Relai Perlindungan Feeder: Panduan Lengkap
Relai perlindungan feeder adalah peranti yang melindungi sistem penghantaran kuasa feeder daripada pelbagai jenis gangguan, seperti litar pendek, beban berlebihan, kesalahan tanah, dan konduktor yang putus. Feeder adalah litar penghantaran atau pengagihan yang membawa kuasa dari substesen ke beban atau substesen lain. Relai perlindungan feeder adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan dan keselamatan sistem kuasa, kerana ia boleh mengesan dan mengasingkan gangguan dengan cepat, mencegah kerosakan peralatan, dan mengurangkan pemutusan bekalan kuasa.
Apakah Relai Perlindungan Jarak?
Salah satu jenis relai perlindungan feeder yang paling biasa adalah relai perlindungan jarak, juga dikenali sebagai relai impedans. Relai perlindungan jarak mengukur impedans (Z) litar feeder dengan menggunakan voltan (V) dan arus (I) input dari transformator potensial (PT) dan transformator arus (CT) yang berkaitan. Impedans dihitung dengan membahagikan voltan dengan arus: Z = V/I.
Relai perlindungan jarak membandingkan impedans yang diukur dengan nilai seting yang ditentukan, yang mewakili impedans maksimum yang dibenarkan untuk operasi normal. Jika impedans yang diukur lebih rendah daripada nilai seting, ini bermaksud terdapat gangguan pada litar feeder, dan relai akan menghantar isyarat trip kepada pemutus litar untuk mengasingkan gangguan. Relai juga boleh menunjukkan parameter gangguan, seperti arus gangguan, voltan, rintangan, reaktans, dan jarak gangguan, pada skrinnya.
Jarak gangguan adalah jarak dari lokasi relai ke lokasi gangguan, yang boleh dianggarkan dengan menggandakan impedans yang diukur dengan impedans litar per kilometer. Sebagai contoh, jika impedans yang diukur adalah 10 ohm dan impedans litar per kilometer adalah 0.4 ohm/km, maka jarak gangguan adalah 10 x 0.4 = 4 km. Mengetahui jarak gangguan dapat membantu dalam mencari dan membaiki gangguan dengan cepat.
Bagaimana Ciri Segiempat Bekerja?
Relai perlindungan jarak boleh mempunyai ciri-ciri operasi yang berbeza, seperti bulatan, mho, segiempat, atau poligon. Ciri segiempat adalah pilihan popular untuk relai nombor moden kerana ia menawarkan fleksibiliti dan ketepatan yang lebih dalam menetapkan zon perlindungan.
Ciri segiempat adalah graf berbentuk segiempat selari yang mentakrifkan zon perlindungan relai. Graf ini mempunyai empat paksi: rintangan maju (R F), rintangan mundur (R B), reaktans maju (X F), dan reaktans mundur (X B). Graf ini juga mempunyai sudut cerun yang dipanggil sudut ciri relai (RCA), yang menentukan bentuk segiempat selari tersebut.
Ciri segiempat boleh dilukis dengan menggunakan langkah-langkah berikut:
Tetapkan nilai R F pada paksi X positif dan nilai R B pada paksi X negatif.
Tetapkan nilai X F pada paksi Y positif dan nilai X B pada paksi Y negatif.
Lukis garis dari R F ke X F dengan cerun RCA.
Lukis garis dari R B ke X B dengan cerun RCA.
Lengkapkan segiempat selari dengan menghubungkan R F ke R B dan X F ke X B.
Zon perlindungan berada di dalam segiempat selari, yang bermaksud jika impedans yang diukur jatuh di dalam kawasan ini, maka relai akan trip. Ciri segiempat boleh merangkumi empat kuadran operasi:
Kuadran pertama (nilai R dan X positif): Kuadran ini mewakili beban induktif dan gangguan maju dari relai.
Kuadran kedua (R negatif dan X positif): Kuadran ini mewakili beban kapasitif dan gangguan mundur dari relai.
Kuadran ketiga (nilai R dan X negatif): Kuadran ini mewakili beban induktif dan gangguan mundur dari relai.
Kuadran keempat (R positif dan X negatif): Kuadran ini mewakili beban kapasitif dan gangguan maju dari relai.
Apakah Zon-zon Operasi Berbeza?
Relai perlindungan jarak boleh mempunyai zon-zon operasi yang berbeza, yang ditentukan oleh nilai seting impedans dan penundaan masa yang berbeza. Zon-zon ini direka untuk berkoordinasi dengan relai lain dalam sistem dan memberikan perlindungan sokongan untuk feeder bersebelahan.
Zon-zon operasi biasa untuk relai perlindungan jarak adalah:
Zon 1: Zon ini merangkumi 80% hingga 90% panjang feeder dan tidak mempunyai penundaan masa. Ia menyediakan perlindungan utama untuk gangguan dalam zon ini dan trip segera.
Zon 2: Zon ini merangkumi 100% hingga 120% panjang feeder dan mempunyai penundaan masa singkat (biasanya 0.3 hingga 0.5 saat). Ia menyediakan perlindungan sokongan untuk gangguan di luar zon 1 atau di feeder bersebelahan.
Zon 3: Zon ini merangkumi 120% hingga 150% panjang feeder dan mempunyai penundaan masa yang lebih lama (biasanya 1 hingga 2 saat). Ia menyediakan perlindungan sokongan untuk gangguan di luar zon 2 atau di feeder jauh.
Beberapa relai mungkin juga mempunyai zon tambahan, seperti Zon 4 untuk intrusi beban atau Zon 5 untuk gangguan yang melampaui batas.
Apakah Jenis-jenis Relai Perlindungan Feeder Lain?
Selain relai perlindungan jarak, terdapat jenis-jenis relai perlindungan feeder lain yang boleh digunakan untuk aplikasi yang berbeza atau dalam kombinasi dengan relai perlindungan jarak. Beberapa contohnya adalah:
Relai perlindungan arus berlebihan: Relai-relai ini hanya mengukur arus dan trip apabila ia melebihi nilai yang ditetapkan. Mereka mudah, murah, dan luas digunakan untuk feeder radial.
Relai perlindungan diferensial: Relai-relai ini membandingkan input arus dari kedua-dua hujung feeder dan trip apabila terdapat ketidakseimbangan antara mereka. Mereka cepat, selektif, dan sensitif untuk feeder pendek atau busbar.
Relai perlindungan arah: Relai-relai ini mengukur kedua-dua arus dan voltan dan menentukan perbezaan sudut fasa mereka. Mereka hanya trip apabila arus mengalir dalam arah tertentu berkenaan voltan. Mereka berguna untuk feeder berloop atau feeder selari.
Relai pengesanan percikan api: Relai-relai ini menggunakan sensor cahaya dan pengesanan arus berlebihan berkelajuan tinggi untuk mengenal pasti peristiwa percikan api pada feeder. Mereka trip lebih cepat daripada relai konvensional dan meningkatkan keselamatan bagi pekerja.
Bagaimana Memilih Relai Perlindungan Feeder?
Pilihan relai perlindungan feeder bergantung pada pelbagai faktor, seperti:
Jenis, panjang, konfigurasi, beban, pengendapan, dan tahap isolasi feeder
Ketersediaan, ketepatan, kos, penyelenggaraan, komunikasi, dan integrasi relai
Koordinasi, selektiviti, sensitiviti, kelajuan, kebolehpercayaan, keselamatan, dan kestabilan skema perlindungan
Standard, peraturan, kod, dasar, dan amalan operator sistem kuasa
Beberapa panduan umum untuk memilih relai perlindungan feeder adalah:
Pilih relai nombor daripada relai elekromekanikal atau statik untuk prestasi, fungsi, fleksibiliti, dan diagnosis yang lebih baik
Pilih relai perlindungan jarak daripada relai perlindungan arus berlebihan atau relai perlindungan diferensial untuk feeder yang panjang atau kompleks
Pilih ciri segiempat daripada ciri bulatan atau mho untuk ketepatan dan adaptabiliti yang lebih baik
Pilih input sensor analog rendah tenaga daripada input arus/voltan konvensional untuk mengurangkan saiz, berat, dan bahaya keselamatan.
Pilih relai pengesanan percikan api daripada relai konvensional untuk trip yang lebih cepat dan keselamatan pekerja.
Kesimpulan
Relai perlindungan feeder adalah peranti yang penting yang melindungi sistem penghantaran kuasa feeder daripada pelbagai jenis gangguan. Mereka boleh meningkatkan kebolehpercayaan, keselamatan, dan kecekapan sistem kuasa dengan mengesan dan mengasingkan gangguan dengan cepat, mencegah kerosakan peralatan, dan mengurangkan pemutusan bekalan kuasa.
Salah satu jenis relai perlindungan feeder yang paling biasa adalah relai perlindungan jarak, yang mengukur impedans litar feeder dengan menggunakan voltan dan arus input dari transformator potensial dan transformator arus yang berkaitan. Ia membandingkan impedans yang diukur dengan nilai seting yang ditentukan, yang mewakili impedans maksimum yang dibenarkan untuk operasi normal. Jika impedans yang diukur lebih rendah daripada nilai seting, ini bermaksud terdapat gangguan pada litar feeder, dan relai akan menghantar isyarat trip kepada pemutus litar untuk mengasingkan gangguan.
