Hvad er jordfejl overstrømelsesrelæet i en understation?

Hvad er en jordfejl overstrøm relæ i et understation?

Et jordfejl overstrøm relæ er et beskyttelsesenhed, der bruges til at opdage og beskytte mod jordfejl (også kendt som jordfejl eller enefase jordfejl) i strømsystemer. Det spiller en afgørende rolle i understationer, hvor det sikrer systemets sikkerhed og pålidelighed.

1. Arbejdss princip

Den primære funktion af et jordfejl overstrøm relæ er at overvåge strømbalance i strømsystemet, især ved at opdage nul-sekvens-strøm (dvs. når vektorsummen af de trefas-strømme ikke er nul). Når en jordfejl forekommer, typisk medfører dette ualmindelige nul-sekvens-strøm, opdager relæet denne ubalance og udløser den passende beskyttelsesaktion.

• Nul-sekvens-strøm: Under normale driftsforhold skal de trefas-strømme være balancerede, med deres vektorsum lig nul. Hvis en jordfejl forekommer, vil strøm løbe gennem fejlpunktet ned i jorden, hvilket fører til tilstedeværelsen af nul-sekvens-strøm.

• Relæ operation: Når nul-sekvens-strøm, der overstiger en forudindstillet tærskel, opdages, udsender relæet et trip-signal for at afbryde den defekte kredsløb, for at forhindre yderligere skade.

2. Anvendelsesscenarier

Jordfejl overstrøm relæer anvendes bredt i forskellige strømsystemer, især i følgende scenarier:

• Forsyningsnet: I lavspænding og mediumspænding forsyningsnet kan jordfejl overstrøm relæer hurtigt opdage og isolere fejlpunkter, hvilket reducerer nedetid og udstyrsskader.

• Understationer: I understationer anvendes jordfejl overstrøm relæer ofte sammen med andre beskyttelsesenhed (som differentialbeskyttelse og afstandsbeskyttelse) for at give flerlaget beskyttelse.

• Industrielle anlæg: I store industrielle anlæg beskytter disse relæer kritisk udstyr mod jordfejl, hvilket sikrer kontinuerlig produktion.

3. Hovedtyper

Afhængigt af anvendelsen og tekniske krav kan jordfejl overstrøm relæer inddeles i flere typer:

• Øjeblikkelige relæer: Bruges til hurtig reaktion på alvorlige jordfejl, typisk ved at udløse trip-handlinger inden for få millisekunder.

• Bestemte tid relæer: Har en tidsforsinkelse, der kan indstilles baseret på fejlens alvor, egnet til at håndtere fejl af varierende grad.

• Omvendte tid relæer: Operationstiden er omvendt proportional med fejlstrømmen; jo større fejlstrømmen, jo kortere operationstiden, hvilket gør dem ideelle til applikationer, der kræver fleksible beskyttelsesegenskaber.

4. Beskyttelsesmekanisme

Jordfejl overstrøm relæer arbejder typisk sammen med brydere eller andre skiftende enheder for at danne en komplet beskyttelsesmekanisme. De grundlæggende trin er følgende:

• Fejlregistrering: Relæet overvåger konstant strømmen i strømsystemet og beregner nul-sekvens-strømmen.

• Fejlbedømmelse: Hvis den registrerede nul-sekvens-strøm overstiger den forudindstillede tærskel, identificerer relæet det som en jordfejl.

• Trip-signal udsendelse: Relæet sender et trip-kommando til bryderen for at afbryde den defekte kredsløb.

• Hændelsesoptegning: Relæet har normalt en hændelsesoptegningsfunktion, der logger detaljer såsom tiden og strøm-værdien af fejlen til senere analyse og vedligeholdelse.

5. Fordele

• Forbedret sikkerhed: Hurtig registrering og isolering af jordfejl forebygger bueudladninger, brande og andre potentielle farer.

• Reduceret udstyrsskade: Tidlig afbrydelse af den defekte kredsløb forebygger udstyrsskade som følge af længere eksponering for høj strøm.

• Forbedret strømforsyning: Ved at isolere kun den påvirkede område, bliver effekten på hele strømsystemet minimaliseret, hvilket begrænser udbrudsomfanget.

6. Almindelige standarder og regler

For at sikre sikkerhed og pålidelighed af jordfejl overstrøm relæer, design og anvendelse følger typisk relevante internationale og nationale standarder, som:

• IEC 60255: Standarder offentliggjort af International Electrotechnical Commission (IEC) for relæer.

• ANSI C37.90: Standarder offentliggjort af American National Standards Institute (ANSI) for relæbeskyttelse.

Sammenfatning

Et jordfejl overstrøm relæ er en afgørende beskyttelsesenhed i strømsystemer, specifikt designet til at opdage og isolere jordfejl, for at sikre sikkert systemdrift. Det overvåger nul-sekvens-strøm for at identificere fejl og træffer hurtigt foranstaltninger for at afbryde den defekte kredsløb, hvilket beskytter både udstyr og personale.