Ochrana linek nebo vývěvky
Vzhledem k tomu, že délka elektrického přenosového vedení je obvykle dostatečně dlouhá a vede skrze otevřenou atmosféru, pravděpodobnost výskytu poruchy v elektrickém přenosovém vedení je mnohem vyšší než u transformátorů a alternátorů. Proto potřebuje přenosové vedení mnohem více ochranných schémat než transformátor a alternátor.
Ochrana vedení by měla mít některé speciální vlastnosti, jako jsou-
Při poruše by měl být spuštěn pouze přerušovač nejblíže k místu poruchy.
Pokud přerušovač nejblíže k místu poruchy selže, spustí se jako záloha přerušovač hned vedle něj.
Časový interval reley spojený s ochranou vedení by měl být co nejkratší, aby se zabránilo nepotřebnému spuštění přerušovačů spojených s jinými zdravými částmi elektroenergetického systému.
Tyto výše uvedené požadavky způsobují, že ochrana přenosového vedení je mnohem odlišná od ochrany transformátoru a dalšího zařízení elektroenergetických systémů. Hlavní tři metody ochrany přenosového vedení jsou –
Časově stupňovaná ochrana proti přetoku proudu.
Diferenciální ochrana.
Ochrana vzdáleností.
Časově stupňovaná ochrana proti přetoku proudů
Toto lze také nazvat jednoduše jako ochrana proti přetoku proudů v elektrickém přenosovém vedení. Diskutujme různá schémata časově stupňované ochrany proti přetoku proudů.
Ochrana radiálního vývodu
U radiálních vývodů proud teče pouze v jednom směru, a to od zdroje k spotřebiči. Tento typ vývodů lze snadno chránit buď pomocí určitých časových relé, nebo inverzních časových relé.
Ochrana vedení pomocí určitého časového relé
Toto ochranné schéma je velmi jednoduché. Zde je celé vedení rozděleno na různé sekce a každá sekce je vybavena určitým časovým relé. Relé nejblíže k konci vedení má nejnižší nastavení času, zatímco časové nastavení ostatních relé postupně roste směrem ke zdroji.
Například, předpokládejme, že zdroj je v bodě A, jak je znázorněno na následujícím obrázku
V bodě D je nainstalován přerušovač CB-3 s určitým časem provozu relé 0,5 sekundy. Postupně, v bodě C je nainstalován další přerušovač CB-2 s určitým časem provozu relé 1 sekunda. Další přerušovač CB-1 je nainstalován v bodě B, který je nejblíže bodu A. V bodě B je relé nastaveno na dobu provozu 1,5 sekundy.
Nyní, předpokládejme, že v bodě F dojde k poruše. V důsledku této poruchy proud poruchy prochází všemi proudovými transformátory nebo CT připojenými do vedení. Ale protože čas provozu relé v bodě D je nejmenší, přerušovač CB-3, spojený s tímto relé, se spustí jako první, aby izoloval zónu poruchy od zbytku vedení. Pokud CB-3 z nějakého důvodu nespustí, pak se spustí další relé s delším časovým nastavením, aby iniciovalo spuštění příslušného přerušovače. V tomto případě se spustí CB-2. Pokud CB-2 také nespustí, pak se spustí další přerušovač, tedy CB-1, aby izoloval větší část vedení.
Výhody ochrany vedení s určitým časovým nastavením
Hlavní výhodou tohoto schématu je jeho jednoduchost. Druhou hlavní výhodou je, že při poruše se spustí pouze nejbližší přerušovač směrem ke zdroji od místa poruchy, aby izoloval specifickou pozici vedení.
Nevýhody ochrany vedení s určitým časovým nastavením
Pokud je počet sekcí v vedení velmi velký, bude časové nastavení relé nejblíže ke zdroji velmi dlouhé. Proto bude trvat mnoho času, než se izoluje jakákoli porucha blízko ke zdroji. To může způsobit vážné destruktivní účinky na systém.
Ochrana vedení proti přetoku proudů pomocí inverzního relé
Nedostatek, o kterém jsme právě diskutovali v souvislosti s určitou časovou ochranou proti přetoku proudů v přenosovém vedení, lze snadno překonat použitím inverzních časových relé. U inverzního relé je doba provozu nepřímo úměrná chybnému proudu.
Na obrázku výše je celkové časové nastavení relé v bodě D nejnižší a postupně toto časové nastavení roste pro relé spojené s body směrem k bodu A.
Pokud dojde k poruše v bodě F, samozřejmě se spustí CB-3 v bodě D. Pokud CB-3 nespustí, spustí se CB-2, protože celkové časové nastavení tohoto relé v bodě C je vyšší.
Ačkoli časové nastavení relé nejblíže ke zdroji je nejvyšší, stále se spustí v krátkém časovém intervalu, pokud dojde k významné poruše blízko ke zdroji, protože doba provozu relé je nepřímo úměrná chybnému proudu.
Ochrana paralelních vývodů proti přetoku proudů
Pro udržení stability systému je třeba napájet spotřebič ze zdroje dvěma nebo více vývody v paralele. Pokud dojde k poruše v libovolném vývodu, měl by být izolován pouze ten poruchový vývod, aby bylo možné zachovat kontinuitu dodávky ze zdroje k spotřebiči. Tento požadavek dělá ochranu paralelních vývodů trochu složitější než jednoduchou neorientovanou ochranu proti přetoku proudů v případě radiálních vývodů. Ochrana paralelních vývodů vyžaduje použití orientovaných relé a stupňování časového nastavení relé pro selektivní spuštění.
Jsou zde dva vývody připojené v paralele ze zdroje k spotřebiči. Obě vývody mají neorientované relé proti přetoku proudů na straně zdroje. Tyto relé by měla být inverzní časová relé. Také oba vývody mají orientované relé nebo relé proti reverznímu toku na straně spotřebiče. Relé proti reverznímu toku použitá zde by měla být okamžitá. To znamená, že by se měla spustit, jakmile se směr toku energie v vývodu obrátí. Normální směr toku energie je ze zdroje k spotřebiči.
Nyní, předpokládejme, že v bodě F dojde k poruše, řekněme, že proud poruchy je If. Tato porucha bude mít dva paralelní cesty ze zdroje, jednu pouze přes přerušovač A a druhou přes CB-B, vývod-2, CB-Q, sběrnici spotřebiče a CB-P. Je to jasně znázorněno na následujícím obrázku, kde IA a IB jsou proudy poruchy sdílené vývodem-1 a vývodem-2.
Podle Kirchhoffova zákona o toku proudu, IA + IB = If.
Nyní, IA teče přes CB-A, IB teče přes CB-P. Protože směr toku CB-P je obrácen, spustí se okamžitě. CB-Q se nezpustí, protože směr toku (energie) v tomto přerušovači není obrácen. Jakmile se CB-P spustí, přestane proud poruchy IB tekat přes vývod, a proto není otázkou další spuštění inverzního relé proti přetoku proudů. IA stále teče i když CB-P spustil. Poté, kvůli přetoku IA, spustí se CB-A. Tímto způsobem je poruchový vývod izolován od systému.
Diferenciální ochrana pilotního vedení
