Pilotschema's voor de bescherming van transmissielijnen
Wanneer gebruiken we proefprojecten?
Pilotsystemen meten en monitoren tegelijkertijdsysteemparameters op alle terminals van een transmissielijn, lokaal en op afstand, en reageren vervolgens op basis van hun vooraf bepaalde functies. Deze schema's vereisen het gebruik van een communicatiekanaal dat kan worden verschaft door pilootdraden, microgolf, vezel of voedingslijndrager.
Pilotschema's voor transmissielijnbeveiliging (fotokrediet: Siemens)
Als de gemeten parameters de drempelwaarden overschrijden, worden de juiste acties gestart.
Pilotsystemen kunnen over het algemeen in twee hoofdcategorieën worden onderverdeeld. Die categorieën zijn richtingsvergelijking en fasevergelijking. Richtingsschema's gebruiken richtingsafstandrelais voor fasefoutdetectie en relais voor richtingrelais of directionele overstroomrelais voor detectie van aardfout.
De beslissing om te trippen is gebaseerd op het overschrijden van drempelwaarden voor relaisinstellingen en de fouten die zich bevinden in de vooraf bepaalde richting voor trip.
Fase-vergelijkingsschema's zijn inherent gericht en veilig, niet struikelen over fouten buiten het beschermde beschermingsgebied.
1. Directionele vergelijking
Directionele vergelijkingsschema's zijn onderverdeeld in vier categorieën:
1.1 Blokschema's
Richtingvergelijkingsblokkering maakt gebruik van afstandrelais als richtingaanwijzers en blokinschakeling voor fasefouten. Uitgangs- of gerichte overstroomrelais kunnen worden gebruikt voor aardfoutindicatoren en voor het starten van een blokkering.
Elke terminal heeft trip- en startrelais. Het uitschakelrelais reikt naar de terminal op afstand en een beetje verder. Het startrelais reikt naar achteren, weg van het beveiligde gedeelte. Het uitschakelrelais probeert uit te schakelen wanneer het werkt, tenzij het wordt gestopt door ontvangst van een blokkeersignaal (drager, audiotoon of magnetron) vanaf het externe uiteinde. De startrelais aan elk uiteinde initiëren het blokkeersignaal.
Dus als alleen de uitschakelrelais de fout zien, is hetbevindt zich binnen het beveiligde gedeelte en beide uiteinden trip. Als de fout zich net buiten één uiteinde bevindt, werken de startrelais aan dat uiteinde en sturen een bloksignaal naar het externe uiteinde, dat anders zou trippen. De grondrelais werken op dezelfde manier.
Het communicatiekanaal is niet vereist voorhet uitschakelen van de stroomonderbrekers, aangezien de stroomonderbrekers trippen als er geen blokkeersignaal is. Uitval van het kanaal kan resulteren in overtripping van de onderbrekers voor aangrenzende lijnfouten binnen de bereikinstelling van de afstandsrelais.
Het blokkeren van richtingsvergelijkingen wordt vaak gebruikt met voorzieningen van het type aan / uit. Aangezien het niet nodig is om een signaal door een fout te sturen om dit schema te bedienen, is dit het meest populaire carrier relay-systeem. Zie figuur 1.
Figuur 1 - Richtingvergelijking blokkeren
1.2 Schema's deblokkeren
Het deblokkeren van directionele vergelijkingen is vergelijkbaar met het blokkeringsschema, behalve dat de startrelais worden verwijderd en het blokkerende "guard" -signaal continu wordt verzonden. Zie figuur 2.
Het communicatiesignaal voor een deblokkeringsregeling gebruikt a frequency shift keying (FSK) -kanaal.
Voor een interne fout, de frequentie is verschoven naar de deblokkeren, "trip" frequentie. De ontvangers ontvangen de uitschakelfrequentie en sluiten het uitgangscontact, dat in serie met het 21P relaisuitgangscontact de onderbreker zal activeren.
Voor een externe fout, binnen het bereik van een van de 21P-relais, zal het verre 21 P-relais de fout zien, terwijl het lokale 21P-relais de fout niet zal zien omdat deze zich achter het relais bevindt.
Het verre 21 P-relais zal de zenderfrequentie naar trip verplaatsen.
Het lokale 21P-relais zal de reis niet verzendenfrequentie of sluit de 21P uitgangscontacten. De lijn blijft dus in dienst. Als de ontvangers geen bewakingssignaal en een uitschakelingssignaal ontvangen, zullen de ontvangers typisch 150 msec van de sluiting van het ontvangerscontact toestaan om het 21P-relaiscontact in staat te stellen de lijn te trippen.
Na deze tijdslimiet wordt het communicatiekanaal geblokkeerd.
Figuur 2 - Ontgrendeling van richtingsvergelijkingen
Dit schema is veiliger aangezien overtripping te allen tijde wordt vermeden metmet uitzondering van het 150-msec-interval tijdens het signaalverlies. Betrouwbaarheid is verbeterd, aangezien het communicatiekanaal continu werkt en kan worden bewaakt, en een alarm geeft in geval van een storing.
Het schema is van toepassing op lijnen met twee terminals en meerdere terminals. Afzonderlijke kanalen zijn vereist tussen elk paar lijnaansluitingen.
1.3 Overstapmogelijkheden voor overdrachtstrips overschrijden
Toegeeflijk overbereik is ook een eenvoudig schema,op elke terminal is slechts één detector nodig die de storing overschrijdt. Deze foutdetector verzendt zowel een uitschakelsignaal als pogingen lokale uitschakeling door een contact op de ontvanger.
Als beide relais een fout zien, worden beide uiteinden tegelijkertijd geactiveerd.
Deze kanalen worden normaal gesproken gebruikt met geluidstonen met frequentieverschuiving die over microgolven, huurlijnen of glasvezelcommunicatie loopt.
Het overschrijdende transfer tripschema biedthoogbeveiligde transmissielijnbeveiliging omdat aan beide uiteinden van de lijn een uitschakelingssignaal vereist is om uit te schakelen. De betrouwbaarheid van het schema kan minder zijn dan de blokkeerschema's, aangezien het uitschakelsignaal moet worden ontvangen voordat het uitschakeling wordt gestart.
Het schema wordt vaak gebruikt wanneer een bestaand niet-geloodst schema communicaties heeft toegevoegd voor loodsdiensten.
1.4 Schema's voor doorstroomoverdrachten onderbenaderen
Onderstreepstransfers voor overdrachtstrips omvatten twee variaties: directe onderbereik en toegeeflijk onderbereik.
De communicatie voor dit type relayeren isin het algemeen hetzelfde als voor de overbereiksystemen, waarbij gebruik wordt gemaakt van geluidstonen met frequentieverschuiving die de microgolf-, huurlijn- of vezeloptische communicatiekanalen bedient.
1.4.1 Direct onderbereik
Deze vorm van bescherming vereist alleen een detector voor detectie van een enkele afstand aan elk uiteinde. Deze moet worden ingesteld op het externe uiteinde en tegelijkertijd de plaatselijke stroomonderbreker uitschakelen en een tripsignaal naar het externe uiteinde verzenden, dat vervolgens direct na ontvangst van het signaal uitschakelt.
Let op: lokale bevestiging is niet vereist bij ontvangst van een uitschakelsignaal.
Zie figuur 3.
Figuur 3 - Rechtstreekse reikwijdte regeling
1.4.2 Toegeeflijk onderbereik
Dit schema is identiek aan het directe bereikschema met de toevoeging van een detector voor detectie van overuren. Het overdrachtstripsignaal vereist een lokale bevestiging door deze foutdetector voordat struikelen kan plaatsvinden. Dit verhoogt de veiligheid van het schema en het daaruit voortvloeiende toepassingsbereik.
Het wordt gewoonlijk geselecteerd wanneer een bestaande afstandsrelaislijn de piloot moet laten toevoegen. Zie figuur 4.
De drager wordt normaal niet gebruikt, omdat een fout het communicatiesignaal kan kortsluiten en voorkomen dat het signaal de terminal op afstand bereikt.
Figuur 4 - Toegeeflijk onderbereikregeling
2. Fase-vergelijking
Fase-vergelijkingsrelaissystemen bewaken de stroomrichting bij elke lijnterminal van de beschermde lijn en verzenden deze informatie naar de andere terminal via een communicatiekanaal.
Elke lijnterminal vergelijkt lokaal en op afstandhuidige richting en ritten als de stroom van beide terminals in de lijn ligt. Het communicatiekanaal is normaal een aan / uit type communicatie, dat alleen verzendt wanneer de drempels van de overstroomdetector zijn overschreden.
Huidige of afstandsfoutdetectoren worden gebruikt omtoezicht houden op struikelen. Deze detectoren moeten worden ingesteld boven de laadstroom van de lijn, die voor de relais kan verschijnen als een interne fout bij lage belasting. Interne timers moeten worden ingesteld om de transittijd van het communicatiekanaal te compenseren.
Een van de meest populaire toepassingen van dit systeem is op lijnen met seriële condensatoren omdat het minder waarschijnlijk is dat een dergelijk op de stroomtoevoer gebaseerd schema incorrect zal werken voor fouten nabij de condensatoren.
2.1 Stuurkabel
Dit schema is een vorm van fasevergelijking omdat het de huidige richting op elke terminal vergelijkt. Het verschil tussen dit schema en andere is dat een paar telefoondraden als communicatiekanaal wordt gebruikt.
Een speciaal filter in het relais zet dedriefasestromen naar een enkelfasige spanning en past deze spanning toe op de draden. Wanneer de stroom door de beveiligde sectie stroomt, staan de spanningen aan beide uiteinden tegenover elkaar en vloeit er geen stroom in de operationele spoelen.
Speciale monitorrelais luiden een alarm als hetpilootdraadpaar wordt open of kortgesloten. De draadlijn moet voldoende beschermd zijn tegen geïnduceerde spanningen en een stijging van het aardpotentiaalpotentieel, maar mag geen koolstofblokbeschermers gebruiken omdat de lijn in bedrijf moet blijven terwijl de bescherming in werking is.
Neutraliserende transformatoren en gasbuizen met wederzijdse afvoerreactoren, alle met voldoende spanningswaarden, omvatten het geprefereerde beschermingspakket van de geleidedraad.
Deze heruitzending heeft het voordeel van eenvoud en vereist geen potentiële bron. Het biedt geen back-upbescherming.
De toepassing is beperkt tot korte lijnen van ongeveer een mijl of wat langer vanwege de kosten van de geleidedraad en de verhoogde belichting. De betrouwbaarheid van het systeem is gebaseerd op de integriteit van de pilootdraden zelf.
Onlangs zijn pilootdraadsystemen vervangenmet glasvezelsystemen die de communicatiesystemen leveren, met behulp van een module om de uitgangsspanning in een lichtsignaal om te zetten. Deze aangepaste systemen hebben gezorgd voor een betrouwbaarder en veiliger beveiligingssysteem.
2.2 Enkelfasige vergelijking
Dit schema past een sequencing-netwerk toe op destroomingangen naar het relais om een eenfasige spanningsuitgang te produceren. Deze uitgang is evenredig met de positieve, negatieve en nul fasesequentiecomponenten van de ingangsstromen.
Dit signaal is vierkant zodat het positieve gedeelte van het signaal het positieve gedeelte van de blokgolf levert.
Zie figuur 5.
Normaal worden door de stroom bediende eenheden als foutdetectoren gebruikt. In een geval waarin de foutstroom minder is dan de belastingsstroom, kunnen eenheden met impedantie worden gebruikt voor foutdetectie.
Het gebruik van impedantiefoutdetectoren zal de kosten van het systeem verhogen vanwege de noodzaak van het hebben van lijnpotentialen voor de werking van het relais.
Figuur 5 - Eenfase-vergelijkingsschema
2.3 Dual-Phase-vergelijking
Dit schema is vergelijkbaar met de eenfasevergelijkingsschema, behalve dat blokgolfsignalen worden ontwikkeld voor de positieve en de negatieve delen van de enkelfasige spanningsuitgang van het sequentiëringsnetwerk. Elk signaal vereist een afzonderlijk kanaal voor de overdracht van informatie naar de externe locatie.
Dit schema kan een iets hogere detectiesnelheid bieden omdat fouten worden gedetecteerd op zowel de positieve als de negatieve gedeelten van de enkelfasige spanningoutput van het sequencingnetwerk.
Dit schema wordt normaal gesproken gebruikt met een frequentieverschuivingskanaal dat continu wordt uitgezonden. Op een voedingslijndrager is deze geconfigureerd als een deblokkeringsschema.
2.4 Segregated Phase Comparison
Dit schema is vergelijkbaar met het éénfase-vergelijkingsschema behalve dat een blokgolf wordt ontwikkeld voor elke fase van de transmissielijn. Voor elke fase is een communicatiekanaal vereist om communicatie naar de terminal op afstand te verschaffen.
Vergelijkingen worden gemaakt op elk van de drie fasen. De werking van het schema is in principe zoals hierboven beschreven in de eerdere fasevergelijkingsschema's.
bronnen:
- Ontwerpgids voor landelijke onderstations door het Amerikaanse ministerie van landbouw