Fôrsterkerbeskyttelsesrele: En Komplett Veiledning
En forsyningssikring relé er et enhet som beskytter kraftsystemers forsnyingslinjer mot ulike typer feil, som kortslutninger, overbelastninger, jordfeil og brutte ledere. En forsyning er en overførings- eller distribusjonslinje som bærer kraft fra en understasjon til belastningen eller en annen understasjon. Forsyningssikringsreléer er nødvendige for å sikre påliteligheten og sikkerheten i kraftsystemer, da de raskt kan oppdage og isolere feil, forhindre skade på utstyr, og minimere strømbrudd.
Hva er et avstandssikringsrelé?
En av de mest vanlige typene forsyningssikringsreléer er avstandssikring relé, også kjent som et impedans relé. Et avstandssikringsrelé måler impedansen (Z) av forsyningslinjen ved hjelp av spennings (V) og strøm (I) inndata fra den tilsvarende potensiell transformator (PT) og strøm transformator (CT). Impedansen beregnes ved å dele spenningen med strømmen: Z = V/I.
Avstandssikringsreléen sammenligner den målte impedansen med en forhåndsdefinert innstilling, som representerer den maksimale tillatte impedansen for normal drift. Hvis den målte impedansen er lavere enn innstillingsverdien, betyr det at det er en feil på forsyningslinjen, og reléen vil sende et trip-signal til bryteren for å isolate feilen. Reléen kan også vise feilparametre, som feilstrøm, spenning, motstand, reaktans, og feilavstand, på skjermen sin.
Feilavstanden er avstanden fra reléens plassering til feilplassen, som kan estimeres ved å multiplisere den målte impedansen med linjeimpedansen per kilometer. For eksempel, hvis den målte impedansen er 10 ohm og linjeimpedansen per kilometer er 0.4 ohm/km, så er feilavstanden 10 x 0.4 = 4 km. Å kjenne til feilavstanden kan hjelpe med å lokalisere og reparere feilen raskt.
Hvordan fungerer en firkantegenskap?
Et avstandssikringsrelé kan ha ulike driftsegenskaper, som sirkulære, mho, firkantete eller polygonale. En firkantegenskap er en populær valg for moderne numeriske reléer fordi den gir mer fleksibilitet og nøyaktighet i innstilling av beskyttelseszoner.
En firkantegenskap er et parallellogramformet diagram som definerer beskyttelseszonen for reléen. Diagrammet har fire akser: fremover resistans (R F), bakover resistans (R B), fremover reaktans (X F), og bakover reaktans (X B). Diagrammet har også en helningsvinkel kalt reléegenskapsvinkel (RCA), som bestemmer formen på parallellogrammet.
Firkantegenskapen kan tegnes ved å bruke følgende trinn:
Sett R F-verdien på den positive X-aksen og R B-verdien på den negative X-aksen.
Sett X F-verdien på den positive Y-aksen og X B-verdien på den negative Y-aksen.
Tegn en linje fra R F til X F med en helning av RCA.
Tegn en linje fra R B til X B med en helning av RCA.
Fullfør parallellogrammet ved å koble R F til R B og X F til X B.
Beskyttelseszonen er inne i parallellogrammet, som betyr at hvis den målte impedansen faller innenfor dette området, vil reléen trippe. Firkantegenskapen kan dekke fire kvadranter av drift:
Første kvadrant (R- og X-verdier er positive): Denne kvadranten representerer en induktiv last og en fremover feil fra reléen.
Andre kvadrant (R er negativ og X er positiv): Denne kvadranten representerer en kapasitiv last og en bakover feil fra reléen.
Tredje kvadrant (R- og X-verdier er negative): Denne kvadranten representerer en induktiv last og en bakover feil fra reléen.
Fjerde kvadrant (R er positiv og X er negativ): Denne kvadranten representerer en kapasitiv last og en fremover feil fra reléen.
Hva er ulike driftszoner?
Et avstandssikringsrelé kan ha ulike driftszoner, som er definert av ulike innstillingsverdier for impedans og tidsforsinkelse. Zonene er designet for å koordinere med andre reléer i systemet og gi backupbeskyttelse for nabo-forsyningslinjer.
De typiske driftszonene for et avstandssikringsrelé er:
Sone 1: Denne zonen dekker 80% til 90% av forsyningslinjens lengde og har ingen tidsforsinkelse. Den gir primærbeskyttelse for feil innen denne zonen og tripper øyeblikkelig.
Sone 2: Denne zonen dekker 100% til 120% av forsyningslinjens lengde og har en kort tidsforsinkelse (vanligvis 0,3 til 0,5 sekunder). Den gir backupbeskyttelse for feil utenfor sone 1 eller i nabo-forsyningslinjer.
Sone 3: Denne zonen dekker 120% til 150% av forsyningslinjens lengde og har en lengre tidsforsinkelse (vanligvis 1 til 2 sekunder). Den gir backupbeskyttelse for feil utenfor sone 2 eller i fjerne forsyningslinjer.
Noen reléer kan også ha ytterligere zoner, som Sone 4 for lastintrang eller Sone 5 for overreachende feil.
Hva er andre typer forsyningssikringsreléer?
Foruten avstandssikringsreléer, er det andre typer forsyningssikringsreléer som kan brukes for ulike applikasjoner eller i kombinasjon med avstandssikringsreléer. Noen eksempler er:
Overstrømsikringsreléer: Disse reléene måler bare strøm og tripper når den overstiger en forhåndsdefinert verdi. De er enkle, rimelige, og mye brukt for radielle forsyningslinjer.
Differensialsikringsreléer: Disse reléene sammenligner strøminndata fra begge ender av en forsyningslinje og tripper når det er en ubalans mellom dem. De er raske, selektive, og sensitive for korte forsyningslinjer eller busbarer.
Retningssikringsreléer: Disse reléene måler både strøm og spenning og bestemmer deres fasevinkel differanse. De tripper bare når strøm flyter i en spesifikk retning relativt til spenningen. De er nyttige for løpformede forsyningslinjer eller parallelle forsyningslinjer.
Bueblyssikringsreléer: Disse reléene bruker lyssensorer og høyhastighets overstrømdeteksjon for å identifisere buebluss-hendelser på forsyningslinjer. De tripper raskere enn konvensjonelle reléer og forbedrer sikkerheten for personell.
Hvordan velge forsyningssikringsreléer?
Valget av forsyningssikringsreléer avhenger av ulike faktorer, som:
Typen, lengden, konfigurasjonen, belastingen, jordforbindelsen, og isolasjonsnivået av forsyningslinjer
Tilgjengeligheten, nøyaktigheten, kostnaden, vedlikeholdet, kommunikasjonen, og integreringen av reléer
Koordinasjonen, selektiviteten, sensitiviteten, hastigheten, påliteligheten, sikkerheten, og stabiliteten av beskyttelsesskjemaer
Standardene, reglene, kodeksene, politikken, og praksisen til kraftsystemoperatører
Noen generelle retningslinjer for valg av forsyningssikringsreléer er:
Velg numeriske reléer fremfor elektromekaniske eller statiske reléer for bedre ytelse, funksjonalitet, fleksibilitet, og diagnostikk
Velg avstandssikringsreléer fremfor overstrømsikringsreléer eller differentialreléer for lange eller komplekse forsyningslinjer
Velg firkantegenskaper fremfor sirkulære eller mho-genskaper for mer nøyaktighet og tilpasning
Velg lavenergi analog sensorinndata fremfor konvensjonelle strøm/spenning inndata for redusert størrelse, vekt, og sikkerhetshensyn.
