Co je přetížení zemního spojení v podsíti?

Co je relé přetížení zemního vedení v rozvodně?

Relé přetížení zemního vedení je ochranné zařízení používané k detekci a ochraně před zemními výpadky (také známými jako zemní chyby nebo jednofázové zemní výpady) v elektrických systémech. Hraje klíčovou roli v rozvodech, zajišťuje bezpečnost a spolehlivost systému.

1. Pracovní princip

Hlavní funkcí relé přetížení zemního vedení je sledování nesrovnalostí proudů v elektrickém systému, zejména detekce nulových sekvencí proudu (tedy, když vektorový součet třífázových proudů není nulový). Když dojde ke zemnímu vypadku, což obvykle vede k neobvyklým nulovým sekvencím proudu, relé detekuje tuto nesrovnalost a aktivuje odpovídající ochrannou akci.

• Nulová sekvence proudu: Za normálních provozních podmínek by měly být tři fáze proudu vyvážené, s jejich vektorovým součtem rovným nule. Pokud dojde ke zemnímu vypadku, proud poteče skrz místo vypadku do země, což vede k přítomnosti nulové sekvence proudu.

• Funkce relé: Když je detekován nulový proudu přesahující předvolenou hranici, relé vydá signál pro odpojení vadného obvodu, aby se zabránilo dalšímu poškození.

2. Aplikační scénáře

Relé přetížení zemního vedení jsou široce používány v různých elektrických systémech, zejména v následujících scénářích:

• Distribuční systémy: V nízkonapěťových a středonapěťových distribučních sítích mohou relé přetížení zemního vedení rychle detekovat a izolovat místa vypadků, čímž snižují dobu výpadku a poškození zařízení.

• Rozvodny: V rozvodech jsou relé přetížení zemního vedení často používána ve spojení s jinými ochrannými zařízeními (jako je diferenciální ochrana a ochrana vzdálenosti) k poskytnutí vícevrstvé ochrany.

• Průmyslové zařízení: V velkých průmyslových zařízeních chrání tato relé kritické zařízení před zemními výpady, což zajišťuje nepřetržitou výrobu.

3. Hlavní typy

V závislosti na aplikaci a technických požadavcích lze relé přetížení zemního vedení rozdělit do několika typů:

• Okamžité relé: Používají se pro rychlou reakci na závažné zemní výpady, obvykle aktivují odpojení během několika milisekund.

• Relé s určitou dobou: Mají nastavitelnou prodlevu, která může být nastavena podle závažnosti vypadku, vhodná pro zpracování výpadků různého stupně.

• Relé s inverzní dobou: Doba operace je nepřímo úměrná k výpadkovému proudu; čím větší výpadkový proud, tím kratší doba operace, což je ideální pro aplikace vyžadující flexibilní ochranné charakteristiky.

4. Mechanismus ochrany

Relé přetížení zemního vedení obvykle fungují ve spojení s vypínači nebo jinými přepínacími zařízeními, aby tvořily kompletní ochranný mechanismus. Základní kroky jsou následující:

• Detekce vypadku: Relé neustále monitoruje proud v elektrickém systému a vypočítává nulovou sekvenci proudu.

• Posouzení vypadku: Pokud detekovaný nulový proud přesahuje předvolenou hranici, relé identifikuje toto jako zemní výpadk.

• Vyslání signálu k odpojení: Relé odešle příkaz k odpojení vypínače, aby odpojilo vadný obvod.

• Záznam události: Relé obvykle má funkci záznamu událostí, kde loguje detaily, jako je čas a hodnota výpadkového proudu, pro následnou analýzu a údržbu.

5. Výhody

• Zvýšená bezpečnost: Rychlá detekce a izolace zemních výpadků prevence obloukových výbojků, požárů a jiných potenciálních rizik.

• Snížení poškození zařízení: Včasné odpojení vadného obvodu prevence poškození zařízení v důsledku dlouhodobé expozice vysokým proudům.

• Zlepšení kontinuity dodávky elektřiny: Tím, že se izoluje pouze postižená oblast, je minimalizován dopad na celý elektrický systém, což omezuje rozsah výpadků.

6. Běžné standardy a předpisy

Pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti relé přetížení zemního vedení se design a aplikace obvykle řídí relevantními mezinárodními a národními standardy, jako jsou:

• IEC 60255: Standardy publikované Mezinárodní elektrotechnickou komisí (IEC) pro relé.

• ANSI C37.90: Standardy publikované Americkou národní standardizační institucí (ANSI) pro ochranné relé.

Shrnutí

Relé přetížení zemního vedení je klíčové ochranné zařízení v elektrických systémech, speciálně navržené k detekci a izolaci zemních výpadků, zajišťuje bezpečnou operaci systému. Sleduje nulové sekvence proudu, aby identifikoval výpadky, a rychle podniká opatření k odpojení vadného obvodu, což chrání jak zařízení, tak i osobní.