Vad är jordfelöverströmsreläet i en anläggning?

Vad är en jordfelöverströmsrelä i en ombudsstation?

En jordfelöverströmsrelä är ett skyddande enhet som används för att upptäcka och skydda mot jordfel (även kända som jordel-fel eller ensidiga jordfel) i elkraftsystem. Den spelar en viktig roll i ombudsstationer, vilket garanterar säkerheten och tillförlitligheten i systemet.

1. Arbetsprincip

Huvudfunktionen för en jordfelöverströmsrelä är att övervaka strömavvikelse i elkraftsystemet, särskilt genom att detektera nollsekvensströmmar (dvs. när vektorsumman av de trefasiga strömmarna inte är noll). När ett jordfel uppstår, vilket vanligtvis resulterar i ovanliga nollsekvensströmmar, detekterar relén denna obalans och utlöser den lämpliga skyddande åtgärden.

• Nollsekvensström: Under normal drift bör de trefasiga strömmarna vara balanserade, med deras vektorsumma lika med noll. Om ett jordfel uppstår kommer ström att flöda genom felplatsen till marken, vilket leder till närvaron av nollsekvensström.

• Reléoperation: När nollsekvensström överstiger ett förinställt tröskelvärde utfärdar relén ett trip-signal för att koppla från det defekta kretssystemet, vilket förhindrar ytterligare skador.

2. Användningsscenarier

Jordfelöverströmsreläer används omfattande i olika elkraftsystem, särskilt i följande scenarier:

• Distributionsystem: I lågspännings- och medelspänningsnät kan jordfelöverströmsreläer snabbt detektera och isolera felplatser, vilket minskar nedtid och utrustningskostnader.

• Ombudsstationer: I ombudsstationer används jordfelöverströmsreläer ofta tillsammans med andra skydds-enheter (som differentialskydd och distansskydd) för att ge flerskiktat skydd.

• Industriella anläggningar: I stora industriella anläggningar skyddar dessa reläer kritisk utrustning mot jordfel, vilket garanterar kontinuerlig produktion.

3. Huvudtyper

Beroende på tillämpning och tekniska krav kan jordfelöverströmsreläer indelas i flera typer:

• Ögonblickliga reläer: Används för snabb respons vid allvarliga jordfel, vilket vanligtvis utlöser trippåtgärder inom några millisekunder.

• Definitiv tid reläer: Har en tidsfördröjning som kan ställas in baserat på felets allvarlighet, lämplig för att hantera fel av varierande grad.

• Invers tid reläer: Operationstiden är invers proportionell till feletströmmen; ju större feletströmmen, desto kortare operationstiden, vilket gör dem idealiska för tillämpningar som kräver flexibla skyddsegenskaper.

4. Skyddsmekanism

Jordfelöverströmsreläer fungerar vanligtvis tillsammans med strömbrytare eller andra växlingsenheter för att bilda ett komplett skyddssystem. De grundläggande stegen är följande:

• Feldetektion: Relén övervakar kontinuerligt strömmen i elkraftsystemet och beräknar nollsekvensströmmen.

• Felbedömning: Om den uppmätta nollsekvensströmmen överskrider det förinställda tröskelvärdet identifierar relén det som ett jordfel.

• Trip-signalutskick: Relén skickar ett trip-kommando till strömbrytaren för att koppla från det defekta kretssystemet.

• Händelseregistrering: Relén har vanligtvis en händelseregistreringsfunktion, som loggar detaljer som tiden och strömvärdet för felet för efterföljande analys och underhåll.

5. Fördelar

• Förbättrad säkerhet: Genom snabb detektion och isolering av jordfel förhindras bågladdningar, bränder och andra potentiella risker.

• Minskad utrustningsskada: Tidig koppling av det defekta kretssystemet förhindrar utrustningsskador orsakade av långvarigt exponering för höga strömmar.

• Förbättrad elkontinuitet: Genom att endast isolera den drabbade området minimeras påverkan på hela elkraftsystemet, vilket begränsar omfattningen av strömavbrott.

6. Vanliga standarder och regler

För att garantera säkerheten och tillförlitligheten hos jordfelöverströmsreläer, design och tillämpning följer vanligtvis relevanta internationella och nationella standarder, såsom:

• IEC 60255: Standarder publicerade av International Electrotechnical Commission (IEC) för reläer.

• ANSI C37.90: Standarder publicerade av American National Standards Institute (ANSI) för reläskydd.

Sammanfattning

En jordfelöverströmsrelä är en viktig skyddande enhet i elkraftsystem, specifikt utformad för att detektera och isolera jordfel, vilket garanterar säker drift av systemet. Den övervakar nollsekvensströmmar för att identifiera fel och tar snabbt åtgärder för att koppla från det defekta kretssystemet, vilket skyddar både utrustning och personal.