Ano ang earth fault overcurrent relay sa isang substation?

Ano ang Ground Fault Overcurrent Relay sa isang Substation?

Ang ground fault overcurrent relay ay isang protective device na ginagamit upang detektahin at protektahan ang mga ground faults (kilala rin bilang earth faults o single-phase ground faults) sa mga power systems. Ito ay may mahalagang papel sa mga substation, tiyak na nagpapaliguan ng seguridad at reliabilidad ng sistema.

1. Pagsasagawa ng Prinsipyo

Ang pangunahing tungkulin ng ground fault overcurrent relay ay panoorin ang mga pag-imbalance ng current sa power system, lalo na ang pag-detekta ng zero-sequence currents (i.e., kapag ang vector sum ng tatlong phase currents ay hindi sero). Kapag nangyari ang ground fault, kadalasang nagresulta sa abnormal na zero-sequence currents, ang relay ay nadetekta ang pag-imbalance at pinapabilis ang tamang protective action.

• Zero-sequence Current: Sa normal na kondisyon ng operasyon, ang tatlong phase currents ay dapat balanse, na ang kanilang vector sum ay sero. Kung nangyari ang ground fault, ang current ay lumilipad sa fault point patungo sa lupa, na nagdudulot ng pagkakaroon ng zero-sequence current.

• Pagsasagawa ng Relay: Kapag ang zero-sequence current na lumampas sa preset threshold ay nadetekta, ang relay ay nagbibigay ng trip signal upang i-disconnect ang faulty circuit, na nagpaprevent ng karagdagang pinsala.

2. Mga Application Scenarios

Ang mga ground fault overcurrent relays ay malawakang ginagamit sa iba't ibang power systems, lalo na sa mga sumusunod na scenarios:

• Distribution Systems: Sa mga low-voltage at medium-voltage distribution networks, ang ground fault overcurrent relays ay maaaring mabilis na detektahin at i-isolate ang fault points, na nagbabawas ng downtime at pinsala sa equipment.

• Substations: Sa mga substation, ang ground fault overcurrent relays ay kadalasang ginagamit kasama ng iba pang mga protective devices (tulad ng differential protection at distance protection) upang magbigay ng multi-layered protection.

• Industrial Facilities: Sa mga malalaking industrial facilities, ang mga relays na ito ay protektado ang mga critical equipment mula sa ground faults, tiyak na nagpapaliguan ng continuous production.

3. Pangunahing Uri

Bukod sa application at technical requirements, ang ground fault overcurrent relays ay maaaring ma-classify sa ilang uri:

• Instantaneous Relays: Ginagamit para sa mabilis na tugon sa severe ground faults, karaniwang nag-trigger ng trip actions sa loob ng ilang milliseconds.

• Definite Time Relays: May time delay na maaaring ma-set batay sa severity ng fault, angkop para sa handling ng faults ng iba't ibang degrees.

• Inverse Time Relays: Ang operation time ay inversely proportional sa fault current; ang mas malaking fault current, ang mas maikling operation time, nagpapahusay nito para sa mga application na nangangailangan ng flexible protection characteristics.

4. Protection Mechanism

Ang ground fault overcurrent relays ay kadalasang gumagana kasama ng mga circuit breakers o iba pang switching devices upang bumuo ng complete protection mechanism. Ang basic steps ay sumusunod:

• Fault Detection: Ang relay ay patuloy na naga-monitor ng current sa power system at kalkula ang zero-sequence current.

• Fault Judgment: Kung ang natuklasan na zero-sequence current ay lumampas sa preset threshold, ang relay ay nakikilala ito bilang ground fault.

• Trip Signal Emission: Ang relay ay nagpapadala ng trip command sa circuit breaker upang i-disconnect ang faulty circuit.

• Event Recording: Ang relay ay kadalasang may event recording function, logging ng mga detalye tulad ng oras at current value ng fault para sa subsequent analysis at maintenance.

5. Mga Advantages

• Enhanced Safety: Mabilis na detekta at i-isolate ang ground faults na nagpaprevent ng arc discharges, fires, at iba pang potential hazards.

• Reduced Equipment Damage: Timely disconnection ng faulty circuit na nagpaprevent ng pinsala sa equipment mula sa prolonged exposure sa high currents.

• Improved Power Continuity: Sa pamamagitan ng pag-i-isolate ng affected area lamang, ang impact sa buong power system ay mininimize, na naglilitid ng limitasyon sa extent ng outages.

6. Common Standards at Regulations

Upang matiyak ang seguridad at reliabilidad ng ground fault overcurrent relays, ang disenyo at application ay karaniwang sumusunod sa relevant international at national standards, tulad ng:

• IEC 60255: Standards na inilathala ng International Electrotechnical Commission (IEC) para sa relays.

• ANSI C37.90: Standards na inilathala ng American National Standards Institute (ANSI) para sa relay protection.

Buod

Ang ground fault overcurrent relay ay isang mahalagang protective device sa power systems, na espesyal na disenyo upang detektahin at i-isolate ang ground faults, tiyak na nagpapaliguan ng safe system operation. Ito ay naga-monitor ng zero-sequence currents upang makilala ang mga fault at mabilis na gumawa ng hakbang upang i-disconnect ang faulty circuit, na nagpaprotekta ng parehong equipment at personnel.