Villanyháló-védelmi relé: Teljes körű útmutató
A feeder protection relé egy eszköz, amely különböző típusú hibákat, mint rövidzárt, túltöltést, földhivatkozást és tört vezetőket, véd meg a energiarendszer vezetői elől. A vezető egy átvezető vagy elosztó vonal, amely energiát szállít az alárendelt településről a terhelésre vagy egy másik alárendelt településre. A vezetővédelmi relék létfontosságúak az energiarendszerek megbízhatóságának és biztonságának biztosításához, mivel gyorsan fel tudják észlelni és elkülöníteni a hibákat, megelőzhetik a berendezések károsodását, és minimalizálják a villamos energiahianyokat.
Mi az távolságvédelmi relé?
A leggyakrabban használt vezetővédelmi relék között található a távolságvédelmi relé, amit másképpen impedanciarelé-nek is neveznek. A távolságvédelmi relé a vezetővonali impedanciát (Z) méri a feszültség (V) és áram (I) bemeneteinek használatával a megfelelő potenciáltranszformátorból (PT) és áramtranszformátorból (CT). Az impedancia a feszültség és az áram hányadosa: Z = V/I.
A távolságvédelmi relé összehasonlítja a mértnél kapott impedanciát egy előre beállított értékkel, ami a normális működéshez engedélyezett maximális impedanciát jelenti. Ha a mértnél kapott impedancia alacsonyabb, mint a beállított érték, akkor ez azt jelenti, hogy a vezetővonalon van hiba, és a relé trip jelün küldi a átkapcsoló-nak, hogy elkülönítse a hibát. A relé képes megjeleníteni a hiba paramétereit, mint például a hibajáratot, feszültséget, ellenállást, reaktanciát, valamint a hiba távolságát a képernyőjén.
A hiba távolsága a relé helyzetétől a hiba helyzetéig mért távolság, amit a mértnél kapott impedancia és a vonal impedanciájának kilométerenkénti értékének szorzásával lehet becsleni. Például, ha a mértnél kapott impedancia 10 ohm, és a vonal impedanciája 0,4 ohm/km, akkor a hiba távolsága 10 x 0,4 = 4 km. A hiba távolságának ismerete segítheti a hiba gyors lokalizálását és javítását.
Hogyan működik a négyszög karakterisztika?
Egy távolságvédelmi relénél különböző működési karakterisztikák lehetnek, mint például kör, mho, négyszög vagy sokszög. A négyszög karakterisztika népszerű választás modern numerikus relék esetén, mert nagyobb rugalmasságot és pontosságot nyújt a védelmi zónák beállításában.
A négyszög karakterisztika egy paralelogramma alakú grafikon, amely definiálja a relé védelmi zónáját. A grafikon négy tengelye van: előre irányuló ellenállás (R F), hátra irányuló ellenállás (R B), előre irányuló reaktancia (X F), és hátra irányuló reaktancia (X B). A grafikonnak van egy meredekségi szöge, amit relé karakterisztika szög (RCA) néven ismerünk, ami meghatározza a paralelogramma alakját.
A négyszög karakterisztikát a következő lépésekkel rajzolhatjuk fel:
Állítsa be az R F értéket a pozitív X-tengelyen, és az R B értéket a negatív X-tengelyen.
Állítsa be az X F értéket a pozitív Y-tengelyen, és az X B értéket a negatív Y-tengelyen.
Rajzoljon egy vonalat R F-től X F-ig RCA meredekséggel.
Rajzoljon egy vonalat R B-től X B-ig RCA meredekséggel.
Zárja le a paralelogrammát R F és R B, valamint X F és X B összekötésével.
A védelmi zóna a paralelogramma belső része, ami azt jelenti, hogy ha a mértnél kapott impedancia ezen a területen belül esik, akkor a relé tripliál. A négyszög karakterisztika négy kvadrantumot takarhat:
Először (R és X értékei pozitívak): Ez a kvadrans induktív terhelést és a relé előtti hibát jelöl.
Másodszor (R negatív és X pozitív): Ez a kvadrans kapacitív terhelést és a relé mögötti hibát jelöl.
Harmadszor (R és X értékei negatívak): Ez a kvadrans induktív terhelést és a relé mögötti hibát jelöl.
Negyedszer (R pozitív és X negatív): Ez a kvadrans kapacitív terhelést és a relé előtti hibát jelöl.
Milyen zónák vannak a működésben?
Egy távolságvédelmi relénél különböző működési zónák lehetnek, amelyeket különböző impedancia- és időkésleltetési beállítási értékek határoznak meg. A zónák oly módon vannak kialakítva, hogy együttműködjenek a rendszer többi reléjével, és biztosítsák a szomszédos vezetők védelmét.
Egy távolságvédelmi relé tipikus működési zónái a következők:
1. zóna: Ez a zóna a vezető hosszának 80%-90%-át takarja, és nincs időkésleltetése. Előzetes védelmet nyújt a zónában lévő hibák számára, és azonnal tripliál.
2. zóna: Ez a zóna a vezető hosszának 100%-120%-át takarja, és rövid időkésleltetése van (általában 0,3-0,5 másodperc). Biztosítja a 1. zónán túli vagy szomszédos vezetőkben lévő hibák védelmét.
3. zóna: Ez a zóna a vezető hosszának 120%-150%-át takarja, és hosszabb időkésleltetése van (általában 1-2 másodperc). Biztosítja a 2. zónán túli vagy távoli vezetőkben lévő hibák védelmét.
Néhány relé további zónákat is tartalmazhat, mint például a 4. zónát a terhelés beavatkozásához, vagy a 5. zónát a túlfutó hibákhoz.
Milyen más típusú vezetővédelmi relék vannak?
A távolságvédelmi relék mellett más típusú vezetővédelmi reléket is használhatunk különböző alkalmazásokhoz, vagy kombinációban a távolságvédelmi relékkal. Néhány példa:
Túljárásvédelmi relé: Ezek a relék csak az áramot mérjék, és akkor tripliálnak, ha a beállított értéken feletti. Egy egyszerű, olcsó és széles körben használt megoldás a sugárvonalas vezetőkhöz.
Differenciálvédelmi relé: Ezek a relék a vezető két végének árambeviteli értékeit hasonlíthatják össze, és akkor tripliálnak, ha különbség van közöttük. Gyors, selektív és érzékeny megoldás a rövid vezetőkhöz vagy buszbárokhoz.
Irányvonalú védelmi relé: Ezek a relék mind az áramot, mind a feszültséget mérjék, és meghatározzák a fáziskülönbségüket. Csak akkor tripliálnak, ha az áram egy adott irányban folyik a feszültséghez képest. Hasznosak a hurok alakú vagy párhuzamos vezetőkhöz.
Ivarkémény detektáló relé: Ezek a relék fényérzékelőket és gyors túljárásvédőket használnak a vezetőkön bekövetkező ivarkémény események azonosítására. Gyorsabban tripliálnak, mint a konvencionális relék, és javítanak a személyzet biztonságán.
Hogyan válasszunk vezetővédelmi reléket?
A vezetővédelmi relék kiválasztása függ különböző tényezőktől, mint:
A vezető típusa, hossza, konfigurációja, terhelése, földelése és izolációs szintje
A relék elérhetősége, pontossága, költsége, karbantartása, kommunikációja és integrációja
A védelmi eljárások koordinációja, selektivitása, érzékenysége, sebessége, megbízhatósága, biztonsága és stabilitása
Az energiarendszer operátorainak szabványai, szabályzatai, kódai, irányelvei és gyakorlatai
