Ochrona linii lub odgałęzień
Ponieważ długość linii przesyłowej prądu elektrycznego jest zazwyczaj wystarczająco duża i przebiega przez otwartą atmosferę, prawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzenia w linii przesyłowej prądu elektrycznego jest znacznie wyższe niż w przypadku transformatorów prądu elektrycznego i alternatorów. Dlatego linia przesyłowa wymaga znacznie więcej schematów ochronnych niż transformator i alternator.
Ochrona linii powinna posiadać pewne specjalne cechy, takie jak-
Podczas uszkodzenia powinien być wyłączony tylko przerzutnik obwodowy najbliżej punktu uszkodzenia.
Jeśli przerzutnik obwodowy najbliżej uszkodzonego punktu nie wykona wyłączenia, przerzutnik obwodowy bezpośrednio za nim zostanie wyłączony jako zapasowy.
Czas działania relaja związany z ochroną linii powinien być jak najkrótszy, aby zapobiec niepotrzebnemu wyłączaniu przerzutników obwodowych związanych z innymi zdrowymi częściami systemu energetycznego.
Wymienione powyżej wymagania sprawiają, że ochrona linii przesyłowej różni się znacznie od ochrony transformatorów i innych urządzeń systemów energetycznych. Głównymi trzema metodami ochrony linii przesyłowej są –
Chronometracyjna ochrona przeciwprądowa.
Ochrona różnicowa.
Ochrona odległościowa.
Chronometracyjna ochrona przeciwprądowa
Może to również być nazywane po prostu ochroną przeciwprądową linii przesyłowej prądu elektrycznego. Omówmy różne schematy chronometrajnej ochrony przeciwprądowej.
Ochrona pasma promienistego
W pasmie promienistym energia płynie tylko w jednym kierunku, czyli od źródła do obciążenia. Tego typu pasma można łatwo chronić przy użyciu albo relajów czasu określonego, albo relajów czasu odwrotnego.
Ochrona linii za pomocą relaju czasu określonego
Ten schemat ochrony jest bardzo prosty. Całą linię dzieli się na różne sekcje, a każda sekcja jest wyposażona w relaj czasu określonego. Relaj najbliżej końca linii ma najmniejsze ustawienie czasu, podczas gdy ustawienia czasowe innych relajów są kolejno zwiększane w kierunku źródła.
Nawet, jeśli istnieje źródło w punkcie A, na poniższym rysunku
W punkcie D zainstalowany jest przerzutnik obwodowy CB-3 z określonym czasem działania relaja 0,5 sekundy. Kolejno, w punkcie C zainstalowany jest inny przerzutnik obwodowy CB-2 z określonym czasem działania relaja 1 sekunda. Następny przerzutnik obwodowy CB-1 jest zainstalowany w punkcie B, który jest najbliżej punktu A. W punkcie B, relaj jest ustawiony na czas działania 1,5 sekundy.
Załóżmy, że wystąpi uszkodzenie w punkcie F. W wyniku tego uszkodzenia, prąd uszkodzeniowy przepływa przez wszystkie przekształtniki prądowe lub CT połączone w linii. Ale ponieważ czas działania relaja w punkcie D jest minimalny, przerzutnik obwodowy CB-3, związany z tym relajem, będzie pierwszy wyłączony, aby izolować strefę uszkodzenia od reszty linii. W przypadku, gdy z jakiegoś powodu CB-3 nie wykona wyłączenia, działanie nastąpi na następnym relaju o wyższym ustawieniu czasowym, aby uruchomić powiązany przerzutnik obwodowy. W tym przypadku, CB-2 zostanie wyłączony. Jeśli CB-2 również nie wykona wyłączenia, to następny przerzutnik obwodowy, tj. CB-1, zostanie wyłączony, aby izolować większą część linii.
Zalety ochrony linii czasu określonego
Główną zaletą tego schematu jest prostota. Drugą główną zaletą jest to, że podczas uszkodzenia działa tylko najbliższy przerzutnik obwodowy w kierunku źródła od punktu uszkodzenia, izolując określoną pozycję linii.
Wady ochrony linii czasu określonego
Jeśli liczba sekcji w linii jest dość duża, ustawienie czasu relaja najbliżej źródła będzie bardzo długie. W związku z tym, podczas dowolnego uszkodzenia bliżej źródła, izolacja zajmie dużo czasu. Może to spowodować poważne destrukcyjne skutki dla systemu.
Ochrona przeciwprądowa linii za pomocą relaju odwrotnego
Wada, którą omówiliśmy w ochronie przeciwprądowej linii przesyłowej z określonym czasem, może być łatwo pokonana przy użyciu relajów odwrotnych. W relaju odwrotnym czas działania jest odwrotnie proporcjonalny do prądu uszkodzeniowego.
Na powyższym rysunku, całkowite ustawienie czasu relaja w punkcie D jest najmniejsze, a to ustawienie czasu jest kolejno zwiększane dla relajów związanych z punktami w kierunku punktu A.
W przypadku dowolnego uszkodzenia w punkcie F, obviousnie, CB-3 w punkcie D zostanie wyłączony. W przypadku niepowodzenia wyłączenia CB-3, CB-2 zostanie uruchomiony, ponieważ całkowite ustawienie czasu w tym relaju w punkcie C jest wyższe.
Pomimo, że ustawienie czasu relaja najbliżej źródła jest maksymalne, nadal będzie on działał w krótszym czasie, jeśli wystąpi duże uszkodzenie blisko źródła, ponieważ czas działania relaja jest odwrotnie proporcjonalny do prądu uszkodzeniowego.
Ochrona przeciwprądowa równoległych pasm zasilających
Aby utrzymać stabilność systemu, obciążenie musi być zasilane przez dwa lub więcej pasm zasilających w układzie równoległym. Jeśli wystąpi uszkodzenie w jednym z pasm, tylko to uszkodzone pasmo powinno być izolowane od systemu, aby zapewnić ciągłość zasilania od źródła do obciążenia. To wymaganie sprawia, że ochrona równoległych pasm zasilających jest nieco bardziej złożona niż prosta ochrona przeciwprądowa linii w przypadku pasm promienistych. Ochrona równoległych pasm zasilających wymaga użycia relajów kierunkowych oraz gradacji ustawień czasowych relajów do selektywnego wyłączania.
Są dwa pasma zasilające połączone równolegle od źródła do obciążenia. Obie linie mają relaje przeciwprądowe bezkierunkowe na końcówce źródłowej. Te relaje powinny być relajami odwrotnymi. Ponadto, obie linie mają relaje kierunkowe lub relaje odwrotnej mocy na końcówce obciążeniowej. Relaje odwrotnej mocy używane tutaj powinny być typu natychmiastowego. Oznacza to, że te relaje powinny działać natychmiast, gdy kierunek przepływu mocy w pasmie zostanie odwrócony. Normalny kierunek przepływu mocy jest od źródła do obciążenia.
Teraz, załóżmy, że wystąpi uszkodzenie w punkcie F, powiedzmy, że prąd uszkodzeniowy wynosi If. To uszkodzenie otrzyma dwie równoległe ścieżki od źródła, jedną tylko przez przerzutnik obwodowy A, a drugą przez CB-B, pasmo-2, CB-Q, magistralę obciążeniową i CB-P. Jest to jasno przedstawione na poniższym rysunku, gdzie IA i IB to prądy uszkodzeniowe podzielone między pasmem-1 i pasmem-2 odpowiednio.
Zgodnie z prawem Kirchhoffa dla prądów, IA + IB = If.
Teraz, IA przepływa przez CB-A, IB przepływa przez CB-P. Ponieważ kierunek przepływu CB-P jest odwrócony, ten przerzutnik zostanie natychmiastowy wyłączony. Ale CB-Q nie zostanie wyłączony, ponieważ kierunek przepływu prądu (mocy) w tym przerzutniku nie jest odwrócony. Natychmiast po wyłączeniu CB-P, prąd uszkodzeniowy IB przestaje przepływać przez pasmo, więc nie ma mowy o dalszym działaniu relaju przeciwprądowego odwrotnego. IA nadal przepływa nawet po wyłączeniu CB-P. Wtedy, ze względu na przeciążenie prądem IA, CB-A zostanie wyłączony. W ten sposób uszkodzone pasmo zostaje izolowane od systemu.
Ochrona różnicowa pilot-wire
To jest po prostu schemat ochrony różnicowej stosowany do pasm. Stosuje się wiele schematów ochrony różnicowej dla linii, ale najpopularniejsze są system Mess Price Voltage balance i schemat Translay.
System Merz Price Balance
Zasada działania systemu Merz Price Balance jest dość prosta. W tym schemacie ochrony linii, identyczny CT jest podłączony do każdego końca linii. Polaryzacja CT jest taka sama. Sekundarny obwód tych przekształtników prądowych i cewka robocza dwóch natychmiastowych relajów tworzą zam
