Захист ліній або відходять
Оскільки довжина лінії передачі електроенергії зазвичай достатньо велика і вона проходить через відкрите середовище, ймовірність появлення аварії на лінії передачі електроенергії набагато вища, ніж у трансформаторів електроенергії та генераторів. Тому лінія передачі потребує набагато більше захисних схем, ніж трансформатор або генератор.
Захист лінії повинен мати деякі спеціальні характеристики, такі як-
При аварії повинен трипувати лише автоматичний вимикач, найближчий до місця аварії.
Якщо автоматичний вимикач, найближчий до місця аварії, не трипує, то трипуватиме наступний автоматичний вимикач як резерв.
Час дії реле, пов'язаний з захистом лінії, повинен бути максимально коротким, щоб запобігти необхідному трипуванню автоматичних вимикачів, пов'язаних з іншими здоровими частинами енергосистеми.
Ці вищезазначені вимоги роблять захист лінії передачі набагато відрізняються від захисту трансформатора та іншого обладнання енергосистем. Основні три методи захисту ліній передачі – це:
Захист від перевантаження струму з градацією часу.
Диференційний захист.
Захист відстанню.
Захист від перевантаження струму з градацією часу
Цей метод можна також просто називати захистом від перевантаження струму на лініях передачі електроенергії. Розглянемо різні схеми захисту від перевантаження струму з градацією часу.
Захист радіальних підходів
У радіальних підходах, потужність протікає лише в одному напрямку, від джерела до навантаження. Цей тип підходів можна легко захистити, використовуючи або реле з фіксованим часом, або реле з оберненим часом.
Захист лінії за допомогою реле з фіксованим часом
Ця схема захисту дуже проста. Усього лінію розбивають на різні секції, і кожну секцію оснащують реле з фіксованим часом. Реле, найближче до кінця лінії, має найменшу налаштування часу, а налаштування часу інших реле послідовно збільшуються, наближаючись до джерела.
Наприклад, припустимо, що на точці A є джерело, як показано на нижньому рисунку
У точці D встановлено автоматичний вимикач CB-3 із чітким часом спрацьовування реле 0,5 с. Послідовно, у точці C встановлено ще один автоматичний вимикач CB-2 із чітким часом спрацьовування реле 1 с. Наступний автоматичний вимикач CB-1 встановлено у точці B, яка є найближчою до точки A. У точці B реле налаштовано на час спрацьовування 1,5 с.
Припустимо, що у точці F виникло пошкодження. Через це пошкодження струм пошкодження проходить через усі трансформатори струму або ТС, підключені до лінії. Однак, оскільки час спрацьовування реле у точці D мінімальний, автоматичний вимикач CB-3, пов’язаний з цим реле, спрацює першим, щоб відокремити пошкоджену ділянку від решти частини лінії. Якщо з будь-якої причини CB-3 не спрацює, то наступне реле з більшим часом затримки спрацює, щоб активувати відповідний автоматичний вимикач. У цьому випадку спрацює CB-2. Якщо CB-2 також не спрацює, тоді наступний автоматичний вимикач, тобто CB-1, спрацює, щоб відокремити значну частину лінії.
Переваги захисту лінії з чітким часом
Основною перевагою цієї схеми є простота. Другою великою перевагою є те, що під час пошкодження спрацьовуватиме лише найближчий автоматичний вимикач до джерела від місця пошкодження, щоб відокремити конкретну ділянку лінії.
Недолік захисту лінії з чітким часом
Якщо кількість ділянок у лінії досить велика, часова уставка реле, найближчого до джерела, буде дуже великою. Тому будь-яке пошкодження поблизу джерела буде усуватися протягом довгого часу. Це може призвести до серйозних руйнівних наслідків для системи.
Захист лінії від перевантаження за допомогою інверсного реле
Недолік, який ми щойно обговорили у захисті лінії передачі з чітким часом, легко можна усунути за допомогою реле з інверсним часом. У інверсному реле час спрацьовування обернено пропорційний струму пошкодження.
На наведеному вище малюнку загальна часова уставка реле у точці D є мінімальною, і послідовно ця уставка збільшується для реле, пов’язаних із точками, що йдуть у бік точки A.
У разі пошкодження у точці F очевидно спрацює автоматичний вимикач CB-3 у точці D. Якщо CB-3 не відкриється, спрацює CB-2, оскільки загальна часова уставка у реле у точці C є вищою.
Хоча часова уставка реле, найближчого до джерела, є максимальною, воно все ж спрацює за коротший період, якщо поблизу джерела виникне велике пошкодження, оскільки час спрацьовування реле обернено пропорційний струму пошкодження.
Захист паралельних фідерів від перевантаження
Для забезпечення стабільності системи необхідно під’єднувати навантаження до джерела електроенергії за допомогою двох або більше паралельних ліній. У разі виникнення аварії на одній з ліній, лише та аварійна лінія повинна бути відокремлена від системи, щоб забезпечити постійне надходження електроенергії від джерела до навантаження. Це вимога робить захист паралельних ліній трохи складнішим, ніж простий недирекційний захист від перевантаження, як у випадку радіальних ліній. Захист паралельних ліній вимагає використання дирекційних реле та градації часової налаштування реле для селективного відключення.
Існують дві паралельні лінії, які з'єднуються від джерела до навантаження. Обидві лінії мають недирекційні реле перевантаження на стороні джерела. Ці реле повинні бути інверсними реле часу. Також обидві лінії мають дирекційне реле або реле зворотного потужності на своїй стороні навантаження. Реле зворотного потужності, які використовуються тут, повинні бути миттєвого типу. Це означає, що ці реле повинні працювати одразу ж, коли напрямок потоку потужності на лінії змінюється. Нормальний напрямок потоку потужності — від джерела до навантаження.
Тепер, припустимо, що аварія відбувається в точці F, кажімо, аварійний струм дорівнює If. Ця аварія отримає два паралельні шляхи від джерела, один через автоматичний вимикач A тільки і інший через ВВ-В, лінія-2, ВВ-Q, шина навантаження і ВВ-P. Це чітко показано на нижньому малюнку, де IA і IB — це аварійний струм, який розподіляється між лінією-1 і лінією-2 відповідно.
Згідно з законом Кірхгофа для струму, IA + IB = If.
Тепер, IA проходить через ВВ-A, IB проходить через ВВ-P. Оскільки напрямок потоку через ВВ-P змінюється, воно відключиться миттєво. Але ВВ-Q не відключиться, оскільки напрямок потоку струму (потужності) в цьому автоматичному вимикачі не змінюється. Одразу ж після відключення ВВ-P, аварійний струм IB перестає протікати через лінію, і тому немає питання про подальшу роботу інверсного реле перевантаження. IA все ще продовжує протікати, навіть після відключення ВВ-P. Тоді через перевантаження IA, ВВ-A відключиться. Таким чином, аварійна лінія відокремлюється від системи.
Диференційний захист пілотного проводу
Це просто диференційна система захисту, яка застосовується до ліній. Існує кілька диференційних схем, які застосовуються для захисту ліній, але найбільш популярно використовуються система Мерца-Прайса та система Translay.
Система Мерца-Прайса
Принцип роботи системи балансу цін Мерца досить простий. У цій схемі захисту лінії до кожного з кінців лінії під’єднані однакові ТТ. Поларність ТТ однакова. Секція цих трансформаторів струму і робочі катушки двох моментних реле утворюють замкнутий контур, як показано на нижньому малюнку. В контурі використовується провід для з’єднання секцій обох ТТ і катушок обох реле, як показано.
З малюнка видно, що при нормальному стані системи через контур не буде протікати жоден струм, оскільки вторинний струм одного ТТ знищуватиме вторинний струм іншого ТТ.
Якщо ж будь-яка аварія відбудеться на частині лінії між цими двома ТТ, вторинний струм одного ТТ більше не буде дорівнювати і протилежати вторинному струму іншого ТТ. Тому у контурі буде циркулюючий струм.
Завдяки цьому циркулюючому струму, катушка обох реле замкне трип-коло асоційованого автоматичного вимикача. Тому аварійна лінія буде відокремлена з обох кінців.
Заява: Поважайте оригінал, добрий матеріал вартій поділу, якщо є порушення авторських прав, зверніться для видалення.
