Релéйна защита на подхранвания: Пълноценно ръководство
Релéйна защита на отвод е устройство, което защитава електроенергийната система от различни видове дефекти, като късо съединение, прекомерно зареждане, земно замикване и прекъснати проводници. Отводът е линия за пренос или разпределение, която пренася мощност от подстанцията до потребителите или друга подстанция. Релейните устройства за защита на отводите са необходими за осигуряване на надеждността и безопасността на системите за електроенергия, тъй като могат бързо да обнаружават и изолират дефектите, предотвратявайки повреди на оборудването и минимизирайки прекъсванията на електроенергията.
Какво е релейна защита на разстояние?
Един от най-често срещаните видове релейни устройства за защита на отводите е релейната защита на разстояние, известна също като импедансна защита. Релейната защита на разстояние измерва импеданса (Z) на линията за отвод, използвайки напрежението (V) и ток (I) входящи от съответния потенциален трансформатор (PT) и токов трансформатор (CT). Импедансът се изчислява, като се раздели напрежението на тока: Z = V/I.
Релейната защита на разстояние сравнява измерения импеданс с предварително зададена стойност, която представлява максимално допустимия импеданс при нормална работа. Ако измереният импеданс е по-нисък от зададената стойност, това означава, че има дефект в линията за отвод, и релеят ще изпрати сигнал за прекъсване към прекъсвателя, за да изолира дефекта. Релеят може също да показва параметрите на дефекта, такива като ток на дефекта, напрежение, резистивна, индуктивна и дистанция на дефекта, на екрана си.
Дистанцията на дефекта е разстоянието от местоположението на релея до местоположението на дефекта, което може да бъде оценено, умножавайки измерения импеданс по импеданса на линията на километър. Например, ако измереният импеданс е 10 ома и импедансът на линията на километър е 0.4 ома/км, то дистанцията на дефекта е 10 x 0.4 = 4 км. Знанието на дистанцията на дефекта може да помогне за бързо намиране и ремонт на дефекта.
Как работи четириъгълната характеристика?
Релейната защита на разстояние може да има различни характеристики на работа, като кръгова, мхо, четириъгълна или многоъгълна. Четириъгълната характеристика е популярен избор за модерните числови реле, тъй като предлага повече гъвкавост и точност при задаване на зоните на защита.
Четириъгълната характеристика е график във форма на успоредник, който дефинира зоната на защита на релея. Графикът има четири оси: напреднало съпротивление (R F), назадно съпротивление (R B), напреднала реактивна мощност (X F) и назадна реактивна мощност (X B). Графикът има и ъгъл на наклон, наречен ъгъл на характеристика на релея (RCA), който определя формата на успоредника.
Четириъгълната характеристика може да бъде начертана, използвайки следните стъпки:
Задайте стойността на R F на положителната X-ос и стойността на R B на отрицателната X-ос.
Задайте стойността на X F на положителната Y-ос и стойността на X B на отрицателната Y-ос.
Начертайте права от R F до X F с ъгъл на наклон RCA.
Начертайте права от R B до X B с ъгъл на наклон RCA.
Завършете успоредника, свързайки R F с R B и X F с X B.
Зоната на защита е във вътрешността на успоредника, което означава, че ако измереният импеданс падне в тази област, релеят ще се активира. Четириъгълната характеристика може да покрива четири квадранта на работа:
Първи квадрант (стойностите на R и X са положителни): Този квадрант представлява индуктивна нагрузка и напреднал дефект от релея.
Втори квадрант (R е отрицателно, а X е положително): Този квадрант представлява капацитивна нагрузка и обратен дефект от релея.
Трети квадрант (стойностите на R и X са отрицателни): Този квадрант представлява индуктивна нагрузка и обратен дефект от релея.
Четвърти квадрант (R е положително, а X е отрицателно): Този квадрант представлява капацитивна нагрузка и напреднал дефект от релея.
Какви са различните зони на работа?
Релейната защита на разстояние може да има различни зони на работа, които са дефинирани от различни зададени стойности на импеданс и времево забавяне. Зоните са проектирани, за да се координират с други релея в системата и да предоставят резервна защита за съседните отводи.
Типичните зони на работа за релейна защита на разстояние са:
Зона 1: Тази зона покрива 80% до 90% от дължината на отвода и няма времево забавяне. Предоставя основна защита за дефекти в тази зона и се активира моментално.
Зона 2: Тази зона покрива 100% до 120% от дължината на отвода и има кратко времево забавяне (обикновено 0.3 до 0.5 секунди). Предоставя резервна защита за дефекти извън зона 1 или в съседни отводи.
Зона 3: Тази зона покрива 120% до 150% от дължината на отвода и има по-дълго времево забавяне (обикновено 1 до 2 секунди). Предоставя резервна защита за дефекти извън зона 2 или в отдалечени отводи.
Някои релея може да имат допълнителни зони, като зона 4 за проникване на нагрузка или зона 5 за прехвърлящи се дефекти.
Какви са другите видове релейни устройства за защита на отводи?
Освен релейните устройства за защита на разстояние, има други видове релейни устройства за защита на отводи, които могат да се използват за различни приложения или в комбинация с релейни устройства за защита на разстояние. Някои примери са:
Релейни устройства за защита от прекомерен ток: Тези релея измерват само тока и се активират, когато той надхвърли предварително зададена стойност. Те са простички, евтини и широко използвани за радиални отводи.
Релейни устройства за диференциална защита: Тези релея сравняват входящите токове от двете края на отвода и се активират, когато има несъответствие между тях. Те са бързи, селективни и чувствителни за кратки отводи или шинопроводи.
Релейни устройства за направлена защита: Тези релея измерват както тока, така и напрежението и определят техния фазов ъгъл. Те се активират само, когато токът протича в специфично направление спрямо напрежението. Те са полезни за циклични отводи или паралелни отводи.
Релейни устройства за детекция на дъга: Тези релея използват светлинни сензори и високоскоростна детекция на прекомерен ток, за да идентифицират събития на дъга в отводите. Те се активират по-бързо от конвенционалните релея и подобряват безопасността за персонала.
Как да изберете релейни устройства за защита на отводи?
Изборът на релейни устройства за защита на отводи зависи от различни фактори, като:
Тип, дължина, конфигурация, зареждане, заземяване и изолационен ниво на отводите
Достъпност, точност, цена, поддръжка, комуникация и интеграция на релея
Координация, селективност, чувствителност, бързодействие, надеждност, безопасност и стабилност на системите за защита
Стандарти, регулации, кодове, политики и практики на операторите на електроенергийните системи
