Koordinasjonsanalyse for en typisk 13 kV-distribusjonsmater av flere linjer

Typisk 13 kV distribusjonsmater

En typisk 13 kV mater av flere linjer på en distribusjonsstasjon er vist i figur 1. Dette leveres fra en 115 kV linje gjennom en 15/20/25 MVA transformator beskyttet av en sikring på høyden.

Koordinering for en typisk 13 kV-distribusjonsmater av flere linjer ved en transformatorstasjon

Bare en av de fire matere er illustrert oger typisk, med lasting og beskyttelse av de andre matere lik, men forskjellige. Feilverdiene er i ampere ved 13.09 kV for faste feil på de viste stedene.

Hvis vi begynner på sikringen på høyden, er innstillingen og koordinasjonen av beskyttelsen som følger. Maksimal belastning for 25 MVA trykk er:

25.000√3 × 115 = 125,5 A ved 115 kV

De 125E sikring ble valgt for transformatorbanken primær. Driftstiden nær 250 A er 600 sekunder, som skal overstyre kaldbelastnings- og magnetiseringsinngangstransienter.

Figur 1 - Typisk distribusjonsmater som betjener flere lastsentre

Egenskapene er plottet på loggsikringskoordinatpapir (figur 2 nedenfor). Abscissen er ampere ved 13 kV, så 125E sikringen i 115 kV kretsen er plottet på 115 / 13.09 = 8,79 ganger produsentens kurver.

Den dashed-line minimum-smelte kurven, vist til venstre, gjenspeiler effekten av laststrøm forvarming sikringen.

Figur 2 - Typiske tidskoordinasjonskurver for distribusjonssystemmateren på figur 1

Mens fas-til-fas-feil på 13 kV-siden er 0,866 av trefasefeilverdien (se figur 3), er strømmen i en fase på primæren den samme som trefasefeilverdien.

Imidlertid ser primær sikringen bare 0,577 av den sekundære en-en-enheten strøm for 13 kV fase til jord feil (se figur 3). Dashed-kurven til høyre er den primære sikringen minsmelte karakteristikk for sekundære grunnfeil. For 600 sekunders driftstid, 2196 × √3 = 3804 A tilsvarer 2196 A for en fase-til-jord feil.

Transformatorens overfeil overstrømgrense kurve er plottet som vist. Som vist er transformatoren beskyttet tilfredsstillende mot termisk skade.

Figur 3 - Gjennomgang av feil gjennom delta-wye transformatorbanker (strømmer vist i per enhet): (a) trefasede feil; (b) fase-til-fase feil; (c) fase-til-jord feil, hvor X₁ = X₂ = X₀.

Notater på figur 3

• Typiske industridata viser at ved 480 V kan buefase til jordfeil være så lav som 19% av den nominelle feilverdien.
  
  For en sekundær feil maksimalt 52 296 A vil således primærstrømmen for sikringene være 52,296 × 0,19 × 0,577 × 0,48 = 229 A kV, like over 200 A-graderingen, og det er tvilsomt at sikringene vil gi noen beskyttelse til alvorlig brenning øker feilstrømmen.
• Sekundære feil på bussen skal ryddes avsekundærtransformatorbryteren og feilene på strømforsyningene ved hjelp av strømbryteren, støttet av transformatorbryteren. Dermed er de primære sikringene backup for feil hvis de kan '' se '' disse sekundære feilene.

65T og 100T sikringer valgt på basis av lastene som serveres fra kranene, er vist plottet i figur 2 fra produsentens kurver.

Den venstre kurven er minimumsmelte og riktig maksimal rydding.

Maksimal belastning gjennom innløser er 230 A. En recloser ble valgt med en minimumsreise på 560 En fase, litt mer enn dobbelt så mye som nødvendig for å overstyre kaldbelastningen med en sikkerhetsfaktor. Bakkenheten er satt til 280 A frivillig. Tidsegenskapene for begge enhetene er plottet for tidsbestemt og øyeblikkelig drift fra produsentens data.

Maksimal belastning gjennom bryteren og reléene på 13 kV buss er 330 A. Dermed vil CT-forholdet på 400: 5 gi en sekundær strøm av 330/80 = 4,13 A.

Tidsinnstillinger for fase- og jordreléet gir en CTI på minst 0,2 sek over gjenvinningsapparatet. Dette er tilfredsstillende når tilbakekoblingstidskurver inkluderer feilavbruddstid.

Ofte kan disse feilene slettes og servicen gjenopprettes raskt ved å deenergisere linjen med umiddelbar tilbakestilling.

Å gi denne øyeblikkelige tripping, fase ogbakkenheter kan brukes til breakers for å supplere tidsenhetene. Tilbakestillere har enten en rask eller sakte tidsstrømskarakteristikk, hvorav kun én om gangen kan brukes.

Flere forsøk kan gjøres, vanligvis 1-3. Det bestemte tallet og sekvensen er basert på mange lokale faktorer og erfaringer.

I denne applikasjonen gir driftverdiene ikke en stor margin over de maksimale feilverdiene for feil 1. Derfor har bare en kort del av linjen øyeblikkelig beskyttelse.

Dette anbefales fortsatt, for det gir rask rydding for de store tett feilene.

Sikringsbesparende brukes for å unngå sikringsoperasjoner for forbigående feil og dermed unngå lange utbrudd for mannskap for å erstatte dem. Dette oppnås ved en annen øyeblikkelig enhet som skal overgå sikringen, og i håp om å fjerne forbigående feil før sikringen kan fungere.

En øyeblikkelig tilbakestilling er forsøkt, og hvis det lykkes, gjenopprettes tjenesten. Den øyeblikkelige enheten er sperret, slik at sikringen kan fjerne en vedvarende feil.

Således, for sikringsbesparende ved bryteren, som i figur 1, De øyeblikkelige enhetene kunne settes til å fungere for feil 2, men ikke for feil 3, eller ved 5374 En fase, 4763 A bakken (1,2 feil 3).

Det er imidlertid viktig at den øyeblikkelige enheten og bryteren klare feil før sikringen er skadet (minimumsmelte) eller blåst.

Sikringsbesparende gjelder ved gjenvinning nåropererer på sine hurtige eller øyeblikkelige kurver. For feil på lateralene utover feil 4, 5 eller 6, vil tilbakestilleren reise og tilbakestille en eller to ganger som programmert.

Hvis feilen er forbigående og ryddet, servicevil bli gjenopprettet uten en sikringsoperasjon. Etter dette opererer recloseren på sine langsomme kurver, og feilen blir ryddet av riktig sikring på sidene eller ved tilbakekallingen for feil på materen.

En sectionalizer kan brukes til feil 2 lateralkrets i stedet for sikringen. Det ville åpne i løpet av en død periode for å fjerne en permanent feil på kretsen etter at det var to mislykkede feiloperasjoner av bryterens øyeblikkelige enheter.

Praktiske distribusjons koordineringsbetingelser

Distribusjonsbeskyttelsespraksis vil bli funnet å variere betydelig mellomverktøy. Dette skyldes naturen til systemet som er beskyttet, driftserfaring og den historiske filosofien som har utviklet seg innen hvert enkelt verktøy.

Slike søknader innebærer dømmekraft i å skape enbalanse mellom å forhindre permanente utbrudd for feil som er midlertidig i naturen og underkaste hele materen til mer øyeblikkelige utbrudd enn nødvendig.

Noen verktøy har forlatt sikringsbesparendepraksis på grunn av de økende klager som er forårsaket av virkningen av øyeblikkelige strømbrudd på følsomt elektronisk utstyr. Andre verktøy opprettholder en utsikt som fordelene med bruke "lavt sett" øyeblikkelig tripping For å lette sikringsbesparelser oppveier ulempene.

Noen av disse verktøyene bruker et lavt sett momentant relé på alle distribusjonsmatere som er blokkert etter den første turen, og et ekstra høyt sett øyeblikkelig relé som alltid er i bruk.

Det høye, øyeblikkelige reléet gir raskrydder for feil i stor grad, noe som bidrar til å forhindre skade på utstyret og kan øke koordinasjonen, slik at det kan brukes mer følsomme innstillinger på beskyttelsesanordninger som er oppstrøms fra linjeklemmen.

Den første tilbakekallingen er typisk så fort som mulig med ca. 15 sykluser som er tillatt for bueutryddelse. Den andre automatiske tilbakekallingen ble innstilt på 15 sek og den tredje på ca. 145 sek.

Bruken av programmerbare mikroprosessorbaserte beskyttelsesanordninger kan brukes for å redusere noen av problemene som oppstår ved beskyttelse av distribusjonssystemer.

Jordfeilbeskyttelse og beskyttelseskoordinering

Dette webinaret læres av Claudio S. Mardegan av Engepower i Brasil. Han vil diskutere betydningen av beregnet boltet og buefeil, og hvorfor denne verdien skal være så nær som mulig til den faktiske verdien diskuteres også.

Han vil også snakke om eskalering av single-line-to-ground arcing feil, typer beskyttelse koordinering, koordineringstidintervall (CTI) bestemmelse, og hvor skal man anvende CTI - generell regel og spesifikasjoner.

Til slutt vil han diskutere overstrømoptimalisert innstilling, fasebeskyttelse som bakoverkledning, enkel linje til jord beskyttelse og koordinering av spenningsreléer med overstrømsreléer.

Henvisning // Protective Relaying prinsipper og applikasjoner av J. Lewis Blackburn og Thomas J. Domin (Kjøp harcopy fra Amazon)