Relé pro ochranu vývodu: Komplexní průvodce
Relé ochrany vedení je zařízení, které chrání vedení elektrického systému před různými typy poruch, jako jsou krátké spoje, přetížení, zemní poruchy a přerušené vodiče. Vedení je přenosová nebo distribuční linka, která přivádí energii od podsítě k spotřebiči nebo jiné podsíti. Relé ochrany vedení jsou nezbytné pro zajištění spolehlivosti a bezpečnosti elektrických systémů, protože mohou rychle detekovat a izolovat poruchy, zabránit poškození zařízení a minimalizovat výpadky elektrické energie.
Co je relé dálkové ochrany?
Jedním z nejčastějších typů relé ochrany vedení je relé dálkové ochrany, také známé jako impedanční relé. Relé dálkové ochrany měří impedanci (Z) vedení pomocí napětí (V) a proudu (I) z odpovídajících transformátorů napětí (PT) a proudu (CT). Impedance se vypočítá dělením napětí proudu: Z = V/I.
Relé dálkové ochrany porovnává změřenou impedanci s předdefinovanou nastavenou hodnotou, která reprezentuje maximální povolenou impedanci pro normální provoz. Pokud je změřená impedance nižší než nastavená hodnota, znamená to, že na vedení došlo k poruše, a relé pošle signál k vyřazení okruhu k vypínači, aby izolovalo poruchu. Relé může také zobrazit parametry poruchy, jako jsou proud poruchy, napětí, odpor, reaktance a vzdálenost poruchy, na svém displeji.
Vzdálenost poruchy je vzdálenost od umístění relé k místu poruchy, která se odhaduje násobením změřené impedancí impedancí linky na kilometr. Například, pokud je změřená impedance 10 ohmů a impedancia linky na kilometr je 0,4 ohmy/km, pak vzdálenost poruchy je 10 x 0,4 = 4 km. znalost vzdálenosti poruchy může pomoci rychle nalézt a opravit poruchu.
Jak funguje charakteristika čtyřúhelníku?
Relé dálkové ochrany může mít různé pracovní charakteristiky, jako jsou kruhové, mho, čtyřúhelníkové nebo mnohoúhelníkové. Charakteristika čtyřúhelníku je oblíbeným výběrem pro moderní numerická relé, protože nabízí větší flexibilitu a přesnost při nastavování ochranných zón.
Charakteristika čtyřúhelníku je graf tvaru rovnoběžníku, který definuje ochrannou zónu relé. Graf má čtyři osy: směrový odpor (R F), protisměrový odpor (R B), směrová reaktance (X F) a protisměrová reaktance (X B). Graf má také sklon označený jako úhel charakteristiky relé (RCA), který určuje tvar rovnoběžníku.
Charakteristiku čtyřúhelníku lze nakreslit následujícími kroky:
Nastavte hodnotu R F na kladné X-ové ose a hodnotu R B na záporné X-ové ose.
Nastavte hodnotu X F na kladné Y-ové ose a hodnotu X B na záporné Y-ové ose.
Nakreslete čáru od R F k X F s sklonem RCA.
Nakreslete čáru od R B k X B s sklonem RCA.
Dokončete rovnoběžník spojením R F s R B a X F s X B.
Ochranná zóna je uvnitř rovnoběžníku, což znamená, že pokud změřená impedance spadá do této oblasti, relé bude vyřazeno. Charakteristika čtyřúhelníku může pokrýt čtyři kvadranty provozu:
První kvadrant (hodnoty R a X jsou kladné): Tento kvadrant reprezentuje induktivní zátěž a směrovou poruchu od relé.
Druhý kvadrant (R je záporné a X je kladné): Tento kvadrant reprezentuje kapacitivní zátěž a protisměrovou poruchu od relé.
Třetí kvadrant (hodnoty R a X jsou záporné): Tento kvadrant reprezentuje induktivní zátěž a protisměrovou poruchu od relé.
Čtvrtý kvadrant (R je kladné a X je záporné): Tento kvadrant reprezentuje kapacitivní zátěž a směrovou poruchu od relé.
Jaké jsou různé zóny provozu?
Relé dálkové ochrany může mít různé zóny provozu, které jsou definovány různými nastavenými hodnotami impedancí a časovými prodlevami. Zóny jsou navrženy tak, aby se koordinovaly s ostatními relé v systému a poskytovaly záložní ochranu pro sousední vedení.
Typické zóny provozu pro relé dálkové ochrany jsou:
Zóna 1: Tato zóna pokrývá 80% až 90% délky vedení a nemá časovou prodlevu. Poskytuje hlavní ochranu před poruchami v této zóně a okamžitě vyřazuje.
Zóna 2: Tato zóna pokrývá 100% až 120% délky vedení a má krátkou časovou prodlevu (obvykle 0,3 až 0,5 sekundy). Poskytuje záložní ochranu před poruchami mimo zónu 1 nebo v sousedních vedeních.
Zóna 3: Tato zóna pokrývá 120% až 150% délky vedení a má delší časovou prodlevu (obvykle 1 až 2 sekundy). Poskytuje záložní ochranu před poruchami mimo zónu 2 nebo v vzdálených vedeních.
Některá relé mohou mít i další zóny, jako je zóna 4 pro překročení zátěže nebo zóna 5 pro překročení poruch.
Jaké jsou další typy relé ochrany vedení?
Kromě relé dálkové ochrany existují další typy relé ochrany vedení, které lze použít pro různé aplikace nebo ve kombinaci s relé dálkové ochrany. Některé příklady jsou:
Relé přetížení: Tyto relé měří pouze proud a vyřazují, když překročí předvolenou hodnotu. Jsou jednoduchá, levná a široce používána pro radiální vedení.
Relé diferenciální ochrany: Tyto relé porovnávají proudy z obou konců vedení a vyřazují, když mezi nimi dojde k nerovnováze. Jsou rychlá, selektivní a citlivá pro krátká vedení nebo sběrnice.
Relé směrové ochrany: Tyto relé měří jak proud, tak napětí a určují jejich fázový rozdíl. Vyřazují pouze, když proud teče v konkrétním směru vzhledem k napětí. Jsou užitečná pro smyčková vedení nebo paralelní vedení.
Relé detekce obloukového svitu: Tyto relé používají senzory světla a rychlou detekci přetížení pro identifikaci událostí obloukového svitu na vedeních. Vyřazují rychleji než tradiční relé a zlepšují bezpečnost osob.
Jak vybrat relé ochrany vedení?
Výběr relé ochrany vedení závisí na různých faktorech, jako jsou:
Typ, délka, konfigurace, zátěž, zemnění a stupeň izolace vedení
Dostupnost, přesnost, cena, údržba, komunikace a integrace relé
Koordinační, selektivní, citlivostní, rychlost, spolehlivost, bezpečnost a stabilita ochranných schémat
Normy, předpisy, kódy, politiky a praxe provozovatelů elektrických systémů
Některé obecné pokyny pro výběr relé ochrany vedení jsou:
Zvolte numerická relé místo elektromechanických nebo statických relé pro lepší výkon, funkčnost, flexibilitu a diagnostiku
Zvolte relé dálkové ochrany místo relé přetížení nebo diferenciální ochrany pro dlouhá nebo složitá vedení
Zvolte charakteristiku čtyřúhelníku místo kruhové nebo mho charakteristiky pro větší přesnost a adaptabilitu
Zvolte nízké energetické analogové senzorové vstupy místo běžných proudových/napěťových vstupů pro snížení velikosti, hmotnosti a bezpečnostních rizik.
Zvolte relé detekce obloukového svitu místo běžných relé pro rychlejší vyřazování a bezpečnost osob.
Závěr
