Prekošna zaščita prenosnih vodov

Šema zaščite nosilne struje za prenosne linije

Šema zaščite nosilne struje se predvsem uporablja za zaščito dolgočasnih prenosnih linij. Na razliko od konvencionalnih metod zaščite, ki se osredotočajo na primerjavo dejanskih vrednosti tokov, ta šema deluje s primerjanjem faznih kotov tokov na obeh koncih linije. Na podlagi fazno-kotne relacije lahko natančno določi, ali se je nezgoda dogajala znotraj zaščitnega odseka linije (notranja nezgoda) ali zunaj nje (zunanja nezgoda). Nosilni komunikacijski kanal, ključna sestavina te zaščitne sistema, se sestoji iz štirih glavnih elementov: pošiljalec, sprejemnik, oprema za združevanje in past.

Sprejemnik nosilne struje ima nalogo zajeti nosilno struja, poslano s pošiljalnika, ki se nahaja na oddaljenem koncu linije. Ko jo prejme, pretvori to nosilno struja v enosmeren napetostni tok (DC). Ta DC napetost služi kot nadzorni signal, ki ga lahko izkoristijo releji ali druga električna vezja za izvajanje specifičnih zaščitnih funkcij. Opomba, ko ni sprejetih nobenih nosilnih tokov, padne izhodna napetost sprejemnika na nič, kar kaže na motnjo v komunikacijskem povezovanju ali potencialno spremembo stanja delovanja sistema.

Past, postavljena med shunt in priključek kondenzatorja za združevanje na prenosno linijo, je vzporedna LC (induktor - kondenzator) mreža, natančno nastavljena, da resonira na visokih frekvencah. Njegova glavna funkcija je omejiti nosilno struja znotraj zaščitenega odseka linije. S tem učinkovito preprečuje motnje od drugih sosednjih kanalov nosilne struje, zagotavlja celovitost in natančnost delovanja zaščitnega sistema. Poleg tega igra past ključno vlogo pri zmanjševanju izgub signala nosilne struje do sosednjih električnih vezij, tako povečujejo splošno zanesljivost komunikacijskega povezovanja nosilne struje in povezanih zaščitnih funkcij.

Nosilna struja zaščite: Komponente in metode

Kondenzator za združevanje ima dvodelno funkcijo v sistemu zaščite nosilne struje. Povezuje visokofrekvenčno opremo z enim od vodil linije, omogoča prenos signali nosilne struje. Hkrati izolira električno opremo od visoke napetosti električne linije. V normalnih pogojih delovanja električni tok teče le skozi vodilo linije. Vendar pa, kadar gre za visokofrekvenčni tok nosilne struje, ta cirkulira skozi vodilo linije opremljeno z visokofrekvenčnimi pastmi, prehaja skozi kondenzator pasti in nato v zemljo.

Metode zaščite nosilne struje

Obstaja več metod zaščite nosilne struje, z dvema temeljnima oblikama, ki sta usmerjeno primerjava in fazna primerjava. Te metode so podrobneje opisane spodaj:

1. Usmerjena primerjava

V shemi usmerjene primerjave se mehanizem zaščite osredotoča na primerjavo smeri pretoka moči med nezgodami na obeh koncih prenosne linije. Varnostna releja deluje le, ko je moč na obeh koncih linije v tek od shunta proti liniji. Po primerjavi smeri prenese nosilni pilot informacije o tem, kako odgovarjajo usmerjene releje na nasprotnem koncu na kratkopojav.

Releji, postavljeni na obeh koncih linije, skupaj delujejo, da izolirajo nezgodo od shunta. V primeru notranje nezgode znotraj zaščitenega odseka je pretok moči v varnostni smeri. Na drugi strani, pri zunanji nezgodi je pretok moči v nasprotni smeri. Med nezgodom se prenese preprost signal preko nosilnega pilota s enega konca linije na drugega. Sheme zaščitne releji, uporabljene za zaščito prenosnih linij, se lahko glavno razdelijo na dve vrsti:

• Šema zaščite z blokiranjem nosilne struje: Ta šema omejuje delovanje releje. Deluje tako, da blokira nezgodo, preden pride v zaščiteni odsek električnega sistema. Šema zaščite z blokiranjem nosilne struje je cenjena zaradi svoje zanesljivosti, saj učinkovito zaščitišta opremo sistema pred možno poškodbo.

• Šema zaščite z dovoljenjem blokiranja: V nasprotju s shemo blokiranja ta zaščitna shema dovoljuje, da tok nezgode pride v zaščiteni odsek sistema.

2. Fazna primerjava nosilne struje

Sistem fazne primerjave nosilne struje se osredotoča na primerjavo fazne relacije med tokom, ki vstopa v pilotni območje, in tokom, ki zapusti zaščitno območje. Opomba, ne vključuje primerjanja velikosti teh tokov. Ta metoda zaščite predvsem zagotavlja glavno ali primarno zaščito, zato je bistveno, da jo dopolnimo s sekundarno zaščito. Shema vezja fazne primerjave nosilne struje je prikazana na priloženi sliki.

Delovanje in prednosti zaščite nosilne struje

Transformatorji toka (CT), nameščeni na prenosni liniji, snabdivajo električno energijo omrežju. To omrežje pretvori izhodni tok iz CT-jev v enofazni sinusni izhodni tok. Ta napetost je nato vnesena v pošiljalec nosilne struje in primerjalnik. Podobno je izhod sprejemnika nosilne struje usmerjen v primerjalnik. Primerjalnik igra ključno vlogo pri kontroli delovanja pomočnega releja, ki na svoji vrsti aktivira odpinjanje preklopnika prenosne linije, če je potrebno.

Prednosti zaščite nosilne struje

Sheme zaščite nosilne struje ponujajo več pomembnih prednosti, ki so navedene spodaj:

• Hkratno in hitro delovanje preklopnikov: Eden od ključnih prednosti je sposobnost hiter in hkraten odpin preklopnikov na obeh koncih prenosne linije. Ta koordinirana dejanja zagotavljajo, da so nezgode hitro izolirane, kar zmanjša trajanje nenormalnih pogojev v električnem sistemu.

• Učinkovito odpravljanje nezgod: Sistem vključuje hitri postopek odpravljanja nezgod. Z hitrim prekinjanjem pretoka nezgodnega toka učinkovito prepreči resne vplive na električni sistem, zmanjša tveganje poškodbe opreme in ohranja stabilnost sistema.

• Integrirano oznanjanje: Zaščita nosilne struje odpravi potrebo po ločenih oznanjalnih vodilih. Namesto tega se za prenos elektroenergije in komunikacijskih signalov uporabljajo same električne linije. To poenostavi celotno dizajn sistema, zmanjša stroške namestitve in zmanjša možnost motenj signalov iz zunanje virov.

• Ultra hitro odpinjanje: Omogoča, da preklopniki na obeh koncih linije odpinejo v enem do treh cikelih. Ta izredno hitra odzivna čas je ključen za zaščito modernih, visoko kapacitetnih električnih sistemov in zagotavljanje zanesljive dobave električne energije.

• Združljivost z moderno opremo: Sistem zaščite nosilne struje je visoko združljiv z modernimi, hitro delujočimi preklopniki. Ta sinergija omogoča še bolj učinkovito in zanesljivo relejiranje, kar poveča skupno zmogljivost in zaščitne zmogljivosti električne mreže.

• Večnamenska uporaba: Zgodovinsko se je tehnologija nosilne struje na električnih linijah široko uporabljala za različne namene, vključno z nadzorno kontrolnimi operacijami, telefonsko komunikacijo, telemetrijo in relejiranje. Ta večnamenska uporaba jo čini dragocenim sredstvom v električnih sistemih, omogoča brezhibno integracijo več funkcij znotraj ene infrastrukture.