چه چیزی رله جریان اضافی خرابی زمین در یک زیرстанسیون است

در زیراستانسیون، رله جریان اضافه خرابی زمین چیست؟

رله جریان اضافه خرابی زمین یک دستگاه محافظ است که برای شناسایی و محافظت در برابر خرابی‌های زمین (همچنین به عنوان خرابی‌های زمین یا خرابی‌های تک فازی زمین نامیده می‌شود) در سیستم‌های قدرت استفاده می‌شود. این دستگاه نقش مهمی در زیراستانسیون‌ها ایفا می‌کند و امنیت و قابلیت اطمینان سیستم را تضمین می‌کند.

۱. اصل کار

وظیفه اصلی رله جریان اضافه خرابی زمین، نظارت بر نامتوازنی جریان‌ها در سیستم قدرت، به ویژه شناسایی جریان‌های دنباله صفر (یعنی وقتی مجموع برداری جریان‌های سه فاز صفر نیست) است. هنگامی که یک خرابی زمین رخ می‌دهد و معمولاً منجر به جریان‌های دنباله صفر غیرطبیعی می‌شود، رله این نامتوازنی را شناسایی کرده و عملکرد محافظتی مناسب را فعال می‌کند.

• جریان دنباله صفر: تحت شرایط عملکرد عادی، جریان‌های سه فاز باید متعادل باشند و مجموع برداری آن‌ها صفر باشد. اگر یک خرابی زمین رخ دهد، جریان از نقطه خرابی به زمین جریان می‌یابد که منجر به حضور جریان دنباله صفر می‌شود.

• عملکرد رله: هنگامی که جریان دنباله صفر بیش از حد تعیین شده شناسایی شود، رله سیگنال قطع را صادر کرده و مدار خراب را قطع می‌کند تا از خسارات بیشتر جلوگیری شود.

۲. سناریوهای کاربردی

رله‌های جریان اضافه خرابی زمین در انواع مختلف سیستم‌های قدرت، به ویژه در سناریوهای زیر، به طور گسترده استفاده می‌شوند:

• سیستم‌های توزیع: در شبکه‌های توزیع ولتاژ پایین و متوسط، رله‌های جریان اضافه خرابی زمین می‌توانند به سرعت نقاط خرابی را شناسایی و جدا کرده و باعث کاهش زمان توقف و خسارت به تجهیزات می‌شوند.

• زیراستانسیون‌ها: در زیراستانسیون‌ها، رله‌های جریان اضافه خرابی زمین اغلب با دیگر دستگاه‌های محافظ (مانند محافظت دیفرانسیل و محافظت فاصله‌ای) همراه استفاده می‌شوند تا محافظت چند لایه‌ای را فراهم کنند.

• ساختمان‌های صنعتی: در تأسیسات صنعتی بزرگ، این رله‌ها تجهیزات حیاتی را در برابر خرابی‌های زمین محافظت می‌کنند و تولید مداوم را تضمین می‌کنند.

۳. انواع اصلی

بر اساس کاربرد و نیازهای فنی، رله‌های جریان اضافه خرابی زمین می‌توانند به چند نوع تقسیم‌بندی شوند:

• رله‌های فوری: برای پاسخ سریع به خرابی‌های زمین شدید استفاده می‌شوند و معمولاً عملکرد قطع را در چند میلی‌ثانیه فعال می‌کنند.

• رله‌های زمان‌دار معین: دارای تأخیر زمانی قابل تنظیم بر اساس شدت خرابی هستند و برای مدیریت خرابی‌های متفاوت مناسب هستند.

• رله‌های زمان‌دار معکوس: زمان عملکرد آن‌ها به صورت معکوس با جریان خرابی متناسب است؛ یعنی هرچه جریان خرابی بیشتر باشد، زمان عملکرد کمتر است و این نوع رله برای کاربردهایی که نیاز به ویژگی‌های محافظتی انعطاف‌پذیر دارند مناسب است.

۴. مکانیزم محافظت

رله‌های جریان اضافه خرابی زمین معمولاً با شکن‌های مدار یا دیگر دستگاه‌های سوئیچینگ همراه کار می‌کنند تا یک مکانیزم محافظت کامل را تشکیل دهند. مراحل اصلی به شرح زیر است:

• شناسایی خرابی: رله به طور مداوم جریان در سیستم قدرت را نظارت می‌کند و جریان دنباله صفر را محاسبه می‌کند.

• 断续器：接地故障过电流继电器通常与断路器或其他开关设备配合使用，形成完整的保护机制。基本步骤如下：

• 故障判断：如果检测到的零序电流超过预设阈值，继电器将其识别为接地故障。

• 跳闸信号发射：继电器向断路器发送跳闸命令以断开故障电路。

• 事件记录：继电器通常具有事件记录功能，记录故障的时间和电流值等详细信息，以便后续分析和维护。

۵. مزایا

• امنیت افزایش یافته: شناسایی و جدا کردن سریع خرابی‌های زمین از جرقه‌های الکتریکی، آتش‌سوزی‌ها و سایر خطرات بالقوه جلوگیری می‌کند.

• کاهش خسارت تجهیزات: قطع به موقع مدار خراب از خسارت تجهیزات به دلیل تماس طولانی با جریان‌های بالا جلوگیری می‌کند.

• بهبود پیوستگی قدرت: با فقط جدا کردن منطقه تحت تأثیر، تأثیر بر کل سیستم قدرت کمینه می‌شود و بدین ترتیب محدوده قطع برق کاهش می‌یابد.

۶. استانداردهای معمول و مقررات

برای تضمین امنیت و قابلیت اطمینان رله‌های جریان اضافه خرابی زمین، طراحی و کاربرد معمولاً به استانداردهای بین‌المللی و ملی مربوطه مانند زیر پایبند هستند:

• IEC 60255: استانداردهای منتشر شده توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) برای رله‌ها.

• ANSI C37.90: استانداردهای منتشر شده توسط مؤسسه ملی استاندارد آمریکا (ANSI) برای محافظت رله‌ای.

خلاصه

رله جریان اضافه خرابی زمین یک دستگاه محافظ ضروری در سیستم‌های قدرت است که به طور خاص برای شناسایی و جدا کردن خرابی‌های زمین طراحی شده و عملکرد ایمن سیستم را تضمین می‌کند. این دستگاه جریان‌های دنباله صفر را نظارت می‌کند تا خرابی‌ها را شناسایی کند و سریعاً اقدام به قطع مدار خراب می‌کند، بدین ترتیب تجهیزات و کارکنان را محافظت می‌کند.