, da jo izolira od vira, kar lahko povzroči veliko škodo v sistemu matične trake.
V nedavnih dneh so za zaščito matične trake bili uporabljeni releji drugega območja za zaščito razdalje pri vhodnem priključku z delovnim časom od 0,3 do 0,5 sekund.
Ta shema pa ima tudi glavno slabost. Ta shema zaščite ne more ločiti krivice na delu matične trake.
Danes se električni sistem energije ukvarja z ogromno količino energije. Zato povzroča veliko škodo podjetju kakršna koli prekinitev celotnega sistema matične trake. Zato postaja bistveno, da se le krivico na delu matične trake izloči med krivico na matični traki.

Druga slabost sheme zaščite drugega območja je, da čas čiščenja ni vedno dovolj kratki, da bi zagotovil stabilnost sistema.
Za preprečevanje omenjenih težav se pogosto uporablja shema diferencialne zaščite matične trake z delovnim časom manjšim od 0,1 sekunde, ki je uporabljena v mnogih SHT sistemih matične trake.

Diferencialna zaščita matične trake

Diferencialna zaščita toka

Shema zaščite matične trake temelji na Kirchhoffovem zakonu o toku, ki pravi, da je skupni tok, ki vstopa v električno vozlišče, natančno enak skupnemu toku, ki ga zapusti vozlišče.
Torej je skupni tok, ki vstopa v del matične trake, enak skupnemu toku, ki ga zapusti del matične trake.

Načelo diferencialne zaščite matične trake je zelo preprosto. Tu so drugi deli CT-jev povezani vzporedno. To pomeni, da so S1 terminali vseh CT-jev povezani skupaj in tvorijo matično trak. Podobno so S2 terminali vseh CT-jev povezani skupaj in tvorijo drugo matično trak.
Relay za izključevanje je povezan med tema dvema matičnima trakoma.

Tukaj, na zgornji sliki predpostavljamo, da pri normalnih pogojih pretok A, B, C, D, E in F nosi tok IA, IB, IC, ID, IE in IF.
N zdaj, glede na Kirchhoffov zakon o toku,

Ves članek diferencialne zaščite matične trake uporablja iste CT-je z istim omernikom toka. Torej mora biti tudi vsota vseh drugih tokov enaka nič.

Nzdaj, recimo, da je tok skozi relay, povezan vzporedno z vsemi drugimi deli CT-jev, iR, in iA, iB, iC, iD, iE in iF so drugi toki.
Nzdaj, uporabimo KCL na vozlišču X. Po KCL na vozlišču X,

Torej je jasno, da pri normalnih pogojih ni toka, ki teče skozi relay zaščite matične trake. Ta relay je običajno označen kot Relay 87. Nzdaj, recimo, da se zgodi krivica na katerem koli priključku zunaj zaščitnega območja. V tem primeru bo krivica tok tekel skozi primarni del CT-ja tega priključka. Ta krivica tok prispeva vse ostali priključki, povezani s matično trakom. Torej, prispevek dela krivice toka teče skozi ustrezen CT-ji posameznih priključkov. Torej, v tem stanju krivice, če uporabimo KCL na vozlišču K, bomo še vedno dobili, iR = 0.

To pomeni, da pri zunanji krivici ni toka, ki teče skozi relay 87. Nzdaj upoštevajmo situacijo, ko se zgodi krivica na sami matični traki.
V tem stanju prispevek vseh priključkov, povezanih s matično trakom, do krivice toka. Torej, v tem stanju, je vsota vseh prispevkov krivice toka enaka skupnemu krivici toku.
Nzdaj, na krivičnem poti ni CT-ja. (pri zunanji krivici imajo oba krivica tok in prispevek krivice toka od različnih priključkov CT-je v njihovi poti tekanja).

Vsota vseh drugih tokov ni več enaka nič. Je enaka drugi ekvivalenti krivice toka.
Nzdaj, če uporabimo KCL na vozliščih, bomo dobili nenegativno vrednost iR.
Torej v tem stanju tok začne teči skozi relay 87 in izključi preklopnik, povezan z vsemi priključki, povezanimi s tem delom matične trake.
Ker so vse vhodne in izhodne priključke, povezane s tem delom matične trake, izključeni, matična traka postane mrtva.
Ta shema diferencialne zaščite matične trake je tudi označena kot diferencialna zaščita toka matične trake.

Diferencialna zaščita sekcionalizirane matične trake

Med pojasnjevanjem načela delovanja diferencialne zaščite toka matične trake smo pokazali preprosto nesekcionalizirano matično trako. Vendar v umesno visokem napetostnem sistemu električna matična traka se sekcionalizira v več sekcij za povečanje stabilnosti sistema. To je storjeno, ker krivica v eni sekciji matične trake ne sme motiti drugega dela sistema. Torej, med krivico na matični traki, celotna matična traka bo prekinjena.
Poglejmo in razpravljajmo o zaščiti matične trake z dvema sekcijama.

Tukaj je sekcija A ali območje A omejeno z CT1, CT2 in CT3, kjer sta CT1 in CT2 feeder CT-ji in CT3 je bus CT.
Podobno je sekcija B ali območje B omejeno z CT4, CT5 in CT6, kjer je CT4 bus CT, CT5 in CT6 feeder CT-ji.
Torej, območja A in B se prekrivata, da zagotovita, da ni nobenega območja, ki bi ostalo brez te zaščite matične trake sheme.
ASI terminali CT1, 2 in 3 so povezani skupaj, da tvorijo sekundarno bus ASI;
BSI terminali CT4, 5 in 6 so povezani skupaj, da tvorijo sekundarno bus BSI.
S2 terminali vseh CT-jev so povezani skupaj, da tvorijo skupno bus S2.
Nzdaj, busbar protection relay 87A za območje A je povezan med bus ASI in S2.
Relay 87B za območje B je povezan med bus BSI in S2.
Ta sekcija diferencialna zaščita matične trake operira na nek način preprosta diferencialna zaščita toka matične trake.
To je, katera koli krivica v območju A, bo izključila samo CB