Pět typů ochranných relé používaných k detekci poruch sítě a izolaci

Ochranná relé systému

Uvažujme systém distribuce středního napětí s lokální generací (např. energie), jak je znázorněno na obrázku 1, který je také synchronizován s mřížkou. V případě poruchy sítě, pokud nejsou generátory zařízení úspěšně izolovány od sítě, oni také klesají s mřížkou.

Čtyři typy ochranných relé používané k detekci poruch sítě a izolování (na fotografii: Ochranné relé Micom P633; kredit: Edvard Csanyi)

To vše má za následek značné ztráty ve výrobě a poškození výrobních zařízení.

Obrázek 1 - Captive generátor, který exportuje sílu a splňuje místní poptávku

Následující relé se používají k detekci takovýchto poruch, jejich závažnosti a izolování inplantačního systému od sítě.

1. Podfrekvenční a nadfrekvenční relé
2. Rychlost změny frekvenčních relé
3. Podpěťová relé
4. Reverzní výkonová relé
5. Vektorová reléová relé

Podfrekvenční relé a rychlost změny frekvenčního relé

V případě výpadku sítě (obr. 2) mají generátory, které jsou připojeny k rozvodně, tendenci dodávat elektrickou energii. Nerovnováha generování zatížení vede k poklesu frekvence.

Kvůli setrvačnosti strojů frekvence postupně klesá. Pro urychlení rozhodování o ostrůvcích se používá rychlost změny frekvenčních relé.

Obrázek 2 - Ztráta užitkovosti a přetížení elektrárny

Podpěťové relé

Kdykoli dojde k nezřetelné chybě v síti v blízkosti elektrárny, generátory rostlin mají tendenci dodávat poruchu a napětí v místě přívodu klesá. To může být použito jako signál pro oddělení od sítě.

Reverzní výkonové relé

Distribuční systémy jsou radiální. To platí jak pro rozvodné systémy pro rozvodné sítě, tak pro rozvody elektrické energie. Pokud dojde k poruše rozvodné sítě, může vypnout jistič a tím izolovat zařízení od sítě.

Pokud je v přednastaveném stavu dodáván výkon do elektrárny, může být tento obrácení výkonu použit k ostrovnímu generování elektrárny a zatížení ze zbývajícího systému.

Obr. 3 - Paralelně s generátorem a generátorem

Obrázek 4 - Izolace síťového obrácení výkonu

Příklad

Na obrázku 4 je třeba vzít v úvahu, že rostlina dováží vždy a minimální výkon 5 MW. Studie ukazují, že pro různé závady na straně užitku je minimální výkonový výkon z generátoru zařízení 0,5 MW. Snižte nastavení reverzního výkonového relé.

Pokud je generátor elektrárny o výkonu 50 MW, jaká je pravděpodobnost nedostatečné frekvence nebo rychlosti změny kmitočtového relé při těchto poruchách?

ODPOVĚDĚT: Reverzní výkonové relé lze nastavit na 0,4 MW. Protože minimální zpětný tok je 1% kapacity závodu, je velmi pravděpodobné, že toto odpojení obsluhy nemusí být zaznamenáno nedostatečnou frekvencí nebo rychlostí změny frekvenčních relé.

Dynamická povaha energetického systému

Ochrana systému obvykle vyžaduje studium dynamiky a řízení systému. Pro pochopení problematiky ochrany systému uvádíme dynamický charakter energetického systému. Chování silového systému lze popsat pomocí diferenciálního a algebraického systému rovnic.

Obrázek 5 ukazuje různé časové měřítkav dynamice modelování systému. Dynamika zapojení spínání, blesku, odmítnutí zátěže atd. Má vysokofrekvenční komponentu, která rychle zhasne. Při analýze takové dynamiky je třeba modelovat diferenciální rovnice spojené s indukcemi a kapacitami přenosových vedení. Tato analýza je omezena na několik cyklů.

Obrázek 1 - Přechodové spektrum

Ve větším časovém měřítku (pořadí sekund)je vnímána odezva elektromechanických prvků. Tyto přechodové jevy jsou typicky excitovány poruchami, které narušují rovnováhu systému narušením rovnováhy zátěže generátoru v systému. V důsledku poruchy se elektrický výkon okamžitě snižuje, zatímco mechanický vstup se nemění okamžitě.

Výsledná nerovnováha výkonu (a točivého momentu) excituje elektromechanické přechodové jevy, které jsou v podstatě pomalé z důvodu setrvačnosti mechanických prvků (rotoru atd.).

Vyžadují se studie přechodné stabilityurčete stabilitu systému po poruše. V praxi jsou mimochodem přeřazování, méně časté vypínání zátěže, ostrovní atd. Opatření používaná ke zvýšení stability systému a zabránění výpadkům proudu.

Elektromagnetický přechodový program - EMTP

Odkaz // Základy ochrany energetických systémů - výpis z IIT Bombay NPTEL