Relévédelmi alapok: Átviteli vonal hibatípusai és alapvető védelmi eljárások

1. Védelem típusai az áramvonalakon

Fázis-fázis hibák:

• Háromfázisú rövidzárlat

• Két fázisú rövidzárlat

Földkapcsolásos hibák:

• Egyfázisú földkapcsolásos hiba

• Két fázisú földkapcsolásos hiba

• Háromfázisú földkapcsolásos hiba

2. A relévédelmi eszközök definíciója
Amikor egy anomália vagy hiba keletkezik egy erőmű rendszer komponensében, a relévédelmi eszközök gyorsan és selektíven szigetelik el a hibás vagy anomális komponenst a rendszertől, biztosítva a maradék egészséges berendezések további normális működését.

Példák: túlmenő védelem, távolságvédelem, null-sorrendű védelem, és magasfrekvenciás védelem.

• Fővédelem: A védelem, amely megfelel a rendszer stabilitásának és a berendezések biztonságának alapvető követelményeinek rövidzárlat esetén. Először ez működik, hogy kikapcsolja a vezetékvezetőt, és selektíven tiszta hibákat a védett berendezésen vagy az egész vonalon.

• Háttér-védelem: A védelem, amely eltávolítja a hibát, ha a fővédelem vagy a vezetékvezető nem működik.

• Segélyvédelem: Egyszerű védelem, amely hozzáadódik a fő- és háttér-védelem korlátainak kiegyensúlyozására.

3. A relévédelem szerepe az átviteli vonalakban
Az üzemeltetés során az átviteli vonalak hibákat tapasztalhatnak erős szél, jég és havazás, villámütés, külső sérülés, izolációs meghibásodás, vagy szennyező flashover miatt. Ilyen esetekben a relévédelmi eszköz gyorsan és selektíven működhet, kikapcsolva a vonal vezetékvezetőjét (kapcsolót).

Ha a hiba tranzitív, a kapcsoló sikeresen újrakapcsolódik a hiba eltűnését követően, visszaállítva a biztonságos áramellátást. Ha a hiba állandó, az újrakapcsolás sikertelen, és a hibás vonal gyorsan elkülönül, biztosítva a maradék egészséges vonalak folyamatos áramellátását.

4. Túlmenő védelmi eszközök
A túlmenő védelmi eszközök a vonal hibájának jelentős áramnövekedésére épülnek. Amikor a hibajel eléri a védelmi beállítást (pickup áram), az eszköz működésbe lép. Elérve az időkésleltetési beállítást, a vonal vezetékvezetője kikapcsol.

Gyakori típusok:

• Azonnali túlmenő védelem: Egyszerű, megbízható és gyors, de csak a vonal részét (általában 80–85%) védi.

• Időkésleltetett túlmenő védelem: Rövid időkésleltetéssel működik, a vonal teljes hosszát és a következő lefelé haladó vonal azonnali védelmével koordinálva.

• Túlmenő védelem: Beállítva, hogy kerülje a maximális terhelési áramot. A vonal teljes hosszát és a következő vonal teljes hosszát védi, háttér-védelmeként funkcionálva.

• Irányított túlmenő védelem: Hozzáad egy teljesítmény irány elemet a túlmenő védelmhez. Csak akkor működik, ha a hibajel a buszból a vonalba irányul, megelőzi a fordított irányú hibák rosszindulatú működését.

5. Távolságvédelmi eszközök
A távolságvédelem reagál a hibapont és a védelmi telepítési pont közötti impedanciára (vagy távolságra). Kiváló irányítási jellemzőkkel rendelkezik, és széles körben használják a nagyfeszültségű gyűrűhálózatokon. Hármas szintű távolságvédelem gyakran alkalmazott:

• Zóna I: Azonnali működés, a vonal hosszának 80%–85%-át védi.

• Zóna II: A vonal teljes hosszát és a következő vonal részét (általában a szomszédos vonal Zóna I) védi.

• Zóna III: A vonal teljes hosszát és a következő vonalat védi, Zóna I és II háttér-védelmeként.

6. Null-sorrendű áramvédelmi eszközök
Közvetlenül földre kapcsolt neutrális rendszerekben (más néven nagy-földhibajel-rendszerekben) egy fázis-földkapcsolásos hiba jelentős null-sorrendű áramot generál. Az ilyen áramot használó védelmi eszközök null-sorrendű áramvédelmi eszközök. Hármas szintű konfiguráció gyakran alkalmazott:

• Szint I: Azonnali null-sorrendű áramvédelem, a vonal hosszának 70%–80%-át takarja.

• Szint II: Időkésleltetett null-sorrendű áramvédelem, a vonal teljes hosszát és a következő vonal részét védi.

• Szint III: Null-sorrendű túlmenő áramvédelem, a vonal teljes hosszát és a következő vonal háttér-védelmeként védi.

7. Magasfrekvenciás védelmi eszközök
A magasfrekvenciás védelem a vonal két végén lévő áramok fázis-szögét (vagy teljesítmény irányát) magasfrekvenciás jelekbe alakítja, amelyeket magasfrekvenciás csatornán továbbítanak a másik végére. A rendszer összehasonlítja a két végén lévő áram fázis-szögét vagy teljesítmény irányát.

Ez a védelem csak a védett vonalszakasz belüli hibákat érzékeli, és nem igényel koordinációt a lefelé haladó vonallal. Időkésleltetés nélkül működik, lehetővé téve a védett vonal bármely hibájának gyors tisztítását.

A működési elv alapján a magasfrekvenciás védelem két típusba osztható:

• Blokkoló típus (irány-összehasonlító): Összehasonlítja a két végén lévő teljesítmény irányát.

• Fázis-összehasonlító típus: Összehasonlítja a két végén lévő áram fázis-szögét.

8. Automatikus újrakapcsoló eszközök
Az automatikus újrakapcsoló eszköz az olyan eszköz, amely automatikusan újrakapcsolja a vezetékvezetőt annak kikapcsolása után.

Funkció:

• Tranzitív hibák esetén, a hiba eltűnését követően az eszköz gyorsan újrakapcsolja a vezetékvezetőt, visszaállítva a normális áramellátást.

• Állandó hibák esetén, az újrakapcsolás sikertelen, a vezetékvezető ismét kikapcsol, és a hibás vonal elkülönül, biztosítva a maradék egészséges vonalak folyamatos áramellátását.

9. Vonali hiba felvétele
Egy eszköz, amely automatikusan rögzíti az áram- és feszültség hullámformáit a vonali hiba előtt és alatt, valamint az időzítést és a vezetékvezető működési állapotát.

A rögzített hullámformák elemzésével pontosan meghatározható a hiba típusa, és kiszámítható a hiba közelítő helyzete. Ez kritikus adatokat nyújt a hiba elemzéséhez, hibaelhárításhoz és a normális áramellátás visszaállításához.