Matningsskydd: En Komplett Guide
En försnäringsskydd relä är en enhet som skyddar strömförsörjningssystemets försnäringslinjer från olika typer av fel, såsom kortslutningar, överbelastningar, jordfel och trasiga ledare. En försnäringslinje är en överförings- eller distributionslinje som bär ström från en understation till belastningen eller en annan understation. Försnäringsskyddreläer är nödvändiga för att säkerställa strömförsörjningssystemens tillförlitlighet och säkerhet, eftersom de snabbt kan upptäcka och isolera fel, förhindra skador på utrustning och minimera strömavbrott.
Vad är ett distansskyddrelä?
Ett av de vanligaste typerna av försnäringsskyddreläer är distansskydd relä, även kallat impedans relä. Ett distansskyddrelä mäter impedansen (Z) i försnäringslinjen genom att använda spänning (V) och ström (I) ingångar från motsvarande spänningstransformator (PT) och ströms transformator (CT). Impedansen beräknas genom att dela spänningen med strömmen: Z = V/I.
Distansskyddreläet jämför den mätta impedansen med en fördefinierad inställningsvärde, vilket representerar den maximala tillåtna impedansen för normal drift. Om den mätta impedansen är lägre än inställningsvärdet innebär det att det finns ett fel i försnäringslinjen, och reläet kommer att skicka ett trip-signal till brytaren för att isolera felet. Reläet kan också visa felparametrar, såsom felström, spänning, motstånd, reaktans, och feldistans, på sin skärm.
Feldistansen är avståndet från reläets plats till fels plats, vilket kan uppskattas genom att multiplicera den mätta impedansen med linjens impedans per kilometer. Till exempel, om den mätta impedansen är 10 ohm och linjens impedans per kilometer är 0,4 ohm/km, då är feldistansen 10 x 0,4 = 4 km. Att veta feldistansen kan hjälpa till att lokalisera och reparera felet snabbt.
Hur fungerar en fyrhörningsegenskap?
Ett distansskyddrelä kan ha olika driftsegenskaper, såsom cirkulär, mho, fyrhörning eller polygonal. En fyrhörningsegenskap är ett populärt val för moderna numeriska reläer eftersom den erbjuder mer flexibilitet och precision vid inställning av skyddsområden.
En fyrhörningsegenskap är en parallellogramformad graf som definierar reläets skyddsområde. Grafen har fyra axlar: framåt resistans (R F), bakåt resistans (R B), framåt reaktans (X F) och bakåt reaktans (X B). Grafen har också en lutningsvinkel kallad reläegenskapsvinkel (RCA), vilken bestämmer parallelogrammens form.
En fyrhörningsegenskap kan ritas genom att använda följande steg:
Ställ in R F-värdet på den positiva X-axeln och R B-värdet på den negativa X-axeln.
Ställ in X F-värdet på den positiva Y-axeln och X B-värdet på den negativa Y-axeln.
Rita en linje från R F till X F med en lutning av RCA.
Rita en linje från R B till X B med en lutning av RCA.
Komplettera parallellogrammen genom att ansluta R F till R B och X F till X B.
Skyddsområdet ligger inuti parallellogrammen, vilket betyder att om den mätta impedansen faller inom detta område, kommer reläet att tripa. En fyrhörningsegenskap kan täcka fyra kvadranter av drift:
Första kvadranten (R- och X-värden är positiva): Denna kvadrant representerar en induktiv belastning och ett framåtfel från reläet.
Andra kvadranten (R är negativt och X är positivt): Denna kvadrant representerar en kapacitiv belastning och ett bakåtfel från reläet.
Tredje kvadranten (R- och X-värden är negativa): Denna kvadrant representerar en induktiv belastning och ett bakåtfel från reläet.
Fjärde kvadranten (R är positivt och X är negativt): Denna kvadrant representerar en kapacitiv belastning och ett framåtfel från reläet.
Vilka är olika driftszoner?
Ett distansskyddrelä kan ha olika driftszoner, vilka definieras av olika inställningsvärden för impedans och tidsfördröjning. Zonerna är utformade för att samordnas med andra reläer i systemet och ge reservskydd för grannförsnäringslinjer.
De typiska driftszonerna för ett distansskyddrelä är:
Zon 1: Denna zon täcker 80% till 90% av försnäringslinjens längd och har ingen tidsfördröjning. Den ger primärskydd för fel inom denna zon och trippar omedelbart.
Zon 2: Denna zon täcker 100% till 120% av försnäringslinjens längd och har en kort tidsfördröjning (vanligtvis 0,3 till 0,5 sekunder). Den ger reservskydd för fel utanför zon 1 eller i grannförsnäringslinjer.
Zon 3: Denna zon täcker 120% till 150% av försnäringslinjens längd och har en längre tidsfördröjning (vanligtvis 1 till 2 sekunder). Den ger reservskydd för fel utanför zon 2 eller i avlägsna försnäringslinjer.
Några reläer kan också ha ytterligare zoner, såsom zon 4 för belastningsintrång eller zon 5 för överträffande fel.
Vilka är andra typer av försnäringsskyddreläer?
Bortsett från distansskyddreläer finns det andra typer av försnäringsskyddreläer som kan användas för olika tillämpningar eller i kombination med distansskyddreläer. Några exempel är:
Överströmskyddreläer: Dessa reläer mäter bara ström och trippar när den överskrider ett förinställt värde. De är enkla, billiga och ofta använda för radieala försnäringslinjer.
Differentialskyddreläer: Dessa reläer jämför ströminmatningar från båda ändar av en försnäringslinje och trippar vid obalans mellan dem. De är snabba, selektiva och känsliga för korta försnäringslinjer eller busbarer.
Riktningsskyddreläer: Dessa reläer mäter både ström och spänning och bestämmer deras fasvinkel skillnad. De trippar endast när ström flödar i en specifik riktning relativt till spänningen. De är användbara för loopade försnäringslinjer eller parallella försnäringslinjer.
Bågbrandsdetektionsreläer: Dessa reläer använder ljussensorer och höghastighetsöverströmsdetektion för att identifiera bågbrandshändelser i försnäringslinjer. De trippar snabbare än konventionella reläer och förbättrar säkerheten för personal.
Hur väljer man försnäringsskyddreläer?
Val av försnäringsskyddreläer beror på olika faktorer, såsom:
Typ, längd, konfiguration, belastning, jordning och isolering av försnäringslinjer
Tillgänglighet, precision, kostnad, underhåll, kommunikation och integration av reläer
Samordning, selektivitet, känslighet, hastighet, tillförlitlighet, säkerhet och stabilitet av skyddsscheman
Standarder, regler, koder, policyer och praxis hos strömförsörjningssystemoperatörer
Några generella riktlinjer för val av försnäringsskyddreläer är:
Välj numeriska reläer framför elektromekaniska eller statiska reläer för bättre prestanda, funktion, flexibilitet och diagnostik
Välj distansskyddreläer framför överströmskyddreläer eller differentialskyddreläer för långa eller komplexa försnäringslinjer
Välj fyrhörningsegenskaper framför cirkulära eller mho-egenskaper för mer precision och anpassningsbarhet
