4 суштинска имплементација заштитних релеја у електроенергетским системима

Internet Technologies - Computer Science for Business Leaders 2016 (Јун 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Заштитни релеји у енергетским системима

У овом техничком чланку, заштитни релеји се категоришу у зависности од компоненте која штити:

4 битна имплементација заштитних релеја у енергетским системима (фото кредит: северон.цом.ау)

  1. Генератори
  2. Преносне линије
  3. Трансформатори и
  4. Оптерећења

1. Заштита генератора

Постоје различите заштитне шеме које се користе за заштиту генератора у зависности од врсте грешке на које су подвргнуте. Једна од најчешћих грешака је изненадни губитак великих генератора, што доводи до велике неусаглашености снаге између оптерећења и генерације.

Ова неусаглашеност снаге је узрокована губитком синхронизма у одређеном генератору - речено је да јединица иде корак по корак. У овом случају може се користити заштитни генератор за заштиту генератора у случају ових необичних услова рада, изоловањем уређаја од остатка система.

Поред тога, заштитни релеји засновани на микропроцесору имају уграђену функцију за мерење углова фазе и израчунавање фреквенције сабирнице из измереног напона сигнала из ВТ (2).

На тај начин, углови фазе и фреквенција су такође доступни за употребу унутар релеја. На слици 1 је приказано повезивање релеја без заштите од степена заштите за заштиту генератора .

Слика 1 - Имплементација релеја изван степеника за заштиту генератора

Вратите се на имплементацију заштитних релеја ↑

2. Заштита преносног вода

Преносне линије могу бити заштићене са неколико врста релеја, али најчешћа пракса за заштиту далековода је да их опремимо заштитним релејима на даљину . Релејни релеји су дизајнирани да одговоре на промјену струје, напона и фазног угла између измерене струје и напона.

Принцип рада се ослања на пропорционалност између удаљености до грешке и импеданције коју види реле . Ово се врши упоређивањем очитне импеданције релеја са његовом унапријед дефинисаном праговном вриједношћу.

Карактеристике релејних релеја најчешће су приказане на РКС дијаграму приказане су на слици 2а док Слика 2б представља релеј Мхо који је инхерентно усмерен.

Слика 2 - Карактеристике даљинског релеја

Као илустрацију у вези са фигуром, претпоставимо да је дошло до квара, напон на релеју ће бити нижи или ће струја бити већа у поређењу са вредностима стања услова стабилног стања. Стога релејни релеји активирају када се импеданса релеја смањује на било коју вредност унутар параметарског круга.

Због тога импеданција линије након грешке може се користити и за проналажење локације грешке.

Као и неколико инжењерских конструкција, резерва се користи за редундантност . Потребно је најмање две зоне за примарну заштиту релеја за раздаљине како би се ријешиле грешке на крајњем дијелу заштићене линије у близини суседне магистрале.

Такав критеријум обезбеђује фактор сигурности како би се осигурало да било која операција против грешака изван краја линије неће бити покренута грешкама мерења . Неколико заштитних зона може се изградити коришћењем посебних јединица за мерење удаљености, које обезбеђују редундантност, јер ће обе јединице за даљину радити за грешке које се јављају у зони 1.

Кључна разлика између две редундантне јединице је у временском кашњењу. Јединица која покрива Зону 1 би функционирала тренутачно док би јединица означена у Зони 2 имала додатно временско закашњење између сигнализације и рада грешке. Такође, модификовањем ограничења и / или радних количина, кружни релеји релеја се могу пребацити као што је приказано на слици 2б.

У неким апликацијама укључено је још једно подешавање (зона 3), што је веће од подешавања Зоне 2. За грешку која се ствара у зони 1, операција Зоне 3 се јавља након дужег временског кашњења од оног који је повезан са зоном 2. Због тога кашњење делује као временска толеранција за заштитне шеме у зони квара.

Кашњење ће се активирати ако је толеранција прекорачена.

Због тога, ова поставка пружа облик резервне заштите. Слика 3 приказује заштитне зоне релеја.

Типично, зона 1 је постављена у распону од 85% до 95% позитивне секвенце импедансе заштићене линије . Зона 2 је постављена на око 50% у суседну линију, а 25% у сљедеће две линије за Зону 3 како је описано у овом одељку. Време рада за Зону 1 је тренутно, док су Зоне 2 и Зона 3 означени Т2 и Т3, респективно .

Слика 3 - Зона заштите релеја

Већина данашњих релеја заснованих на микропроцесорима имплементира мултифункционалне функције заштите . Они се сматрају комплетним заштитним пакетом у једној јединици.

У случају заштите линије путем шеме заштите од даљине, заштитни релеји засновани на микропроцесору такође обезбеђују:

  1. Прекострујна заштита,
  2. Усмјерена заштита од пренапона (за селективност у случају вишеструких паралелних линија),
  3. Испод / изнад напонске заштите,
  4. Заштита од отказа прекидача (у случају да прекидач не успије отпутовати чак и након пријема команде пута) итд.

Слика 4 приказује везу релеја за даљину за заштиту линије.

Слика 4 - Спровођење даљинског релеја за заштиту далековода Л1

Вратите се на имплементацију заштитних релеја ↑

3. Заштита трансформатора

Свака трансформаторска јединица може бити заштићена помоћу диференцијалног релеја . Принцип заштите овог релеја је упоређивање тренутних улаза на обе стране су високе и ниске напонске стране трансформатора.

У нормалним условима или спољним грешкама (такође узимајући у обзир однос окрета трансформатора), струја која улази у заштићену јединицу би била приближно једнака оној која га оставља. Другим ријечима, тренутно нема струје у релеју под идеалним условима, осим ако у заштићеној јединици нема грешке.

Слика 5 - Имплементација диференцијалног релеја за заштиту трансформатора

Осим тога, заштитни релеји засновани на микропроцесору садрже и друге функције заштите, као што су термичко преоптерећење (које прати топлотно стање намотаја) и преко / испод фреквентних релеја.

Ови два заштитна релеја раде једни с другима, јер се губици енергије трансформатора наговештавају повећавањем фреквенција, па су термички релеји преоптерећења опремљени тако да спрече оштећење изолације од навоја.

Слика 5 приказује везу диференцијалног релеја за заштиту трансформатора .

Вратите се на имплементацију заштитних релеја ↑

4. Заштита терета

Електрична оптерећења су обично осетљива на варијације напона, што може узроковати озбиљна оштећења оптерећења када се јављају висока напонска колебања. У том случају, оптерећења се могу заштитити помоћу заштитних релеја преко / испод напона. Слика 6 приказује прикључак над / испод напонског релеја за заштиту оптерећења.

Слика 6 - Имплементација релеја преко / напона за заштиту оптерећења

Вратите се на имплементацију заштитних релеја ↑

Сажетак // Шеме заштите

Табела 1 сумира све шеме заштите које су пројектоване за компоненте примарне електроенергетске мреже које су горе описане. Табела такође наводи потребне улазе за реле да изврши сваку одређену заштитну функцију и излазне параметре из релеја како би се генерисала команда за путовање.

Табела 1 - Шеме заштите за заједничке системске компоненте

Саставни деоРелаи ТипеАНСИ кодПринцип радаУлазни параметриИзлазни параметри
ГенераторИзлазни корак78Релаи прати импеданцију откривањем варијација напона / струје. Варијације су мале у нормалним условима, али се у случају погрешних услова промени скоро по корак. То значи да се импеданса нагло мења.Струја и напон
(В, И)
Импеданса
(З = В / И)
ТрансформерДиференцијални релеј87Штити трансформатор од унутрашњих грешака узимањем тренутних улаза са примарне и секундарне стране трансформатора. Сума ових струја (узимајући у обзир коефицијент окретања трансформатора) је нула у нормалним условима или спољним кварима, али није једнака нули у случају услова кварова.Струје од
примарно и
секундарна страна
(Ја сам примарни, ја средњи )
Тренутни
(И)
Преносни водЗаштита удаљености21Квар на далеководи резултираће смањењем импедансе линије која се упоређује са унапријед дефинираном граничном вриједношћу. Сигнал путовања ће бити послат на прекидач ако је измерена импеданција мања од прага.Струја и напон
(В, И)
Импеданса
(З = В / И)
Прекострујна заштита50/51Квар на далеководи ће довести до повећања струје која пролази кроз линију која се упоређује са унапријед дефинираном граничном вриједношћу.
Сигнал путовања ће бити послат на прекидач ако измјерена струја премаши праг.
Тренутни
(И)
Тренутни
(И)
ОптерећењеЗаштита испод / изнад напона27/59Грешка на оптерећени магистрали ће варирати терминални напон. Измерени напон се упоређује са унапријед дефинираном граничном вриједношћу. Сигнал путовања ће бити послат на прекидач ако је нижи / већи у поређењу са прагом.Волтажа
(В)
Волтажа
(В)

Вратите се на имплементацију заштитних релеја ↑

Склонови // Заштитни релеји електроенергетског система: основни концепти, индустријски уређаји и комуникациони механизми Рујирој Лееларуји и др. Луиги Ванфретти

Повезани електрични водичи и чланци

СЕАРЦХ: Чланци, софтвер и водичи