หลักการพื้นฐานของการป้องกันรีเลย์: ประเภทของข้อผิดพลาดในสายส่งและแผนการป้องกันพื้นฐาน

1. ประเภทของความผิดปกติบนสายส่งไฟฟ้า

ความผิดปกติระหว่างเฟส:

• วงจรลัดวงจรสามเฟส

• วงจรลัดวงจรสองเฟส

ความผิดปกติเชื่อมต่อกับพื้น:

• วงจรลัดวงจรเฟสเดียวเชื่อมต่อกับพื้น

• วงจรลัดวงจรสองเฟสเชื่อมต่อกับพื้น

• วงจรลัดวงจรสามเฟสเชื่อมต่อกับพื้น

2. บทนิยามของอุปกรณ์ป้องกันรีเลย์
เมื่อมีความผิดปกติหรือความเสียหายเกิดขึ้นในส่วนหนึ่งของระบบไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันรีเลย์คืออุปกรณ์ที่สามารถแยกส่วนที่เสียหายหรือผิดปกติออกจากระบบได้อย่างรวดเร็วและเลือกเฉพาะ เพื่อรักษาการดำเนินงานตามปกติของอุปกรณ์ที่ยังทำงานได้

ตัวอย่างเช่น: การป้องกันกระแสเกิน, การป้องกันระยะทาง, การป้องกันลำดับศูนย์, และการป้องกันความถี่สูง

• การป้องกันหลัก: การป้องกันที่ตอบสนองต่อความต้องการพื้นฐานสำหรับความมั่นคงของระบบและความปลอดภัยของอุปกรณ์ในกรณีที่เกิดความผิดปกติวงจรลัดวงจร มันจะทำงานเป็นครั้งแรกเพื่อตัดวงจรเบรกเกอร์และกำจัดความผิดปกติจากอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันหรือสายส่งทั้งหมด

• การป้องกันสำรอง: การป้องกันที่กำจัดความผิดปกติหากการป้องกันหลักหรือเบรกเกอร์ไม่สามารถทำงานได้

• การป้องกันเสริม: การป้องกันที่เพิ่มเข้ามาเพื่อชดเชยข้อจำกัดในการป้องกันหลักและการป้องกันสำรอง

3. บทบาทของการป้องกันรีเลย์ในสายส่ง
ระหว่างการทำงาน สายส่งอาจประสบกับความผิดปกติเนื่องจากลมแรง น้ำแข็งและหิมะ การกระทบของฟ้าผ่า การทำลายจากภายนอก การล้มเหลวของฉนวน หรือการแฟลชโอเวอร์จากมลภาวะ ในกรณีนี้ อุปกรณ์ป้องกันรีเลย์สามารถทำงานอย่างรวดเร็วและเลือกเฉพาะ โดยตัดวงจรเบรกเกอร์ (สวิตช์) ของสายส่ง

หากความผิดปกติเป็นชั่วคราว สวิตช์จะทำการป้อนกลับหลังจากความผิดปกติหายไป ทำให้การจ่ายไฟฟ้ากลับมาเป็นปกติ หากความผิดปกติเป็นถาวร การป้อนกลับจะล้มเหลว และสายส่งที่เสียหายจะถูกแยกออกอย่างรวดเร็ว เพื่อรักษาการจ่ายไฟฟ้าที่ไม่หยุดนิ่งให้กับสายส่งที่ยังทำงานได้

4. อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน
อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินถูกออกแบบขึ้นโดยอาศัยการเพิ่มขึ้นอย่างมากของกระแสในกรณีที่เกิดความผิดปกติของสายส่ง เมื่อกระแสความผิดปกติถึงค่าการตั้งค่าป้องกัน (กระแสทริกเกอร์) อุปกรณ์จะเริ่มทำงาน เมื่อถึงเวลาที่ตั้งไว้ เบรกเกอร์ของสายส่งจะตัดวงจร

ประเภทที่พบบ่อย:

• การป้องกันกระแสเกินทันที: ง่ายต่อการใช้งาน เชื่อถือได้ และทำงานอย่างรวดเร็ว แต่ปกป้องเฉพาะส่วนหนึ่ง (โดยทั่วไป 80–85%) ของสายส่งเดียวกัน

• การป้องกันกระแสเกินแบบมีเวลาเล็กน้อย: ทำงานด้วยเวลาเล็กน้อย ปกป้องความยาวเต็มของสายส่งและประสานกับการป้องกันกระแสเกินทันทีของสายส่งถัดไป

• การป้องกันกระแสเกิน: ตั้งค่าเพื่อหลีกเลี่ยงกระแสโหลดสูงสุด ปกป้องความยาวเต็มของสายส่งและสายส่งถัดไป ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรอง

• การป้องกันกระแสเกินแบบมีทิศทาง: เพิ่มองค์ประกอบทิศทางพลังงานในการป้องกันกระแสเกิน มันจะทำงานเฉพาะเมื่อพลังงานความผิดปกติไหลจากบัสไปยังสายส่ง ป้องกันการปฏิบัติการผิดพลาดในกรณีที่ความผิดปกติไหลกลับ

5. อุปกรณ์ป้องกันระยะทาง
การป้องกันระยะทางตอบสนองต่อความต้านทาน (หรือระยะทาง) ระหว่างจุดความผิดปกติกับจุดติดตั้งการป้องกัน มันมีคุณสมบัติทิศทางที่ยอดเยี่ยมและถูกใช้แพร่หลายในเครือข่ายวงแหวนแรงดันสูง การป้องกันระยะทางสามระดับถูกใช้บ่อยๆ:

• โซน I: การทำงานทันที ปกป้อง 80%–85% ของความยาวสายส่ง

• โซน II: ปกป้องความยาวเต็มของสายส่งและขยายออกไปสู่ส่วนหนึ่งของสายส่งถัดไป (โดยทั่วไปคือโซน I ของสายส่งข้างเคียง)

• โซน III: ปกป้องความยาวเต็มของสายส่งนี้และสายส่งถัดไป ทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองสำหรับโซน I และโซน II

6. อุปกรณ์ป้องกันกระแสลำดับศูนย์
ในระบบกลางกลางตรง (หรือระบบที่มีกระแสความผิดปกติภาคพื้นสูง) ความผิดปกติเฟสเดียวเชื่อมต่อกับพื้นจะสร้างกระแสลำดับศูนย์ที่สำคัญ อุปกรณ์ป้องกันที่ใช้กระแสนี้เรียกว่าอุปกรณ์ป้องกันกระแสลำดับศูนย์ การกำหนดค่าสามระดับถูกใช้บ่อยๆ:

• ระดับ I: การป้องกันกระแสลำดับศูนย์ทันที ปกป้อง 70%–80% ของความยาวสายส่ง

• ระดับ II: การป้องกันกระแสลำดับศูนย์แบบมีเวลาเล็กน้อย ปกป้องความยาวเต็มของสายส่งและส่วนหนึ่งของสายส่งถัดไป

• ระดับ III: การป้องกันกระแสลำดับศูนย์เกิน ปกป้องความยาวเต็มของสายส่งและทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรองสำหรับสายส่งถัดไป

7. อุปกรณ์ป้องกันความถี่สูง
การป้องกันความถี่สูงแปลงมุมเฟส (หรือทิศทางพลังงาน) ของกระแสทั้งสองปลายของสายส่งเป็นสัญญาณความถี่สูง ซึ่งถูกส่งผ่านช่องทางความถี่สูงไปยังปลายตรงข้าม ระบบจะเปรียบเทียบมุมเฟสหรือทิศทางพลังงานทั้งสองปลาย

การป้องกันนี้ตอบสนองเฉพาะความผิดปกติภายในส่วนที่ได้รับการป้องกันของสายส่ง และไม่จำเป็นต้องประสานกับสายส่งถัดไป มันทำงานโดยไม่มีเวลาเล็กน้อย ทำให้สามารถกำจัดความผิดปกติใด ๆ ตลอดสายส่งที่ได้รับการป้องกันได้อย่างรวดเร็ว

ตามหลักการการทำงาน การป้องกันความถี่สูงถูกแบ่งออกเป็น:

• ประเภทบล็อก (การเปรียบเทียบทิศทาง): เปรียบเทียบทิศทางพลังงานทั้งสองปลาย

• ประเภทเปรียบเทียบเฟส: เปรียบเทียบมุมเฟสทั้งสองปลาย

8. อุปกรณ์ป้อนกลับอัตโนมัติ
อุปกรณ์ป้อนกลับอัตโนมัติคืออุปกรณ์ที่ป้อนกลับวงจรเบรกเกอร์หลังจากที่มันตัดวงจรแล้ว

ฟังก์ชัน:

• สำหรับความผิดปกติชั่วคราว หลังจากความผิดปกติหายไป อุปกรณ์จะป้อนกลับเบรกเกอร์อย่างรวดเร็ว ทำให้การจ่ายไฟฟ้ากลับมาเป็นปกติ

• สำหรับความผิดปกติถาวร การป้อนกลับล้มเหลว เบรกเกอร์จะตัดวงจรใหม่ และสายส่งที่เสียหายจะถูกแยกออก เพื่อรักษาการจ่ายไฟฟ้าที่ไม่หยุดนิ่งให้กับสายส่งที่ยังทำงานได้

9. เครื่องบันทึกความผิดปกติของสายส่ง
อุปกรณ์ที่บันทึกคลื่นของกระแสและแรงดันก่อนและระหว่างความผิดปกติของสายส่ง พร้อมด้วยเวลาและสถานะการดำเนินงานของเบรกเกอร์

โดยการวิเคราะห์คลื่นที่บันทึก สามาร