Overføringslinjers bærebanebeskyttelse

Bærebølgestrømsbeskyttelsessystem for overføringslinjer

Bærebølgestrømsbeskyttelsessystemet brukes hovedsakelig for å beskytte lange overføringslinjer. I motsetning til konvensjonelle beskyttelsesmetoder som fokuserer på sammenligning av faktiske strømverdier, fungerer dette systemet ved å sammenligne fasen vinkler for strømmene i begge ender av linjen. Basert på fasevinkelrelasjonen kan det nøyaktig bestemme om en feil foregår innenfor den beskyttede linjesekanten (intern feil) eller utenfor den (ekstern feil). Bærebølgemedlemskapskanalen, et viktig komponent i dette beskyttelsessystemet, består av fire hovedelementer: en sender, en mottaker, koblingsutstyr og en linjelem.

Bærebølgestrømmens mottaker har til oppgave å fange bærebølgestrømmen sendt fra senderen plassert i den andre enden av linjen. Etter mottak omdanner den denne bærebølgestrømmen til en likestrømsspenning (DC). Denne DC-spenningen fungerer som en kontrollsignal, som kan benyttes av reléer eller andre elektriske kretser for å utføre spesifikke beskyttelsesfunksjoner. Mærk at når ingen bærebølgestrøm mottas, synker utgangsspenningen fra mottakeren til null, noe som indikerer en forstyrrelse i kommunikasjonsforbindelsen eller en potensiell endring i systemets driftstilstand.

Linjelemmen, plassert mellom busbar og koblinga av koblingskapasitoren til overføringslinjen, er et parallelle LC-nettverk (spole-kapasitor) sirlig justert for å resonere ved høye frekvenser. Dens primære funksjon er å inneholde bærebølgestrømmen innenfor den beskyttede linjesekanten. Ved å gjøre dette, hindrer den effektivt forstyrrelser fra andre nærliggende bærebølgemedlemskapskanaler, og sikrer integriteten og nøyaktigheten i beskyttelsessystemets operasjon. I tillegg spiller linjelemmen en viktig rolle i å minimere tap av bærebølgesignal til naboslysningskretser, noe som øker den totale påliteligheten av bærebølgemedlemskapsforbindelsen og de tilhørende beskyttelsesfunksjonene.

Bærebølgestrømbeskyttelse: Komponenter og metoder

Koblingskapasitoren har en dobbelt funksjon i bærebølgestrømbeskyttelsessystemet. Den kobler høyfrekvensutstyr til en av linjelederne, noe som muliggjør overføring av bærebølgesignaler. Samtidig isolerer den strømutsprutningsutstyret fra høyspenningen i strømlederen. Under normale driftsbetingelser flyter elektrisk strøm kun gjennom linjelederen. Når det gjelder høyfrekvensbærebølgestrømmen, sirkulerer den langs linjelederen utstyrt med høyfrekvenslemmer, gjennom lemmekapasitoren og deretter til jord.

Metoder for bærebølgestrømbeskyttelse

Det finnes flere metoder for bærebølgestrømbeskyttelse, med de to grunnleggende formene værende Retningsbasert sammenligningsbeskyttelse og Fasebasert sammenligningsbeskyttelse. Disse metodene er beskrevet detaljert nedenfor:

1. Retningsbasert sammenligningsbeskyttelse

I retningsbasert sammenligningsbeskyttelsesskjemaet, baserer beskyttelsesmekanismen seg på sammenligning av strømflaten under en feil i begge ender av overføringslinjen. De beskyttende reléene virker bare når strømmen i begge ender av linjen flyter fra busbar mot linjen. Etter sammenligning av retninger, formidler bærebølgepilotreléen informasjon om hvordan retningsreléene i den motsatte enden reagerer på en kortslutning.

Reléer plassert i begge ender av linjen samarbeider for å isolere feilen fra busbar. I tilfellet en intern feil innenfor den beskyttede seksjonen, flyter strømmen i beskyttelsesretningen. Omvendt, for en ekstern feil, flyter strømmen i motsatt retning. Under en feil sendes et enkelt signal via bærebølgepiloten fra den ene enden av linjen til den andre. Pilotbeskyttelsesreléskjemaer brukt for overføringslinjebeskyttelse kan hovedsakelig kategoriseres i to typer:

• Bærebølgeblokkeringsskjema: Dette skjemaet begrenser funksjonen til reléen. Det fungerer ved å blokkere feilen før den kan tre inn i den beskyttede seksjonen av elektriske systemet. Bærebølgeblokkeringsskjemaet er høyt verdsatt for sin pålitelighet, da det effektivt beskytter systemutstyr mot potensiell skade.

• Bærebølgeblokkeringstillatelsesskjema: I motsetning til blokkeringsskjemaet, tillater dette beskyttelsesskjemaet feilstrømmen å tre inn i den beskyttede seksjonen av systemet.

2. Fasebasert sammenligningsbærebølgebeskyttelse

Fasebasert sammenligningsbærebølgebeskyttelsessystemet fokuserer på sammenligning av faserelasjonen mellom strømmen som går inn i pilotsonen og strømmen som forlater den beskyttede sonen. Notabelt er det ikke involvert sammenligning av størrelsene av disse strømmene. Denne beskyttelsesmetoden gir hovedsakelig hoved- eller primærbeskyttelse, og det er derfor nødvendig å supplere den med sekundærbeskyttelse. Kretstegningen for fasebasert sammenligningsbærebølgebeskyttelsesskjemaet er illustrert i figuren under.

Drift og fordeler med bærebølgestrømbeskyttelse

Strømtransformatorer (CTs) installert på overføringslinjen leverer strøm til et nettverk. Dette nettverket konverterer utdatastrømmen fra CTs til en enkel-fase sinusformet utdataspenning. Denne spenningen føres så både til bærebølgestrømsenderen og sammenligner. På samme måte rettes utdata fra bærebølgestrømmens mottaker også til sammenligner. Sammenligner spiller en viktig rolle i kontroll av drift av en hjelperele, som igjen utløser avbryting av overføringslinjen ved behov.

Fordeler med bærebølgestrømbeskyttelse

Bærebølgestrømbeskyttelsesskjemaer gir flere betydelige fordeler, som er fremhevet nedenfor:

• Samtidig og rask avbryterdrift: En av de viktigste fordeler er evnen til å oppnå hurtig og samtidig utløsning av avbrytere i begge ender av overføringslinjen. Denne koordinerte handlingen sikrer at feil isoleres raskt, og minimerer varigheten av uvanlige forhold i elektriske systemer.

• Effektiv feilavvikling: Systemet har en rask feilavviklingsprosess. Ved å hurtig avbryte strømmen av feilstrøm, forebygger det alvorlige innvirkninger på elektriske systemer, reduserer risikoen for skade på utstyr og opprettholder systemstabilitet.

• Integrasjon av signering: Bærebølgestrømbeskyttelse eliminerer behovet for separate signalleringsledninger. I stedet benyttes strømledinger selv for å overføre både elektrisk strøm og kommunikasjonssignaler. Dette forenkler det totale systemdesignet, reduserer installasjonskostnadene og minimerer potensialet for signalforkastelse fra eksterne kilder.

• Ultra-rask avbryting: Det muliggjør at avbrytere i begge ender av linjen kan utløses innen bare ett til tre sykluser. Denne ekstremt raske responstiden er avgjørende for beskyttelse av moderne, høykapasitive elektriske systemer, og for å sikre en pålitelig strømforsyning.

• Kompatibilitet med moderne utstyr: Bærebølgestrømbeskyttelsessystemet er svært kompatibelt med moderne, raskvirksomme avbrytere. Denne synergien gjør det mulig for enda mer effektiv og pålitelig relaying, og forbedrer den totale ytelsen og beskyttelseskapasiteten i elektriske nett.

• Versatile anvendelser: Historisk sett har strømledningsbærebølgeteknologi blitt vidt bruk av for ulike formål, inkludert overvåking, telefonkommunikasjon, telemetry og relaying. Denne versatiliteten gjør det til en verdifull ressurs i elektriske strømsystemer, som muliggjør nahtørlig integrasjon av flere funksjoner i et enkelt infrastruktur.