Pangangalaga ng mga Linya o Feeder

Dahil ang haba ng transmission line ng electrical power ay karaniwang mahaba at ito ay tumatawid sa open atmosphere, ang probabilidad ng pagkakaroon ng fault sa transmission line ng electrical power ay mas mataas kaysa sa mga electrical power transformers at alternators. Dahil dito, ang isang transmission line ay nangangailangan ng mas maraming mga protective schemes kaysa sa transformer at alternator.
Ang proteksyon ng linya ay dapat may ilang espesyal na katangian, tulad ng-

1. Sa panahon ng fault, ang tanging circuit breaker na pinakamalapit sa fault point ang dapat trip.

2. Kung ang circuit breaker na pinakamalapit sa faulty point ay hindi trip, ang circuit breaker na susunod sa breaker na ito ay mag-trip bilang backup.

3. Ang oras ng pag-operate ng relay na kaugnay ng proteksyon ng linya ay dapat na minimum upang maiwasan ang hindi kinakailangang tripping ng mga circuit breakers na kaugnay ng iba pang healthy parts ng power system.

Ang mga nabanggit na pangangailangan ay nagpapalayo ng proteksyon ng transmission line mula sa proteksyon ng transformer at iba pang equipment ng power systems. Ang tatlong pangunahing paraan ng proteksyon ng transmission line ay –

1. Time graded over current protection.

2. Differential protection.

3. Distance protection.

Time Graded Over Current Protection

Ito maaari ring ituring na simpleng over-current protection ng transmission line ng electrical power. Ipaglabag ang iba't ibang mga scheme ng time graded over current protection.

Proteksyon ng Radial Feeder

Sa radial feeder, ang power ay tumatawid sa isang direksyon lamang, mula sa source patungong load. Ang uri ng feeders na ito ay madaling ma-protektahan gamit ang definite time relays o inverse time relays.

Proteksyon ng Linya Gamit ang Definite Time Relay

Ang scheme ng proteksyon na ito ay napaka-simple. Dito, ang buong linya ay hinati sa iba't ibang seksyon at bawat seksyon ay binigyan ng definite time relay. Ang relay na pinakamalapit sa dulo ng linya ay may minimum na setting ng oras, habang ang setting ng oras ng iba pang mga relays ay paulit-ulit na tumaas patungo sa source.
Tulad ng halimbawa, supos na may source sa point A, sa larawan sa ibaba

Sa point D, ang circuit breaker CB-3 ay inilapat na may definite time of relay operation na 0.5 segundo. Susunod, sa point C, isa pang circuit breaker na CB-2 ay inilapat na may definite time of relay operation na 1 segundo. Ang susunod na circuit breaker na CB-1 ay inilapat sa point B na pinakamalapit sa point A. Sa point B, ang relay ay nakasetup sa oras ng operasyon na 1.5 segundo.
Ngayon, ipaglabag na may fault na nangyari sa point F. Dahil sa fault na ito, ang faulty current ay tumatawid sa lahat ng current transformers o CTs na konektado sa linya. Ngunit dahil ang oras ng operasyon ng relay sa point D ay minimum, ang CB-3, na kaugnay ng relay na ito, ang unang mag-trip upang i-isolate ang zone ng fault mula sa iba pang bahagi ng linya. Kung sa anumang dahilan, ang CB-3 ay hindi trip, ang susunod na mas mataas na timed relay ay mag-ooperate upang simulan ang associated CB na trip. Sa kaso na ito, ang CB-2 ang mag-trip. Kung ang CB-2 ay hindi rin trip, ang susunod na circuit breaker, na si CB-1, ang mag-trip upang i-isolate ang malaking bahagi ng linya.

Mga Advantages ng Definite Time Line Protection

Ang pangunahing advantage ng scheme na ito ay ang simplisidad. Ang pangalawang malaking advantage ay, sa panahon ng fault, ang tanging pinakamalapit na CB patungo sa source mula sa fault point ang mag-ooperate upang i-isolate ang tiyak na posisyon ng linya.

Kahinaan ng Definite Time Line Protection

Kung ang bilang ng mga seksyon sa linya ay napakalaki, ang setting ng oras ng relay na pinakamalapit sa source ay maaaring maging napakatagal. Kaya, sa anumang fault na mas malapit sa source, ito ay maaaring magtagal ng maraming oras upang i-isolate. Ito maaaring magdulot ng malubhang destructive effect sa sistema.

Over Current Line Protection by Inverse Relay

Ang drawback na aming pinag-usapan sa definite time over current protection ng transmission line, ay maaaring madaling ma-overcome gamit ang inverse time relays. Sa inverse relay, ang oras ng operasyon ay inversely proportional sa fault current.

Sa itaas na larawan, ang overall time setting ng relay sa point D ay minimum at paulit-ulit na tumaas ang setting na ito para sa mga relays na kaugnay ng mga puntos patungo sa point A.
Sa anumang fault sa point F, ito ay siguradong mag-trip ang CB-3 sa point D. Kung ang CB-3 ay hindi trip, ang CB-2 ang mag-ooperate bilang ang overall time setting ay mas mataas sa relay na ito sa point C.
Bahit ang setting ng oras ng relay na pinakamalapit sa source ay maximum, ito pa rin ay mag-trip sa mas maikling panahon kung ang major fault ay nangyari malapit sa source, dahil ang oras ng operasyon ng relay ay inversely proportional sa faulty current.

Over Current Protection of Parallel Feeders

Para mapanatili ang stability ng sistema, ito ay kinakailangan na ihanda ang load mula sa source gamit ang dalawa o higit pang feeders sa parallel. Kung ang fault ay nangyari sa anumang feeder, ang tanging feeder na may fault ang dapat i-isolate mula sa sistema upang mapanatili ang continuity ng supply mula sa source patungo sa load. Ang requirement na ito ay nagpapalayo ng proteksyon ng parallel feeders mula sa simple non-directional over current protection ng linya tulad ng sa radial feeders. Ang proteksyon ng parallel feeder ay nangangailangan ng directional relays at grading ng time setting ng relay para sa selective tripping.

Mayroong dalawang feeders na konektado sa parallel mula sa source patungo sa load. Parehong feeders ay may non-directional over current relay sa source end. Ang mga relays na ito ay dapat inverse time relays. Parehong feeders din ay may directional relay o reverse power relay sa kanilang load end. Ang reverse power relays na ginagamit dito ay dapat instantaneous type. Ibig sabihin, ang mga relays na ito ay dapat mag-operate agad kapag ang flow ng power sa feeder ay nareverse. Ang normal direction ng power ay mula sa source patungo sa load.
Ngayon, supos na may fault na nangyari sa point F, ang fault current ay If. Ang fault na ito ay makakakuha ng dalawang parallel paths mula sa source, isa sa pamamagitan ng circuit breaker A lamang at isa pa sa pamamagitan ng CB-B, feeder-2, CB-Q, load bus at CB-P. Ito ay malinaw na ipinapakita sa larawan sa ibaba, kung saan ang IA at IB ay ang current ng fault na ibinahagi ng feeder-1 at feeder-2, respectively.

Ayon sa Kirchoff’s current law, IA + IB = If.

Ngayon, ang IA ay tumatawid sa pamamagitan ng CB-A, ang IB ay tumatawid sa pamamagitan ng CB-P. Dahil ang direksyon ng flow ng CB-P ay nareverse, ito ay mag-trip agad. Ngunit ang CB-Q ay hindi mag-trip dahil ang flow ng current (power) sa circuit breaker na ito ay hindi nareverse. Kapag ang CB-P ay natrip, ang fault current IB ay tatahakin sa pamamagitan ng feeder at kaya walang tanong ng further operating ng inverse time over current relay. Ang IA ay patuloy na tumatawid kahit na ang CB-P ay natrip. Dahil sa over current IA, ang CB-A ay mag-trip. Sa paraang ito, ang faulty feeder ay i-isolate mula sa sistema.

Differential Pilot Wire Protection

Ito ay simpleng differential protection scheme na inilapat sa feeders. Maraming differential schemes ang inilapat para sa proteksyon ng linya ngunit ang Mess Price Voltage balance system at Translay Scheme ang pinakapopular na ginagamit.

Merz Price Balance System

Ang working principle ng Merz Price Balance system ay napaka-simple. Sa scheme na ito ng proteksyon ng linya, ang identical CT ay konektado sa bawat dulo ng linya. Ang polarity ng mga CTs ay pareho. Ang secondary ng mga current transformer at operating coil ng dalawang instantaneous relays ay form ng closed loop tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Sa loop, ang pilot wire ay ginagamit upang konektuhin ang parehong CT secondary at parehong relay coil tulad ng ipinapakita.