Paano ang proteksyon ng relay ng mga linya ng kuryente

Ang tuluy-tuloy at maaasahang transportasyon ng kuryente sa mga mamimili ay isa sa mga pangunahing gawain na patuloy na nilulutas ng mga inhinyero ng kuryente. Upang maibigay ito, nilikha ang mga de-koryenteng network na binubuo ng mga distribution substation at connecting power lines. Upang ilipat ang enerhiya sa malalayong distansya, ginagamit ang mga suporta kung saan sinuspinde ang mga wire sa pagkonekta. Ang mga ito ay insulated sa pagitan ng kanilang sarili at ng lupa sa pamamagitan ng isang layer ng ambient air. Ang ganitong mga linya ay tinatawag na mga overhead na linya sa pamamagitan ng uri ng pagkakabukod.

Kung ang distansya ng highway ng transportasyon ay maikli o para sa mga kadahilanang pangkaligtasan kinakailangan na itago ang linya ng kuryente sa lupa, pagkatapos ay ginagamit ang mga cable.

Ang mga linya ng overhead at cable power ay patuloy na nasa ilalim ng boltahe, ang halaga nito ay tinutukoy ng istraktura ng electrical network.

Layunin ng proteksyon ng relay ng mga linya ng kuryente

Sa kaganapan ng pagkabigo sa pagkakabukod sa anumang lokasyon sa isang cable o pinalawig na overhead na linya, ang boltahe na inilapat sa linya ay lumilikha ng isang tagas o short-circuit na kasalukuyang sa pamamagitan ng nasira na seksyon.

Ang mga dahilan para sa paglabag sa pagkakabukod ay maaaring iba't ibang mga kadahilanan na maaaring alisin o ipagpatuloy ang kanilang mapanirang epekto. Halimbawa, ang isang tagak na lumilipad sa pagitan ng mga wire ng isang overhead na linya ng kuryente ay lumilikha ng isang phase-to-phase circuit na may mga pakpak at paso nito, na nahuhulog sa malapit.

O isang puno na tumutubo nang napakalapit sa suporta, sa panahon ng bagyo, ay natumba sa mga wire sa pamamagitan ng bugso ng hangin at naging sanhi ng short circuit.

Sa unang kaso, ang maikling circuit ay naganap sa loob ng maikling panahon at nawala, at sa pangalawa, ang paglabag sa pagkakabukod ay isang pangmatagalang kalikasan at kinakailangang alisin ng mga tauhan ng pagpapanatili.

Ang ganitong pinsala ay maaaring magdulot ng malaking pinsala sa mga power plant. Ang mga alon ng mga nagresultang maikling circuit ay may malaking thermal energy, na maaaring masunog hindi lamang ang mga wire ng mga linya ng kuryente, ngunit sirain din ang mga kagamitan sa kuryente ng mga substation ng kuryente.

Para sa mga kadahilanang ito, anumang pinsala sa mga linya ng kuryente na nangyayari ay dapat na ayusin kaagad. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pag-alis ng boltahe mula sa faulted line sa supply side. Kung ang naturang linya ng kuryente ay tumatanggap ng kapangyarihan mula sa magkabilang panig, dapat pareho silang mag-de-energize.

Ang mga pag-andar ng patuloy na pagsubaybay sa mga de-koryenteng parameter ng estado ng lahat ng mga linya ng kuryente at pag-alis ng boltahe mula sa kanila mula sa lahat ng panig sa kaso ng mga sitwasyong pang-emergency ay itinalaga sa mga kumplikadong teknikal na sistema, na ayon sa kaugalian ay tinatawag na proteksyon ng relay.

Ang pang-uri na "relay" ay nagmula sa elementarya batay sa mga electromagnetic relay, ang mga disenyo na lumitaw sa paglitaw ng mga unang linya ng kuryente at pinapabuti hanggang sa araw na ito.

Modular protective device, malawakang ipinakilala sa pagsasanay ng mga power engineer batay sa teknolohiya ng microprocessor at teknolohiya ng computer huwag ibukod ang kumpletong pagpapalit ng mga relay device at, ayon sa itinatag na tradisyon, ay ipinakilala din sa mga relay protection device.

Mga prinsipyo ng proteksyon ng relay

Mga Awtoridad sa Pagsubaybay sa Network

Upang masubaybayan ang mga de-koryenteng parameter ng mga linya ng kuryente, kinakailangan na magkaroon ng mga instrumento para sa kanilang pagsukat, na maaaring patuloy na subaybayan ang anumang mga paglihis mula sa normal na mode sa network at sa parehong oras ay nakakatugon sa mga kondisyon para sa ligtas na operasyon.

Sa mga linya ng kuryente na may lahat ng boltahe, ang function na ito ay itinalaga sa pagsukat ng mga transformer. Ang mga ito ay inuri sa mga transformer:

• kasalukuyang (TT);

• boltahe (VT).

Dahil ang kalidad ng proteksiyon na operasyon ay ang pangunahing kahalagahan para sa pagiging maaasahan ng buong sistema ng kuryente, kung gayon ang pagtaas ng mga kinakailangan para sa katumpakan ng operasyon ay ipinapataw sa pagsukat ng mga CT at VT, na tinutukoy ng kanilang mga katangian ng metrological.

Ang mga klase ng katumpakan ng pagsukat ng mga transformer para sa paggamit sa proteksyon ng relay at mga aparatong automation (proteksyon ng relay at automation) ay na-standardize ng mga halaga na «0.5», «0.2» at «P».

Mga transformer ng boltahe ng instrumento

Ang isang pangkalahatang view ng pag-install ng mga transformer ng boltahe sa 110 kV overhead line ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Dito makikita na ang mga VT ay hindi naka-install kahit saan kasama ang isang extension line, ngunit sa switchgear ng isang de-koryenteng substation. Ang bawat transpormer ay konektado sa pamamagitan ng mga pangunahing terminal nito sa kaukulang konduktor ng overhead line at ground circuit.

Ang boltahe na na-convert mula sa pangalawang windings ay output sa pamamagitan ng mga switch 1P at 2P sa pamamagitan ng kaukulang conductors ng power cable. Para sa paggamit sa proteksiyon at pagsukat ng mga aparato, ang pangalawang windings ay konektado ayon sa "star" at "delta" scheme, tulad ng ipinapakita sa larawan para sa VT-110 kV.

Para bawasan pagkawala ng boltahe at tumpak na operasyon ng proteksyon ng relay, isang espesyal na cable ng kuryente ang ginagamit at ang mga mas mataas na kinakailangan ay ipinapataw sa pag-install at operasyon nito.

Ang mga VT ng pagsukat ay nilikha para sa bawat uri ng boltahe ng linya at maaaring ilipat ayon sa iba't ibang mga scheme upang maisagawa ang mga partikular na gawain. Ngunit lahat sila ay gumagana sa pangkalahatang prinsipyo ng pag-convert ng linear na halaga ng boltahe ng linya ng paghahatid sa isang pangalawang halaga ng 100 volts, tumpak na pagkopya at pagbibigay-diin sa lahat ng mga katangian ng pangunahing harmonika sa isang tiyak na sukat.

Ang ratio ng pagbabagong-anyo ng VT ay tinutukoy ng ratio ng mga boltahe ng linya ng pangunahin at pangalawang circuit. Halimbawa, para sa itinuturing na 110 kV overhead line, ito ay nakasulat bilang mga sumusunod: 110000/100.

Mga kasalukuyang transformer ng instrumento

Ang mga aparatong ito ay nagko-convert din ng pangunahing pagkarga ng linya sa mga pangalawang halaga na may pinakamataas na pag-uulit ng anumang mga pagbabago sa mga harmonika ng pangunahing kasalukuyang.

Para sa mas madaling operasyon at pagpapanatili ng mga de-koryenteng kagamitan, naka-install din ang mga ito sa mga aparatong pamamahagi ng mga substation.

Mga kasalukuyang transformer Ang mga ito ay kasama sa overhead line circuit sa ibang paraan kaysa sa VT: sila kasama ang kanilang pangunahing paikot-ikot, na kadalasang kinakatawan ng isang pagliko lamang sa anyo ng isang direktang kasalukuyang wire, ay pinutol lamang sa bawat wire ng line phase.Ito ay malinaw na makikita sa larawan sa itaas.

Ang ratio ng pagbabagong-anyo ng CT ay tinutukoy ng ratio ng pagpili ng mga nominal na halaga sa yugto ng disenyo ng linya ng kuryente. Halimbawa, kung ang linya ng kuryente ay idinisenyo upang magdala ng 600 amps at 5 A ay aalisin mula sa sekundaryong CT, pagkatapos ay ang pagtatalaga na 600/5 ay ginagamit.

Sa kuryente, dalawang pamantayan ang tinatanggap para sa mga halaga ng pangalawang alon na ginagamit:

• 5 A para sa lahat ng CT hanggang sa at kabilang ang 110 kV;

• 1 A para sa mga linyang 330 kV at mas mataas.

Ang pangalawang TT windings ay konektado para sa koneksyon sa mga proteksiyon na aparato ayon sa iba't ibang mga scheme:

• buong bituin;

• hindi kumpletong bituin;

• tatsulok.

Ang bawat tambalan ay may sariling mga partikular na katangian at ginagamit para sa ilang uri ng proteksyon sa iba't ibang paraan. Ang isang halimbawa ng pagkonekta ng mga kasalukuyang transformer at kasalukuyang relay coils sa isang full star circuit ay ipinapakita sa larawan.

Ito ang pinakasimple at pinakakaraniwang harmonic na filter na ginagamit sa maraming proteksiyon na relay circuit. Sa loob nito, ang mga alon mula sa bawat yugto ay kinokontrol ng isang hiwalay na relay ng parehong pangalan, at ang kabuuan ng lahat ng mga vector ay dumadaan sa coil na kasama sa karaniwang neutral na kawad.

Ang paraan ng paggamit ng kasalukuyang at boltahe na pagsukat ng mga transformer ay ginagawang posible na ilipat ang mga pangunahing proseso na nagaganap sa power equipment sa pangalawang circuit sa isang tumpak na sukat para sa kanilang paggamit sa relay protection hardware at ang paglikha ng mga algorithm para sa pagpapatakbo ng logic mga device upang alisin ang mga proseso ng kagamitang pang-emergency.

Mga awtoridad para sa pagproseso ng natanggap na impormasyon

Sa proteksyon ng relay, ang pangunahing gumaganang elemento ay isang relay — isang de-koryenteng aparato na gumaganap ng dalawang pangunahing pag-andar:

• sinusubaybayan ang kalidad ng sinusunod na parameter, halimbawa, kasalukuyang, at sa normal na mode ito ay stably nagpapanatili at hindi binabago ang estado ng contact system nito;

• kapag naabot ang isang kritikal na halaga na tinatawag na set point o threshold ng tugon, agad nitong inililipat ang posisyon ng mga contact nito at nananatili sa ganitong estado hanggang sa bumalik sa normal na hanay ang naobserbahang halaga.

Ang mga prinsipyo ng pagbuo ng mga circuit para sa paglipat ng kasalukuyang at boltahe na relay sa mga pangalawang circuit ay tumutulong upang maunawaan ang representasyon ng sinusoidal harmonics sa pamamagitan ng mga dami ng vector kasama ang kanilang representasyon sa isang kumplikadong eroplano.

Sa ibabang bahagi ng larawan, ang isang vector diagram ay ipinapakita para sa isang tipikal na kaso ng pamamahagi ng mga sinusoid sa tatlong yugto A, B, C sa mode ng pagpapatakbo ng supply ng kuryente ng consumer.

Pagsubaybay sa kondisyon ng kasalukuyang at boltahe na mga circuit

Sa bahagi, ang prinsipyo ng pagproseso ng mga pangalawang signal ay ipinapakita sa circuit para sa pag-on ng CT at relay windings ayon sa buong bituin at VT scheme ng ORU-110. Ang paraang ito ay nagpapahintulot sa iyo na magdagdag ng mga vector sa mga sumusunod na paraan.

Ang pagsasama ng relay coil sa alinman sa mga harmonika ng mga phase na ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang ganap na kontrolin ang mga prosesong nagaganap dito at i-off ang circuit mula sa operasyon sa kaso ng mga aksidente. Upang gawin ito, sapat na gumamit ng angkop na mga disenyo ng mga relay device para sa kasalukuyang o boltahe.

Ang mga scheme sa itaas ay isang espesyal na kaso ng maraming gamit na paggamit ng iba't ibang mga filter.

Mga paraan ng pagkontrol sa kapangyarihang dumadaan sa linya

Kinokontrol ng mga relay protection device ang power value batay sa mga pagbabasa ng lahat ng parehong current at boltahe na mga transformer.Sa kasong ito, ang mga kilalang formula at ratio ng kabuuang, aktibo at reaktibo na kapangyarihan sa pagitan nila at ang kanilang mga halaga na ipinahayag ng mga vector ng mga alon at boltahe ay ginagamit.

Nauunawaan na ang kasalukuyang vector ay nabuo ng inilapat na emf sa paglaban ng linya at nagtagumpay sa aktibo at reaktibong mga bahagi nito nang pantay. Ngunit sa parehong oras, sa mga seksyon na may mga bahagi ng Ua at Up, ang isang pagbaba ng boltahe ay nangyayari ayon sa mga batas na inilarawan ng boltahe na tatsulok.

Ang kuryente ay maaaring ilipat mula sa isang dulo ng linya patungo sa isa at kahit na baligtarin kapag nagdadala ng kuryente.

Ang mga pagbabago sa direksyon nito ay ang resulta ng:

• pagpapalit ng mga load ng operating personnel;

• pagbabagu-bago ng kapangyarihan sa system dahil sa mga epekto ng mga lumilipas at iba pang mga kadahilanan;

• paglitaw ng mga emergency mode.

Isinasaalang-alang ng mga power relay (PM) na gumagana bilang bahagi ng proteksyon ng relay at sistema ng automation ang mga pagbabago sa mga direksyon nito at na-configure upang gumana kapag naabot ang kritikal na halaga.

Mga pamamaraan ng kontrol ng paglaban sa linya

Ang mga kagamitan sa proteksyon ng relay na kinakalkula ang distansya sa lokasyon ng short circuit batay sa mga sukat ng paglaban sa kuryente ay tinatawag na distansya o proteksyon ng DZ para sa maikling salita. Gumagamit din sila ng kasalukuyang at boltahe na transpormer circuit sa kanilang trabaho.

Upang sukatin ang paglaban, gamitin Isang pagpapahayag ng batas ng Ohminilarawan para sa seksyon ng circuit na isinasaalang-alang.

Kapag ang sinusoidal current ay dumaan sa active, capacitive at inductive resistance, ang boltahe drop vector sa kanila ay lumilihis sa iba't ibang direksyon. Ito ay isinasaalang-alang ng pag-uugali ng proteksiyon na relay.

Ayon sa prinsipyong ito, maraming uri ng resistor relays (RS) ang gumagana sa relay protection at automation device.

Mga pamamaraan ng kontrol sa dalas ng linya

Upang mapanatili ang katatagan ng panahon ng oscillation ng mga harmonika ng kasalukuyang ipinadala sa pamamagitan ng linya ng kuryente, ginagamit ang mga frequency control relay. Gumagana ang mga ito sa prinsipyo ng paghahambing ng reference sine wave na ginawa ng built-in na generator na may dalas na nakuha ng mga linear na pagsukat ng mga transformer.

Matapos iproseso ang dalawang signal na ito, tinutukoy ng frequency relay ang kalidad ng naobserbahang harmonic at, kapag naabot ang itinakdang halaga, binabago ang posisyon ng contact system.

Mga tampok ng kontrol ng parameter ng linya sa pamamagitan ng mga digital na proteksyon

Ang mga pagpapaunlad ng microprocessor na pumapalit sa mga teknolohiya ng relay ay hindi rin maaaring gumana nang walang pangalawang halaga ng mga alon at boltahe, na inalis mula sa pagsukat ng mga transformer na TT at VT.

Para sa pagpapatakbo ng mga digital na proteksyon, ang impormasyon tungkol sa pangalawang sine wave ay pinoproseso ng mga pamamaraan ng sampling, na binubuo sa pagpapatong ng isang mataas na dalas sa isang analog signal at pag-aayos ng amplitude ng kinokontrol na parameter sa intersection ng mga graph.

Dahil sa maliit na hakbang ng sampling, mabilis na pagpoproseso ng mga pamamaraan at paggamit ng mathematical approximation method, nakuha ang mataas na katumpakan ng pagsukat ng mga pangalawang alon at boltahe.

Ang mga numerong halaga na kinakalkula sa ganitong paraan ay ginagamit sa algorithm para sa pagpapatakbo ng mga microprocessor device.

Ang lohikal na bahagi ng proteksyon ng relay at automation

Matapos ang mga paunang halaga ng mga alon at boltahe ng kuryente na ipinadala sa kahabaan ng linya ng kuryente ay na-modelo sa pamamagitan ng pagsukat ng mga transformer na pinili para sa pagproseso ng mga filter at natanggap ng mga sensitibong organo ng mga relay device para sa kasalukuyang, boltahe, kapangyarihan, paglaban at dalas, ito ay ang turn ng mga circuits ng logic relays.

Ang kanilang disenyo ay batay sa mga relay na tumatakbo mula sa isang karagdagang pinagmumulan ng pare-pareho, naayos o alternating boltahe, na tinatawag ding operational, at ang mga circuit na pinapakain nito ay nagpapatakbo. Ang terminong ito ay may teknikal na kahulugan: napakabilis, nang walang mga hindi kinakailangang pagkaantala, upang maisagawa ang kanilang mga switch.

Ang bilis ng pagpapatakbo ng logic circuit ay higit na tinutukoy ang bilis ng emergency shutdown at samakatuwid ang antas ng mapanirang kahihinatnan nito.

Sa paraan ng kanilang pagganap sa kanilang mga gawain, ang mga relay na gumagana sa mga operating circuit ay tinatawag na intermediate: tumatanggap sila ng isang senyas mula sa pagsukat ng proteksiyon na aparato at ipinadala ito sa pamamagitan ng paglipat ng kanilang mga contact sa mga executive body: mga output relay, solenoids, electromagnets para sa pagdiskonekta o pagsasara ng mga switch ng kuryente .

Ang mga intermediate relay ay karaniwang may ilang pares ng mga contact na gumagana upang makagawa o makasira ng isang circuit. Ginagamit ang mga ito upang sabay-sabay na magparami ng mga command sa pagitan ng iba't ibang relay protection device.

Sa algorithm ng pagpapatakbo ng proteksyon ng relay, ang isang pagkaantala ay madalas na ipinakilala upang matiyak ang prinsipyo ng selectivity at upang mabuo ang pagkakasunud-sunod ng isang tiyak na algorithm. Hinaharangan nito ang pagpapatakbo ng proteksyon sa panahon ng pag-setup.

Ginagawa ang delay input na ito gamit ang mga espesyal na time relay (RV) na may mekanismo ng orasan na nakakaapekto sa bilis ng kanilang mga contact.

Ang logic na bahagi ng proteksyon ng relay ay gumagamit ng isa sa maraming mga algorithm na idinisenyo para sa iba't ibang mga kaso na maaaring mangyari sa isang linya ng kuryente ng isang tiyak na configuration at boltahe.

Bilang isang halimbawa, maaari lamang kaming magbigay ng ilang mga pangalan ng pagpapatakbo ng lohika ng dalawang proteksyon ng relay batay sa kontrol ng kasalukuyang linya ng kuryente:

• kasalukuyang pagkagambala (speed indication) nang walang pagkaantala o may pagkaantala (ginagarantiya ang RF selectivity), isinasaalang-alang ang direksyon ng kapangyarihan (dahil sa RM relay) o wala nito;

• Ang overcurrent na proteksyon ay maaaring ibigay na may parehong mga kontrol tulad ng pagdiskonekta, kumpleto nang may o walang linya na mga pagsusuri sa mababang boltahe.

Ang mga elemento ng automation ng iba't ibang mga aparato ay madalas na ipinakilala sa pagpapatakbo ng lohika ng proteksyon ng relay, halimbawa:

• single-phase o tatlong-phase power switch reclosing;

• pag-on sa backup na power supply;

• acceleration;

• dalas ng pagbabawas.

Ang lohika na bahagi ng proteksyon ng linya ay maaaring gawin sa isang maliit na kompartimento ng relay nang direkta sa itaas ng switch ng kuryente, na karaniwan para sa panlabas na kumpletong switchgear (KRUN) na may boltahe hanggang 10 kV, o sumasakop ng ilang 2x0.8 m na mga panel sa relay room .

Halimbawa, ang lohika ng proteksyon para sa isang 330 kV na linya ay maaaring ilagay sa magkahiwalay na mga panel ng proteksyon:

• reserba;

• DZ - malayo;

• DFZ - yugto ng kaugalian;

• VCHB - mataas na dalas ng pagharang;

• OAPV;

• acceleration.

Mga circuit ng output

Ang mga output circuit ay nagsisilbing huling elemento ng linear relay na proteksyon. Ang kanilang lohika ay nakabatay din sa paggamit ng mga intermediate relay.

Ang mga output circuit ay bumubuo sa pagkakasunud-sunod ng operasyon ng mga line breaker at tinutukoy ang pakikipag-ugnayan sa mga katabing koneksyon, mga device (halimbawa, breaker failure protection — emergency tripping ng breaker) at iba pang elemento ng relay protection at automation.

Ang mga simpleng proteksyon sa linya ay maaaring magkaroon lamang ng isang output relay na nagtutulak sa breaker. Sa mga kumplikadong sistema na may branched na proteksyon, ang mga espesyal na logic circuit ay nilikha na gumagana ayon sa isang tiyak na algorithm.

Ang pangwakas na pag-alis ng boltahe mula sa linya sa kaganapan ng isang emergency ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang power switch, na kung saan ay isinaaktibo sa pamamagitan ng puwersa ng tripping electromagnet. Ang mga espesyal na kadena ng kapangyarihan ay ibinibigay para sa operasyon nito, na maaaring makatiis ng malalakas na pagkarga.Ki.