Какво е реле за преминаване на земна връзка в преобразувателна станция

Какво е релето за преминаване на ток при земно съпротивление в подстанция?

Релето за преминаване на ток при земно съпротивление е защитно устройство, използвано за обнаружаване и защита срещу земни съпротивления (така наречени земни дефекти или единофазни земни дефекти) в електроенергийните системи. То играе ключова роля в подстанциите, гарантирайки безопасността и надеждността на системата.

1. Принцип на действие

Основната функция на релето за преминаване на ток при земно съпротивление е да наблюдава дисбаланса на тока в електроенергийната система, по-специално обнаружавайки нулеви последователности на тока (т.е. когато векторната сума на трите фазни тока не е нула). Когато се случи земен дефект, типично водещ до аномални нулеви последователности на тока, релето обнаружава този дисбаланс и активира подходящата защитна акция.

• Нулева последователност на тока: При нормални условия на работа трите фазни тока трябва да бъдат балансираны, с техната векторна сума равна на нула. Ако се случи земен дефект, токът ще протича през точката на дефекта в земята, довеждайки до наличието на нулева последователност на тока.

• Функциониране на релето: Когато се обнажи нулева последователност на тока, надхвърляща предварително зададена граница, релето излъчва сигнал за отключване, за да прекъсне дефектния контур, предотвратявайки допълнителни повреди.

2. Сценарии за приложение

Релетата за преминаване на ток при земно съпротивление се използват широко в различни електроенергийни системи, особено в следните сценарии:

• Разпределителни системи: В нисковолтови и средноволтови разпределителни мрежи, релетата за преминаване на ток при земно съпротивление могат бързо да обнаружават и изолират точки на дефект, намалявайки времето на спиране и повредите на оборудването.

• Подстанции: В подстанциите, релетата за преминаване на ток при земно съпротивление често се използват заедно с други защитни устройства (като диференциална защита и защита по разстояние), за да предоставят многослойна защита.

• Промишлени обекти: В големи промишлени обекти, тези релета защитават критично оборудване от земни дефекти, осигурявайки непрекъснато производство.

3. Основни видове

В зависимост от приложението и техническите изисквания, релетата за преминаване на ток при земно съпротивление могат да бъдат класифицирани в няколко типа:

• Моментни релета: Използвани за бърз отговор на сериозни земни дефекти, обикновено активирани в рамките на няколко милисекунди.

• Релета с определено време: Разполагат с времево забавяне, което може да бъде зададено в зависимост от степента на дефекта, подходящи за обработка на дефекти с различна степен на тежест.

• Релета с обратно пропорционално време: Времето на действие е обратно пропорционално на тока на дефекта; колкото по-голям е токът на дефекта, толкова по-кратко е времето на действие, правейки ги идеални за приложения, изискващи гъвкави защитни характеристики.

4. Механизъм за защита

Релетата за преминаване на ток при земно съпротивление обикновено работят заедно с автоматични пръстени или други свързващи устройства, за да формират пълен механизъм за защита. Основните стъпки са следните:

• Обнаружаване на дефект: Релето непрекъснато наблюдава тока в електроенергийната система и изчислява нулевата последователност на тока.

• Съдебна оценка: Ако обнажената нулева последователност на тока надхвърли предварително зададената граница, релето я идентифицира като земен дефект.

• Излъчване на сигнал за отключване: Релето изпраща команда за отключване към автоматичния пръстен, за да прекъсне дефектния контур.

• Записване на събития: Релето обикновено разполага с функция за записване на събития, регистрирайки детайли като времето и стойността на тока на дефекта за последващ анализ и поддръжка.

5. Преимущества

• Подобрена безопасност: Бързото обнаружаване и изолиране на земни дефекти предотвратява дъгови разряди, пожари и други потенциални опасности.

• Намалено повредяване на оборудването: Навременното прекъсване на дефектния контур предотвратява повреди на оборудването от продължително излагане на високи токове.

• Подобрена непрекъснатост на електроенергията: Чрез изолиране само на засегнатата област, влиянието върху цялата електроенергийна система се минимизира, ограничавайки обхвата на прекъсванията.

6. Общи стандарти и регулации

За да се гарантира безопасността и надеждността на релетата за преминаване на ток при земно съпротивление, проектирането и приложението им обикновено се придържат към съответстващите международни и национални стандарти, такива като:

• IEC 60255: Стандартите, публикувани от Международната електротехническа комисия (IEC) за релета.

• ANSI C37.90: Стандартите, публикувани от Американския национален институт за стандарти (ANSI) за защита с релета.

Резюме

Релето за преминаване на ток при земно съпротивление е основно защитно устройство в електроенергийните системи, специално предназначено за обнаружаване и изолиране на земни дефекти, гарантирайки безопасна работа на системата. То наблюдава нулевите последователности на тока, за да идентифицира дефекти, и бързо предприема мерки за прекъсване на дефектния контур, за да защити както оборудването, така и персонала.