Áramvédett Átvitelvezetések

Hordozós áramvédelmi rendszer a továbbítási vezetékekhez

A hordozós áramvédelmi rendszert főként hosszú távolságú továbbítási vezetékek védelmére használják. A hagyományos védelmi módszerekkel ellentétben, amelyek az áramerősség valódi értékének összehasonlítására koncentrálódnak, ez a rendszer a vezeték két végén lévő áramerősségek fázisszögeinek összehasonlításával működik. A fázisszög-kapcsolat alapján pontosan megállapítható, hogy a hiba a védett vezetéksi szakaszban (belső hiba) vagy annak külső részén (külső hiba) történik-e. A hordozós kommunikációs csatorna, ami ezen védelmi rendszer egyik kulcsfontosságú eleme, négy fő elemet tartalmaz: küldőt, fogadót, kötő berendezést és vonalcsapdát.

A hordozós áramfogadó feladata, hogy megragassa a hordozós áramot, amit a vezeték távoli végén található küldő küld. Amint megkapja, a hordozós áramot egyenes áramú (DC) feszültséggé alakítja. Ez a DC feszültség irányító jelként használható relékkel vagy más elektrikus áramkörökkel együtt, hogy adott védelmi funkciókat hajtsa végre. Megjegyzendő, hogy amikor nincs hordozós áram beérkezés, a fogadó kimeneti feszültsége nullára esik, ami azt jelzi, hogy a kommunikációs kapcsolat megszakadt, vagy a rendszer működési állapota változott.

A vonalcsapda, amely a buszsoron és a kötő kondenzátortól a továbbítási vezetékig teremt kapcsolatot, egy párhuzamos LC (induktor-kondenzátor) hálózat, amely nagyon pontosan hangolódik a magas frekvenciákra. Főbb feladata, hogy a hordozós áramot a védett vezetéksi szakaszon belül tartsa. Így hatékonyan elkerüli a szomszédos hordozós áramcsatornáktól eredő zavarokat, garantálva a védelmi rendszer működésének integritását és pontosságát. Emellett a vonalcsapda létfontosságú szerepet játszik abban, hogy minimalizálja a hordozós áram jel elvesztését a szomszédos energiaáramkörök felé, így javítva a hordozós kommunikációs kapcsolat teljesítményét és a hozzá kapcsolódó védelmi funkciók megbízhatóságát.

Hordozós áramvédelem: Alapelemek és módszerek

A kötő kondenzátor kétféle funkciót lát el a hordozós áramvédelmi rendszerben. Összeköti a magasfrekvenciás berendezéseket a vezeték egyik vezetőjével, lehetővé téve a hordozós jel továbbítását. Ugyanakkor elvonkodtatja a villamos energiával működő berendezéseket a hatalmas feszültségtől. Normál működési körülmények között az áram csak a vezeték vezetőjén halad át. Azonban a magasfrekvenciás hordozós áram esetén, a vezetékvezetőn keresztül, amelyen magasfrekvenciás csapdák vannak, a hordozós áram a csapdakondenzátoron keresztül a földre kerül.

Hordozós áramvédelemi módszerek

Több hordozós áramvédelemi módszer is létezik, ahol a két alapvető forma az irány-összehasonlító védelem és a fázis-összehasonlító védelem. Ezek a módszerek részletesen leírásra kerültek:

1. Irány-összehasonlító védelem

Az irány-összehasonlító védelmi rendszerben a védelmi mechanizmus az irány-összehasonlításon alapszik, ami a hiba során a továbbítási vezeték két végén lévő áramerősség irányát hasonlítja össze. A védelmi relék csak akkor működnek, ha az áram mindkét végén a busz felől a vezeték felé halad. Az irányok összehasonlítása után a hordozós pilóta-relé információt továbbít arról, hogyan reagálnak a szemközti végrelék a rövidzárlat eseményre.

A vezeték két végén található relék együttműködve isolálják a hibát a busztól. Belső hiba esetén, a védett szakaszban, az áramirány a védelmi irányba mutat. Ellenben, külső hiba esetén az áramirány a fordított irányba mutat. Hiba esetén, egyszerű jelzést küldenek a hordozós pilóta-relé a vezeték egyik végéről a másikra. A továbbítási vezetékek védelmére használt pilóta-védelmi relé-rendszer két fő típusba osztható:

• Hordozós blokkoló védelmi rendszer: Ez a rendszer korlátozza a relék működését, úgy, hogy blokkolja a hibát, mielőtt be tudna jutni a védett szakaszba. A hordozós blokkoló védelmi rendszer megbízhatóságáért elismert, hiszen hatékonyan védje a rendszerberendezéseket a potenciális károsodástól.

• Hordozós engedélyező blokkoló rendszer: Ellentétben a blokkoló rendszerrel, ez a védelmi rendszer engedélyezi, hogy a hibaáram bejusson a védett szakaszba.

2. Fázis-összehasonlító hordozós védelem

A fázis-összehasonlító hordozós védelmi rendszer a pilotzónába beérkező áramerősség és a védett zónából kilépő áramerősség fázisviszonyának összehasonlítására koncentrál. Megjegyzendő, hogy nem veszi figyelembe ezeknek az áramerősségeknek a nagyságát. Ez a védelmi módszer elsősorban fő- vagy elsődleges védelmet nyújt, ezért fontos, hogy segédvédelmel is ellássuk. A fázis-összehasonlító hordozós védelmi rendszer áramkör diagramja látható az alábbi ábrán.

Működés és előnyök a hordozós áramvédelemnek

A továbbítási vezetéken telepített áramerősség transzformátorok (CT-ek) hálózathoz szolgálnak. Ez a hálózat a CT-ek kimeneti áramerősségét egyfázisú szinuszoides kimeneti feszültséggé alakítja. Ez a feszültség a hordozós áram küldőbe és a hasonlítóba kerül. Hasonlóképpen, a hordozós áramfogadó kimenete is a hasonlítóhoz kerül. A hasonlító kulcsszerepet játszik a segédrelék működésének irányításában, amelyek szükség esetén aktiválják a továbbítási vezeték áramtörő reléjét.

A hordozós áramvédelem előnyei

A hordozós áramvédelmi rendszerek számos jelentős előnyt kínálnak, amelyek alább vannak felsorolva:

• Egyszerre és gyorsan működő áramtörő relék: Egyik legfontosabb előny, hogy gyorsan és egyszerre tudja elindítani a továbbítási vezeték két végén lévő áramtörő reléket. Ez a koordinált működés biztosítja, hogy a hibák gyorsan legyenek elkülönítve, minimalizálva az elektromos rendszer anomális állapotának időtartamát.

• Hatékony hibaeltávolítás: A rendszer gyors hibaeltávolítási folyamatot kínál. A hibaáram gyors megszakításával hatékonyan elkerüli a súlyos hatásokat az elektromos rendszerre, csökkentve a berendezések károsodásának kockázatát, és fenntartva a rendszer stabilitását.

• Integrált jelzés: A hordozós áramvédelem külön jelzési vezetékeket tesz feleslegessé. Ehelyett, a villamosenergia vezetékeit használja, hogy mind villamosenergiát, mind kommunikációs jeleket továbbítsanak. Ez egyszerűsíti a rendszer tervezését, csökkenti a telepítési költségeket, és minimalizálja a külső forrásokból eredő jelzés-zavar kockázatát.

• Ultra-gyors törés: Lehetővé teszi, hogy a továbbítási vezeték két végén lévő áramtörő relék egy-től három ciklus alatt törjék. Ez a rendkívül gyors válaszidő kulcsfontosságú a modern, nagy kapacitású elektromos rendszerek védelméhez, és a megbízható villamosenergia-szolgáltatás biztosításához.

• Kompatibilitás a modern berendezésekkel: A hordozós áramvédelmi rendszer nagyon kompatibilis a modern, gyors működésű áramtörő relékkel. Ez a szinergia még hatékonyabb és megbízhatóbb relézést tesz lehetővé, javítva az elektromos hálózat teljesítményét és védelmi képességeit.

• Széles alkalmazási spektrum: Történetileg, a hordozós technológia számos célra használták, beleértve a felügyeleti ellenőrzést, telefonközvetítést, telemetriát és relézést. Ez a sokoldalúság értékes eszköz az elektromosenergia-szolgáltató rendszerekben, lehetővé téve több függvény integrálását egyetlen infrastruktúrában.