Zaštita prenonskih linija strujnim nosačem
Shema zaštite prenosnih linija baziran na nosaču struje
Shema zaštite prenosnih linija bazirana na nosaču struje uglavnom se koristi za zaštitu dugih prenosnih linija. Na razliku od konvencionalnih metoda zaštite koje se fokusiraju na upoređivanje stvarnih vrednosti struja, ovaj sistem radi tako što upoređuje fazne uglove struja na oba kraja linije. Na osnovu ove fazne relacije, može tačno utvrditi da li se kvar dešava unutar zaštićenog segmenta linije (unutrašnji kvar) ili van njega (spoljašnji kvar). Komunikacioni kanal nosača, ključni element ovog sistema zaštite, sastoji se od četiri glavna sastavnica: pošiljalac, prijemnik, spajanje opreme i zglob.
Prijemnik nosača struje ima zadatak da uhvati nosač struje koji se šalje sa pošiljača na daljem kraju linije. Nakon primanja, pretvara ovaj nosač struje u napon jednosmernog toka (DC). Ovaj DC napon služi kao kontrolni signal, koji može biti iskorišćen od strane releja ili drugih električnih krugova da bi se izvršile specifične funkcije zaštite. Značajno je da, kada se ne prima nosač struje, izlazni napon prijemnika pada na nulu, što ukazuje na prekid komunikacionog veza ili potencijalnu promenu stanja rada sistema.
Zglob, postavljen između bus-bara i veze kondenzatora spajanja sa prenosnom linijom, predstavlja paralelnu LC (induktor-kondenzator) mrežu pažljivo podešenu da rezonira na visoke frekvencije. Njegov glavni zadatak jeste da ograniči nosač struje unutar zaštićenog segmenta linije. Time efektivno sprečava interferenciju sa drugim susednim kanalima nosača struje, obezbeđujući integritet i tačnost rada sistema zaštite. Takođe, zglob igra ključnu ulogu u smanjenju gubitaka signala nosača struje na susedne električne krugove, time povećavajući ukupnu pouzdanost komunikacionog veza nosača i povezanih funkcija zaštite.
Nosač struje zaštita: Sastavnice i metode
Kondenzator spajanja u sistemu zaštite nosača struje ima dvostruku funkciju. Povezuje visokofrekventnu opremu sa jednim od vodilaca linije, omogućavajući prenos signala nosača. U isto vreme, izoluje opremu od visokog napona električne linije. Pod normalnim uslovima rada, električna struja teče samo kroz vodilac linije. Međutim, kada je u pitanju visokofrekventni nosač struje, on cirkulira duž vodiča linije opremljenog visokofrekventnim zglobovima, prolazeći kroz kondenzator zgloba i zatim do zemlje.
Metode zaštite nosača struje
Postoji nekoliko metoda zaštite nosača struje, a dve temeljne forme su Usmerena uporedna zaštita i Fazna uporedna zaštita. Ove metode su detaljno opisane ispod:
1. Usmerena uporedna zaštita
U shemi usmerene uporedne zaštite, mehanizam zaštite zavisi od upoređivanja smjera toka snage tijekom kvara na oba kraja prenosne linije. Reliji zaštite rade samo kada snaga na oba kraja linije teče od bus-a prema liniji. Nakon upoređivanja smjerova, pilotni relej nosača prenosi informacije o tome kako releji usmerenosti na suprotnom kraju reagiraju na događaj kratkog spoja.
Reliji postavljeni na oba kraja linije zajedno rade na izolaciji kvara od bus-a. U slučaju unutrašnjeg kvara unutar zaštićenog segmenta, tok snage je u zaštitnom smjeru. Suprotno tome, za spoljašnji kvar, tok snage je u suprotnom smjeru. Tijekom kvara, jednostavan signal se prenosi putem pilotnog nosača sa jednog kraja linije na drugi. Sheme pilotne zaštite releja koristene za zaštitu prenosnih linija mogu se glavno podijeliti u dvije vrste:
Shema blokade nosača: Ova shema ograničava rad releja. Funkcioniše tako što blokira kvar prije nego što uđe u zaštićeni segment električnog sistema. Shema blokade nosača je visoko cenjena zbog svoje pouzdanosti, jer efikasno štiti opremu sistema od potencijalnog oštećenja.
Shema dopuštanja blokade nosača: U suprotnosti sa shemom blokade, ova zaštitna shema dozvoljava da struja kvara uđe u zaštićeni segment sistema.
2. Fazna uporedna zaštita nosača
Sistem fazne uporedne zaštite nosača fokusira se na upoređivanje fazne relacije između struje koja ulazi u pilotnu zonu i struje koja izlazi iz zaštićene zone. Važno je napomenuti da se ne upoređuju magnituda ovih struja. Ova metoda zaštite prvenstveno pruža glavnu ili primarnu zaštitu, stoga je važno dopuniti je rezervnom zaštitom. Shema strujnog kruga fazne uporedne zaštite nosača prikazana je na slici ispod.
Rad i prednosti zaštite nosača struje
Transformatori struje (CT) instalirani na prenosnoj liniji snabdevaju mrežu. Ova mreža pretvara izlaznu struju iz CT-ova u jednofazni sinusni izlazni napon. Taj napon se zatim prenosi i u pošiljač nosača struje i u komparator. Slično tome, izlaz prijemnika nosača struje takođe se prenosi u komparator. Komparator igra ključnu ulogu u kontroli rada pomoćnog releja, koji na svojoj strani aktivira isključivač prenosne linije kad je to potrebno.
Prednosti zaštite nosača struje
Sheme zaštite nosača struje nude nekoliko značajnih prednosti, koje su navedene ispod:
Istočno i brzo radnjanje isključivača: Jedna od ključnih prednosti je sposobnost dostizanja brzog i istovremenog isključivanja isključivača na oba kraja prenosne linije. Ova koordinirana akcija osigurava da se kvarovi brzo izoluju, minimizirajući trajanje anormalnih stanja u električnom sistemu.
Efikasno ispravljanje kvara: Sistem ima brz proces ispravljanja kvara. Brzim prekidanjem toka kvarske struje, efikasno sprečava ozbiljne uticaje na električni sistem, smanjujući rizik od oštećenja opreme i održavajući stabilnost sistema.
Integrirano signališenje: Zaštita nosača struje eliminira potrebu za posebnim signališnim žicama. Umjesto toga, sami električni vodiči se koriste za prenos i električne snage i komunikacionih signala. To pojednostavljuje ukupni dizajn sistema, smanjuje troškove instalacije i minimizira potencijal za interferenciju signala iz vanjskih izvora.
Ultra brzo radnjanje: Omogućava da isključivači na oba kraja linije radnju izvrše u samo jednom do tri ciklusa. Ovaj izuzetno brzi vremenski odgovor je ključan za zaštitu modernih, velikih kapacitetnih električnih sistema i osiguranje pouzdanog snabdevanja električnom energijom.
Kompatibilnost sa modernom opremom: Sistem zaštite nosača struje visoko je kompatibilan sa modernim, brzo delujućim isključivačima. Ova sinergija omogućava još efikasniju i pouzdaniju relaying, poboljšavajući ukupnu performansu i sposobnosti zaštite električne mreže.
Višestruka primena: Istorijaski, tehnologija nosača struje je široko korišćena za razne svrhe, uključujući nadzornu kontrolu, telefonsku komunikaciju, telemetriju i relaying. Ova višestruka primena čini je vrijednim resursom u električnim sistemima, omogućavajući bezproblematnu integraciju više funkcija unutar jedne infrastrukture.
