Busbar Protection | ระบบป้องกันดิฟเฟอเรนเชียลบัสบาร์

ในช่วงแรกมีการใช้เพียงรีเลย์กระแสเกินแบบดั้งเดิมสำหรับการป้องกันบัสบาร์เท่านั้น แต่ต้องการให้ความผิดปกติในสายส่งไฟฟ้าหรือหม้อแปลงที่เชื่อมต่อกับบัสบาร์ไม่ทำให้ระบบบัสบาร์เสียหาย ในฐานะนี้เวลาทำงานของรีเลย์ป้องกันบัสบาร์จึงถูกตั้งค่าให้ยาวนานขึ้น ดังนั้นเมื่อเกิดความผิดปกติบนบัสบาร์เอง จะใช้เวลานานในการแยกบัสออกจากแหล่งกำเนิดซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างมากในระบบบัส
ในระยะหลังได้มีการใช้รีเลย์ป้องกันระยะที่สองบนสายส่งเข้า โดยมีเวลาการทำงาน 0.3 ถึง 0.5 วินาทีสำหรับการป้องกันบัสบาร์
แต่วิธีการนี้ยังมีข้อเสียสำคัญคือไม่สามารถแยกแยะส่วนที่ผิดปกติของบัสบาร์ได้
ในปัจจุบันระบบไฟฟ้ากำลังเผชิญกับปริมาณพลังงานที่มาก ดังนั้นการหยุดชะงักของระบบบัสทั้งหมดจะทำให้บริษัทเสียหายอย่างมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแยกเฉพาะส่วนที่ผิดปกติของบัสบาร์ในระหว่างความผิดปกติของบัส

ข้อเสียอีกประการหนึ่งของวิธีการป้องกันระยะที่สองคือบางครั้งเวลาในการกำจัดความผิดปกติไม่เพียงพอที่จะรับประกันความมั่นคงของระบบ
เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว วิธีการป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอร์เรนเชียลที่มีเวลาการทำงานน้อยกว่า 0.1 วินาที มักจะถูกนำมาใช้ในระบบ SHT หลายแห่ง

การป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอร์เรนเชียล

การป้องกันด้วยกระแสแบบดิฟเฟอร์เรนเชียล

แผนการการป้องกันบัสบาร์ อาศัยกฎของเคิร์ชโฮฟเกี่ยวกับกระแส ซึ่งระบุว่า กระแสที่เข้าสู่โหนดไฟฟ้ารวมกันจะเท่ากับกระแสที่ออกจากโหนด
ดังนั้น กระแสที่เข้าสู่ส่วนบัสบาร์จะเท่ากับกระแสที่ออกจากส่วนบัสบาร์

หลักการของการป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอร์เรนเชียลค่อนข้างง่าย ที่นี่ วงจรรองของ CTs ถูกเชื่อมต่อขนาน หมายความว่า ขั้ว S1 ของ CTs ทั้งหมดถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและสร้างสายบัส คล้ายกัน S2 ของ CTs ทั้งหมดถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสายบัสอีกสาย
รีเลย์ทริปถูกเชื่อมต่อระหว่างสายบัสทั้งสองนี้

ในภาพด้านบน เราสมมติว่าในภาวะปกติ เฟด A, B, C, D, E และ F นำกระแส IA, IB, IC, ID, IE และ IF
ตามกฎของเคิร์ชโฮฟเกี่ยวกับกระแส

โดยทั่วไป CTs ที่ใช้สำหรับการป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอร์เรนเชียลจะมีอัตราส่วนกระแสเท่ากัน ดังนั้น การรวมกันของกระแสรองทั้งหมดต้องเท่ากับศูนย์

ขณะนี้ สมมติว่ากระแสผ่านรีเลย์ที่เชื่อมต่อแบบขนานกับทุกชุดขั้วต่อ CT คือ iR และ iA, iB, iC, iD, iE และ iF เป็นกระแสของชุดขั้วต่อที่สอง
ตอนนี้ ลองใช้ KCL ที่โหนด X ตาม KCL ที่โหนด X,

ดังนั้น ชัดเจนว่าภายใต้สภาวะปกติไม่มีกระแสไหลผ่านรีเลย์ทริปปิ้ง การป้องกันบัสบาร์ รีเลย์นี้โดยทั่วไปถูกเรียกว่า รีเลย์ 87 สมมติว่าเกิดความผิดปกติที่สายฟีดเดอร์ใด ๆ นอกเขตที่ได้รับการป้องกัน ในกรณีนั้น กระแสที่ผิดปกติจะผ่านชุดขั้วต่อหลักของ CT ของสายฟีดเดอร์นั้น กระแสที่ผิดปกตินี้มาจากสายฟีดเดอร์อื่นที่เชื่อมต่อกับบัส ดังนั้น ส่วนที่มีส่วนร่วมของกระแสที่ผิดปกติจะไหลผ่าน CT ที่เหมาะสมของสายฟีดเดอร์นั้น ๆ ดังนั้น ในสภาวะที่ผิดปกติ ถ้าเราใช้ KCL ที่โหนด K เราจะยังคงได้ iR = 0.

นั่นหมายความว่า ในสภาวะที่ผิดปกติภายนอก ไม่มีกระแสไหลผ่านรีเลย์ 87 ตอนนี้พิจารณาสถานการณ์เมื่อเกิดความผิดปกติบนบัสเอง
ในสภาวะนี้ กระแสที่ผิดปกติยังคงมาจากสายฟีดเดอร์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับบัส ดังนั้น ในสภาวะนี้ ผลรวมของกระแสที่มีส่วนร่วมทั้งหมดเท่ากับกระแสที่ผิดปกติทั้งหมด
ที่ทางผิดปกติไม่มี CT (ในความผิดปกติภายนอก ทั้งกระแสที่ผิดปกติและกระแสที่มีส่วนร่วมจากสายฟีดเดอร์ต่าง ๆ จะผ่าน CT ในทางที่ไหล)

ผลรวมของกระแสที่สองทั้งหมดไม่เป็นศูนย์อีกต่อไป มันเท่ากับค่าเทียบเท่าที่สองของกระแสที่ผิดปกติ
ตอนนี้ ถ้าเราใช้ KCL ที่โหนด เราจะได้ค่า iR ที่ไม่เป็นศูนย์
ดังนั้น ในสภาวะนี้ กระแสจะเริ่มไหลผ่านรีเลย์ 87 และทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เชื่อมต่อกับสายฟีดเดอร์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับส่วนนี้ของบัสทริป
เนื่องจากสายฟีดเดอร์ขาเข้าและขาออกทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับส่วนนี้ของบัสได้รับการทริป บัสจะกลายเป็นตาย
แผนการป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอเรนเชียลนี้ยังถูกเรียกว่า การป้องกันดิฟเฟอเรนเชียลของกระแสบัสบาร์

การป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลของบัสบาร์ที่แบ่งส่วน

ในการอธิบายหลักการทำงานของการป้องกันความต่างศักย์ของบัสบาร์ เราได้แสดงบัสบาร์ที่ไม่ได้แบ่งส่วน แต่ในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลางแรงดัน บัสบาร์จะถูกแบ่งออกเป็นมากกว่าหนึ่งส่วนเพื่อเพิ่มความเสถียรของระบบ การทำเช่นนี้เนื่องจากความผิดปกติในส่วนหนึ่งของบัสบาร์ไม่ควรส่งผลกระทบต่อส่วนอื่น ๆ ของระบบ ดังนั้นเมื่อมีความผิดปกติที่บัสบาร์ บัสบาร์ทั้งหมดจะถูกหยุดทำงาน
ขอให้เราวาดรูปและพูดคุยเกี่ยวกับการป้องกันบัสบาร์ที่มีสองส่วน

ที่นี่ ส่วนบัส A หรือโซน A ถูกกำหนดขอบเขตโดย CT1, CT2 และ CT3 โดยที่ CT1 และ CT2 เป็น CT ของสายนำและ CT3 เป็น CT ของบัสบาร์
เช่นเดียวกัน ส่วนบัส B หรือโซน B ถูกกำหนดขอบเขตโดย CT4, CT5 และ CT6 โดยที่ CT4 เป็น CT ของบัสบาร์, CT5 และ CT6 เป็น CT ของสายนำ
ดังนั้น โซน A และ B จะทับซ้อนกันเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีโซนใดที่ถูกทิ้งไว้เบื้องหลังแผนการป้องกันบัสบาร์นี้
เทอร์มินอล ASI ของ CT1, 2 และ 3 ถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างบัส ASI ทุติยภูมิ;
เทอร์มินอล BSI ของ CT4, 5 และ 6 ถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างบัส BSI ทุติยภูมิ
เทอร์มินอล S2 ของ CT ทั้งหมดถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างบัส S2 ที่ร่วมกัน
ตอนนี้ เครื่องวัดการป้องกันบัสบาร์ 87A สำหรับโซน A ถูกเชื่อมต่อระหว่างบัส ASI และ S2
เครื่องวัด 87B สำหรับโซน B ถูกเชื่อมต่อระหว่างบัส BSI และ S2
แผนการป้องกันความต่างศักย์ของบัสบาร์ในส่วนนี้ทำงานในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการป้องกันความต่างศักย์ของบัสบาร์แบบง่ายๆ
นั่นคือ ความผิดปกติใดๆ ในโซน A จะทำให้ CB1, CB2 และบัส CB ทริป
ความผิดปกติใดๆ ในโซน B จะทำให้ CB5, CB6 และบัส CB ทริป
ดังนั้น ความผิดปกติในส่วนใดส่วนหนึ่งของบัสบาร์จะแยกส่วนนั้นออกจากระบบไฟฟ้าที่ใช้งาน
ในการป้องกันความต่างศักย์ของบัสบาร์ หากวงจรทุติยภูมิของ CT หรือสายบัสเปิด เครื่องวัดอาจทำงานเพื่อแยกบัสบาร์ออกจากระบบไฟฟ้าที่ใช้งาน แต่สิ่งนี้ไม่เป็นที่ต้องการ

วงจร DC สำหรับระบบป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอเรนเชียล

วงจร DC ที่ใช้ในระบบป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอเรนเชียลตามปกติมีดังนี้

CSSA และ CSSB เป็นสวิตช์เลือกที่ใช้ในการทำงานของระบบป้องกันบัสบาร์สำหรับโซน A และโซน B ตามลำดับ
ถ้า CSSA อยู่ในตำแหน่ง "IN" ระบบป้องกันโซน A จะทำงาน
ถ้า CSSB อยู่ในตำแหน่ง "IN" ระบบป้องกันโซน B จะทำงาน
โดยทั่วไปทั้งสองสวิตช์จะอยู่ในตำแหน่ง "IN" ในภาวะการทำงานปกติ ที่นี่คอยล์รีเลย์ 96A และ 96B อยู่ในอนุกรมกับคอนแทคของรีเลย์ป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอเรนเชียล 87A-1 และ 87B-1 ตามลำดับ
รีเลย์ 96A เป็นรีเลย์หลายคอนแทค แต่ละเซอร์กิตเบรกเกอร์ในโซน A เชื่อมต่อกับคอนแทคเฉพาะของ 96A
เช่นเดียวกัน รีเลย์ 96B เป็นรีเลย์หลายคอนแทค และแต่ละเซอร์กิตเบรกเกอร์ในโซน B เชื่อมต่อกับคอนแทคเฉพาะของ 96B
แม้ว่าเราจะใช้รีเลย์ทริปเพียงหนึ่งตัวต่อโซนที่ได้รับการป้องกัน แต่การใช้รีเลย์ทริปแยกต่างหากสำหรับแต่ละฟีดเดอร์จะเป็นทางเลือกที่ดีกว่า ในแผนนี้ ให้รีเลย์ป้องกันหนึ่งตัวต่อเซอร์กิตเบรกเกอร์ฟีดเดอร์ และรีเลย์ทริปสองตัว หนึ่งสำหรับโซน A และอีกตัวสำหรับโซน B ให้กับเซอร์กิตเบรกเกอร์ส่วนแบ่งบัสหรือเซอร์กิตเบรกเกอร์คูปเลอร์บัส
เมื่อมีความผิดปกติภายในโซน A หรือส่วนแบ่งบัส A รีเลย์ป้องกันบัส 87A จะทำงาน ในขณะที่เมื่อมีความผิดปกติภายในโซน B รีเลย์ 87B จะทำงาน
ทันทีที่คอยล์รีเลย์ 87A หรือ 87B ทำงาน คอนแทคหมายเลข 87A-1 หรือ 87B-1 จะปิด ทำให้รีเลย์ทริป 96 ทริปเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่เชื่อมต่อกับโซนที่ผิดปกติ ในการแสดงว่าระบบป้องกันบัสบาร์โซน A หรือ B ทำงาน ใช้รีเลย์ 30
ตัวอย่างเช่น หากรีเลย์ 87A ทำงาน คอนแทค "No" ที่สอดคล้อง 87A-2 จะปิด ทำให้รีเลย์ 30A ทำงาน แล้วคอนแทค "No" 30A-1 ของรีเลย์ 30A จะปิด เพื่อให้รีเลย์เตือนภัย 74 ทำงาน รีเลย์ควบคุม 95 ของโซนที่สอดคล้องก็จะทำงานในกรณีที่มีความผิดปกติภายใน แต่มีการหน่วงเวลา 3 วินาที ดังนั้น เมื่อความผิดปกติหายไป รีเลย์ 95 จะรีเซ็ตและไม่ทำให้รีเลย์ 95x ซึ่งทำให้สายบัสสั้นออกทำงาน คอนแทคเตือนภัยยังถูกให้กับรีเลย์เสริม 95x เพื่อระบุว่า CT ใดเปิดวงจร รีเลย์ตรวจจับแรงดัน 80 ถูกให้ในทั้งส่วนทริปและไม่ทริปของวงจร DC ของระบบป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอเรนเชียล เพื่อระบุความต่อเนื่องของแหล่งจ่ายไฟ DC

ระบบป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอเรนเชียลแรงดัน

ระบบป้องกันด้วยความแตกต่างของกระแสจะไวต่อความผิดปกติเฉพาะเมื่อ CTs ไม่ถูกอิ่มตัวและรักษาอัตราส่วนกระแสและข้อผิดพลาดของมุมเฟสเท่าเดิมภายใต้สภาพความผิดปกติสูงสุด ซึ่งโดยทั่วไปไม่เป็นเช่นนั้น โดยเฉพาะในกรณีที่เกิดความผิดปกติภายนอกบนฟีดเดอร์หนึ่ง ความผิดปกติของ CT บนฟีดเดอร์ที่ผิดปกติอาจถูกอิ่มตัวโดยกระแสรวมและทำให้มีข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ เนื่องจากข้อผิดพลาดนี้ การรวมกระแสของ CTs ทั้งหมดในโซนที่กำหนดอาจไม่เท่ากับศูนย์ ดังนั้นมีโอกาสสูงที่เซอร์กิตเบรกเกอร์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับโซนป้องกันนี้จะทริปแม้ในกรณีที่เกิดความผิดปกติภายนอกขนาดใหญ่ เพื่อป้องกันการทำงานผิดพลาดของระบบป้องกันบัสบาร์แบบดิฟเฟอเรนเชียล รีเลย์ 87 ได้รับการตั้งค่าให้มีกระแส拾取失败，请稍后重试~

คำชี้แจง: ให้ความเคารพต่อต้นฉบับ บทความที่ดีควรได้รับการแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ