Защита на преносните линии чрез ток на носител

Схема на защита с носителски ток за електропреносни линии

Схемата на защита с носителски ток се използва основно за защита на дългобразмерни електропреносни линии. В противовес на традиционните методи на защита, които се фокусират върху сравнението на реалните стойности на тока, тази схема функционира чрез сравнение на фазовите ъгли на токовете в двата края на линията. На базата на фазово-ъгловото отношение, тя може точно да определи дали дефектът се случва в защитената секция на линията (вътрешен дефект) или извън нея (външен дефект). Носителският комуникационен канал, ключов компонент на тази система за защита, се състои от четири основни елемента: предавател, приемник, обединяване оборудване и линейна капан.

Приемникът на носителски ток е отговорен за засичане на носителския ток, изпратен от предавателя, разположен на другия край на линията. След получаването му, той преобразува този носителски ток в пряко напрежение (DC). Това DC напрежение служи като сигнал за управление, който може да бъде използван от реле или други електрически вериги за изпълнение на конкретни защитни функции. Забележително е, че когато няма носителски ток, изходното напрежение на приемника пада до нула, указвайки прекъсване в комуникационната връзка или потенциална промяна в оперативното състояние на системата.

Линейният капан, разположен между шината и свързването на обединяването кондензатора към електропреносната линия, е паралелна LC (индуктор-кондензатор) мрежа, внимателно настроена да резонира на високи честоти. Неговата основна функция е да ограничи носителския ток в защитената секция на линията. По този начин, той ефективно предотвратява интерференцията от други съседни канали за носителски ток, осигурявайки целостта и точността на функционирането на системата за защита. Освен това, линейният капан играе важна роля в намаляването на загубата на сигнала на носителския ток към съседните електроустановки, което подобрява общата надеждност на носителската комуникационна връзка и свързаните защитни функции.

Защита с носителски ток: Компоненти и методи

Обединяваният кондензатор изпълнява двойна функция в системата за защита с носителски ток. Той свързва високочестотното оборудване с един от проводниците на линията, позволявайки изпращането на сигнали с носителски ток. Едновременно с това, той изолира електроустановките от високото напрежение на електролинията. При нормални условия на работа, електрическият ток протича само през проводника на линията. Обаче, когато става дума за високочестотния носителски ток, той циркулира по проводника на линията, оборудван с високочестотни капани, минава през кондензатора на капана и после към земята.

Методи на защита с носителски ток

Има няколко метода на защита с носителски ток, с две основни форми - защита със сравнение на посоки и защита със сравнение на фази. Тези методи са описани подробно по-долу:

1. Защита със сравнение на посоки

В схемата на защита със сравнение на посоки, механизмът на защита се базира на сравняването на посоката на потока на мощността при дефект в двата края на електропреносната линия. Релетата за защита работят само когато мощността в двата края на линията протича от шината към линията. След сравнението на посоките, релето за управление чрез носителски ток предава информация как релетата за посока на противоположния край реагират на събитие на коротко съединение.

Релетата, разположени в двата края на линията, работят заедно, за да изолират дефекта от шината. В случая на вътрешен дефект в защитената секция, потокът на мощността е в защитна посока. От друга страна, при външен дефект, потокът на мощността е в обратна посока. По време на дефект, прост сигнал се изпраща чрез релето за управление от един край на линията до друг. Схемите за защита с релета за управление, използвани за защита на електропреносните линии, могат да бъдат основно категоризирани в два типа:

• Схема на защита с блокиране на носителския ток: Тази схема ограничава работата на релето. Тя функционира, като блокира дефекта преди той да влезе в защитената секция на електрическата система. Схемата на защита с блокиране на носителския ток е ценена за надеждността си, тъй като ефективно защитава оборудването на системата от потенциални повреди.

• Схема на защита с позволено блокиране: В противовес на схемата с блокиране, тази защитна схема позволява тока на дефекта да влезе в защитената секция на системата.

2. Защита със сравнение на фази чрез носителски ток

Системата за защита със сравнение на фази чрез носителски ток се фокусира върху сравняването на фазовото отношение между тока, влизащ в пилотната зона, и тока, излизащ от защитената зона. Забележително е, че тя не включва сравняване на големините на тези токове. Този метод на защита предоставя основна или първична защита, и поради това е необходимо да бъде допълнен с резервна защита. Схемата на защита със сравнение на фази чрез носителски ток е илюстрирана в фигурата, представена по-долу.

Функциониране и предимства на защитата с носителски ток

Трансформаторите на тока (CT), инсталирани на електропреносната линия, доставят мощност към мрежа. Тази мрежа преобразува изходния ток от CT в ѕинусовидно изходно напрежение. Това напрежение се подава както към предавателя на носителския ток, така и към сравняващия уред. Подобно, изходът на приемника на носителския ток също се насочва към сравняващия уред. Сравняващият уред играе ключова роля в контролирането на функционирането на вспомогателно реле, което, на свой ред, активира спускането на автоматическия ключ на електропреносната линия, когато е необходимо.

Предимства на защитата с носителски ток

Схемите на защита с носителски ток предлагат няколко значителни предимства, които са описани по-долу:

• Едновременно и бързо функциониране на автоматическия ключ: Едно от ключовите предимства е способността да се постигне бързо и едновременно спускане на автоматическия ключ в двата края на електропреносната линия. Тази координирана акция гарантира, че дефектите се изолират бързо, минимизирайки продължителността на аномалните условия в електрическата система.

• Ефективно изчистване на дефектите: Системата разполага с бърз процес на изчистване на дефектите. Чрез бързо прекъсване на потока на дефектния ток, тя ефективно предотвратява сериозни влияния върху електрическата система, намалявайки риска от повреди на оборудването и поддържайки стабилността на системата.

• Интегрирано сигнализиране: Защитата с носителски ток елиминира нуждата от отделни сигнализационни жici. Вместо това, самите електролинии се използват за изпращане както на електрическа мощност, така и на комуникационни сигнали. Това опростява общата конструкция на системата, намалява разходите за инсталация и минимизира потенциала за интерференция на сигнали от външни източници.

• Ултра-бързо спускане: Тя позволява автоматическите ключове в двата края на линията да се спуснат само за един до три цикъла. Този изключително бърз отговорен период е критичен за защита на модерни, висококапацитетни електрически системи и осигуряване на надежден достав на електричество.

• Съвместимост с модерно оборудване: Системата за защита с носителски ток е високо съвместима с модерни, бързо действащи автоматически ключове. Тази синергия позволява дори по-ефективно и надеждно релейно управление, подобрявайки общата производителност и защитни възможности на електрическата мрежа.

• Многофункционални приложения: Исторически, технологията за носителски ток във високочестотни електролинии се използва широко за различни цели, включително контрол, телефонна комуникация, телеметрия и релейно управление. Тази многофункционалност я прави ценен актив в електрическите системи, позволявайки безпроблемна интеграция на множество функции в една единствена инфраструктура.