Podstawy kierunkowego zabezpieczenia nadprądowego w sieci elektrycznej

Dlaczego kierunkowe zabezpieczenie nadprądowe?

Dlaczego stosujemy kierunkowe zabezpieczenie nadprądowe? Kiedy robi kierunek prądu zwarcia stać się ważnym? Cóż, sieć elektroenergetyczna obejmuje sieć elektrowni, podstacji i linii przesyłowych. Oprócz prostego systemu promieniowego zasilanego jednym końcem, istnieją inne bardziej złożone systemy, takie jak systemy zasilania z podwójnym zasilaniem i równoległe podajniki w formowaniu pierścienia.

Podstawy kierunkowego zabezpieczenia nadprądowego w sieci elektrycznej (na zdjęciu: przekaźnik ochronny ABB REF615; kredyt: MARUF KHAN via Youtube)

Układ promieniowy z podwójnym zasilaniem pokazano na rysunku 1. W tym przykładzie, linia jest zasilana z obu końców. Obszary ochrony są oznaczone elipsami. Wymagane jest otwarcie wszystkich wyłączników w jednej strefie ochronnej, w której wystąpił błąd, ale żadnej z pozostałych.

W tym przykładzie niemożliwe jest ustanowienie odpowiedniego systemu ochrony przy użyciu bezkierunkowych urządzeń zabezpieczających.

Rysunek 1 - System z podwójnym zasilaniem

Rozważ a błąd F_C5. Zgodnie z definicją stref tylko CB 4 i 5powinien wyruszyć. Ponieważ CB 3 znajduje się w pobliżu CB 4, nie byłoby wielkiej różnicy prądu zwarciowego przepływającego przez te dwa wyłączniki, w związku z czym IED IDMT (przekaźnik zabezpieczający Inverse Definite Minimum Time) nie byłyby w stanie rozróżnić ich. Ta sama sytuacja dotyczy CB 5 i CB 6.

Kierunkowe zabezpieczenia nadprądowe mogą spełnić to wymaganie, aczkolwiek za dodatkową opłatą. Kierunkowe urządzenia IED określają kierunekprąd zwarciowy poprzez pomiar napięcia za pomocą przekładnika napięciowego, jak również prądu za pomocą przekładnika prądowego i ustalenie różnicy faz.

Ten artykuł techniczny nie zawiera szczegółówdokładnie, jak to jest osiągnięte, ale można zauważyć, że możliwe jest określenie kierunku prądu zwarciowego i oparcie decyzji o wyłączeniu na tym kryterium.

Podsumowując //

Nadmierny prąd IED powinien zadziałać, gdymoc zwarciowa przepływa z magistrali, ale powinna powstrzymywać się za każdym razem, gdy zasilanie awaryjne przepływa w kierunku magistrali. Istnieją inne sytuacje, które nie dotyczą podwójnych źródeł, gdzie konieczne są kierunkowe urządzenia zabezpieczające.

Podajniki równoległe w systemie z pojedynczym zasilaniem

Jednym z przykładów jest system zasilaczy równoległych zasilanych jednym końcem. Rysunek 2 pokazuje sytuację, w której błąd jednej z równoległych linii jest podawany zarówno z uszkodzonej linii, jak i zdrowej.

Rysunek 2 - Podajniki równoległe w systemie z pojedynczym zasilaniem

Diagramy te pokazują, że prąd błędu nie będziepłyną tylko ze źródła, przez CB 4, ale także od źródła, przez CB 1, CB 2, Bus B i CB3. Jeśli używane są niekierunkowe urządzenia IED, wszystkie wyłączniki zadziałają, izolując zdrowy odcinek linii między (1) i (2).

Kierunkowe urządzenia IED są droższe niż bezkierunkowe. Co więcej, wymagają użycia dodatkowego transformatora napięcia. Z tych powodów powinny być używane tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne. Możesz zobaczyć, sprawdzając, że w tym przykładzie niekierunkowe urządzenia IED wystarczą dla pozycji (1) i (4).

Pierścień główny system podajnika

Inny przykład, w którym wywoływane są kierunkowe urządzenia IED, to a pierścień główny system podajnika, jak pokazano na rysunku 3. Taki system pozwala na utrzymanie zasilania dla wszystkich obciążeń pomimo awarii w dowolnej części podajnika. Usterka w dowolnej sekcji powoduje wyłączenie tylko jednostek powiązanych z tą sekcją.

Moc przepływa następnie do obciążenia przez alternatywną ścieżkę.

Rysunek 3 - Ochrona podajnika pierścieniowego za pomocą kierunkowych urządzeń nadmiarowo-prądowych

Kierunkowe urządzenia IED i ich kierunek wyzwalania są oznaczone strzałkami na schemacie. Strzałki z dwoma końcami wskazują niekierunkowe urządzenia IED, ponieważ będą się one poruszać prądami płynącymi w obu kierunkach.

Kierunkowe zabezpieczenie nadprądowe (VIDEO)

Odniesienie // Zasady automatyzacji podstacji autorstwa Michaela J Bergstroma