Syöttösuojarele: Yleiskatsaus
Syöttösuojarele on laite, joka suojailee sähköjärjestelmän syöttöjohtoja erilaisilta vikoilta, kuten lyhytsuutuksilta, ylilatauksilta, maavirraltalta ja katkuneilta johtimilta. Syöttö on siirtolinja tai jakolinja, joka kuljettaa sähköä alamittarista kohteeseen tai toiseen alamittariin. Syöttösuojareleitä tarvitaan varmistaaksemme sähköjärjestelmien luotettavuuden ja turvallisuuden, sillä ne pystyvät nopeasti havaitsemaan ja eristämään vikat, estämään laitteiden vaurioitumisen ja minimoimaan sähkökatkokset.
Mitä on etäisyyden suojarele?
Yksi yleisimmistä syöttösuojareleityypeistä on etäisyyssuojarele, jota myös kutsutaan impedanssirelekseksi. Etäisyys-suojarele mittailee syöttölinjan impedanssia (Z) käyttäen jännitteen (V) ja virtan (I) syötteitä vastaavasta potentiaalimuuntajasta (PT) ja virtamuuntajasta (CT). Impedanssi lasketaan jakamalla jännite virtaan: Z = V/I.
Etäisyys-suojarele vertaa mitattua impedanssia etukäteen määritettyyn asetusarvoon, joka edustaa normaalin toiminnan sallittua maksimimpedanssia. Jos mitattu impedanssi on pienempi kuin asetusarvo, tarkoittaa se, että syöttölinjalla on vika, ja rele lähettää trip-signaalin virtasulkijalle vikan eristämiseksi. Rele voi myös näyttää vikan parametreja, kuten vikavirtan, jännitteen, vastusta, reaktanssin ja vikan etäisyyden, näytöllään.
Vikan etäisyys on etäisyys relen sijainnista vikan sijaintiin, joka voidaan arvioida kertomalla mitattu impedanssi linjan impedanssilla kilometriä kohti. Esimerkiksi, jos mitattu impedanssi on 10 ohmia ja linjan impedanssi kilometriä kohti on 0,4 ohmia/km, niin vikan etäisyys on 10 x 0,4 = 4 km. Vikan etäisyyden tiedossa voidaan paikannella ja korjata vika nopeasti.
Miten nelikulmainen ominaisuus toimii?
Etäisyys-suojarele voi olla erilaisia toimintomalleja, kuten ympyrä, mho, nelikulmio tai monikulmio. Nelikulmainen ominaisuus on suosittu valinta modernille numeeriselle releelle, koska se tarjoaa enemmän joustavuutta ja tarkkuutta suojavyöhykkeiden asettamisessa.
Nelikulmainen ominaisuus on suunnikkaan muotoinen graafi, joka määrittelee releen suojavyöhykkeen. Graafissa on neljä akselia: eteenpäin suuntautunut vastus (R F), taaksepäin suuntautunut vastus (R B), eteenpäin suuntautunut reaktanssi (X F) ja taaksepäin suuntautunut reaktanssi (X B). Graafissa on myös kaltevuuskulma, jota kutsutaan releen ominaisuuskulmaksi (RCA), joka määrää suunnikkaan muodon.
Nelikulmainen ominaisuus voidaan piirtää seuraavilla vaiheilla:
Aseta R F -arvo positiiviselle X-akselille ja R B -arvo negatiiviselle X-akselille.
Aseta X F -arvo positiiviselle Y-akselille ja X B -arvo negatiiviselle Y-akselille.
Piirrä viiva R F:stä X F:ään RCA:n kaltevuuskulmassa.
Piirrä viiva R B:stä X B:ään RCA:n kaltevuuskulmassa.
Täydennä suunnikas yhdistämällä R F R B:hen ja X F X B:hen.
Suojavyöhyke on suunnikkaan sisällä, mikä tarkoittaa, että jos mitattu impedanssi on tässä alueessa, rele trippeilee. Nelikulmainen ominaisuus kattaa neljä toimintakvadranttia:
Ensimmäinen kvadrantti (R ja X arvot ovat positiivisia): Tämä kvadrantti edustaa induktiivista kuormaa ja eteenpäin suuntautunutta vikaa releestä.
Toinen kvadrantti (R on negatiivinen ja X on positiivinen): Tämä kvadrantti edustaa kapasitiivista kuormaa ja taaksepäin suuntautunutta vikaa releestä.
Kolmas kvadrantti (R ja X arvot ovat negatiivisia): Tämä kvadrantti edustaa induktiivista kuormaa ja taaksepäin suuntautunutta vikaa releestä.
Neljäs kvadrantti (R on positiivinen ja X on negatiivinen): Tämä kvadrantti edustaa kapasitiivista kuormaa ja eteenpäin suuntautunutta vikaa releestä.
Mitä ovat eri toimintavyöhykkeet?
Etäisyys-suojarele voi olla eri toimintavyöhykkeitä, jotka määritellään eri impedanssi- ja aikaviiveasetuksilla. Vyöhykkeet on suunniteltu koordinoimaan muiden releiden kanssa järjestelmässä ja tarjoamaan varasuojaa naapurisyöttöille.
Tyypilliset toimintavyöhykkeet etäisyys-suojareleelle ovat:
Vyöhyke 1: Tämä vyöhyke kattaa 80%–90% syöttölinjan pituudesta eikä sillä ole aikaviiveä. Se tarjoaa ensisijaista suojaa vikoille tässä vyöhykkeessä ja trippeilee välittömästi.
Vyöhyke 2: Tämä vyöhyke kattaa 100%–120% syöttölinjan pituudesta ja sillä on lyhyt aikaviive (yleensä 0,3–0,5 sekuntia). Se tarjoaa varasuojaa vikoille vyöhykkeen 1 ulkopuolella tai naapurisyöttöissä.
Vyöhyke 3: Tämä vyöhyke kattaa 120%–150% syöttölinjan pituudesta ja sillä on pidempi aikaviive (yleensä 1–2 sekuntia). Se tarjoaa varasuojaa vikoille vyöhykkeen 2 ulkopuolella tai kaukaisissa syöttöissä.
Joillakin releillä voi olla lisävyöhykkeitä, kuten Vyöhyke 4 kuorman häiritsemiseen tai Vyöhyke 5 ylivaiheisiin vikoihin.
Mitä ovat muut syöttösuojareleityypit?
Etäisyys-suojareleiden lisäksi on muita syöttösuojareleityyppejä, joita voidaan käyttää eri sovelluksiin tai yhdessä etäisyys-suojareleiden kanssa. Joitakin esimerkkejä ovat:
Ylivirtasuojareleet: Nämä releet mitaavat vain virtaa ja trippeilevät, kun se ylittää ennakkoon asetetun arvon. Ne ovat yksinkertaisia, edullisia ja yleisesti käytettyjä radiaalisille syöttöille.
Erosummasuojareleet: Nämä releet vertaavat virtasyötteitä syöttön molemmilta päiltä ja trippeilevät, kun niiden välillä on epätasapaino. Ne ovat nopeita, valikoivia ja herkkiä lyhyille syöttöille tai busbareille.
Suuntasuojareleet: Nämä releet mitaavat sekä virtaa että jännitettä ja määrittävät niiden vaihekulman eron. Ne trippeilevät vain, kun virta virtaa tietyssä suunnassa suhteessa jännitteeseen. Ne ovat hyödyllisiä silmukkaisille syöttöille tai paralleelisille syöttöille.
Kaarisuojareleet: Nämä releet käyttävät valosensorit ja nopea ylivirtahavainto tunnistamaan kaarisuojatapahtumia syöttöissä. Ne trippeilevät nopeammin perinteisten releiden verrattuna ja parantavat henkilöstön turvallisuutta.
Miten valita syöttösuojareleitä?
Syöttösuojareleiden valinta riippuu useista tekijöistä, kuten:
Syöttöjen tyyppi, pituus, konfiguraatio, kuormitus, maanjäristys ja eristyksen taso
Releiden saatavuus, tarkkuus, hinta, huolto, kommunikaatio ja integraatio
Suojajärjestelmien koordinointi, valikoivuus, herkkäkyky, nopeus, luotettavuus, turvallisuus ja vakaus
Sähköjärjestelmien operaattoreiden standardit, säännöt, koodit, politiikat ja käytännöt
Joitakin yleisiä ohjeita syöttösuojareleiden valitsemiseksi ovat:
Valit
