Cara kerja proteksi relai saluran listrik. Cara kerja proteksi relai saluran listrik Penerapan proteksi jarak
Opsi untuk menerapkan perangkat proteksi untuk saluran udara 110-220 kV.
1. Rangkaian proteksi paling sederhana digunakan pada saluran udara buntu: proteksi arus dua tahap terhadap hubung singkat fasa ke fasa (MTZ dan MFTO) dan proteksi gangguan tiga tahap. Pada saat yang sama, tidak ada redundansi perlindungan saluran udara jarak pendek dan ada kemungkinan ketika, jika terjadi korsleting pada saluran udara buntu dan kegagalan perlindungannya, seluruh tingkat sekunder dari gardu induk sistem besar adalah padam ketika perlindungan redundan jangka panjang beroperasi. Artinya, bahkan pada saluran udara buntu sederhana yang memanjang dari bus di gardu induk dan pembangkit listrik besar, sebaiknya menggunakan proteksi primer dan cadangan untuk meningkatkan keandalan pengoperasian gardu induk atau pembangkit listrik, tetapi praktik seperti itu tidak diterima.
2. Pilihan paling sederhana untuk saluran udara pembentuk sistem dengan catu daya dua arah: DZ tiga tahap, ZZ empat tahap, dan MFTO. DZ dan ZZ memberikan perlindungan saluran udara dari semua jenis korsleting dan perlindungan redundansi jarak jauh. MFTO digunakan sebagai perlindungan tambahan karena kesederhanaannya, biaya rendah, keandalan dan kecepatan tinggi.
Perangkat proteksi relai saluran udara 110-220 kV tipikal diproduksi secara komersial, berisi proteksi jarak jauh tiga tahap, proteksi proteksi empat tahap, dan MFTO:
Panel elektromekanis tipe EPZ-1636 telah diproduksi oleh Pabrik Peralatan Listrik Cheboksary (CHEAZ) sejak tahun 1967. Dipasang di sebagian besar saluran udara 110-220 kV dari sistem tenaga wilayah Chelyabinsk.
- kabinet elektronik tipe ShDE-2801, diproduksi oleh ChEAZ sejak 1986, dalam sistem energi wilayah Chelyabinsk dipasang hanya pada beberapa lusin saluran udara 110-220 kV.
- lemari mikroprosesor seri ШЭ2607, diproduksi oleh NPP Ekra sejak tahun 1990-an: ШЭ2607 011, ШЭ2607 016 (kontrol sakelar dengan penggerak tiga fase, DS tiga tahap, 3Z empat tahap, MFTO), SHE2607 012 (kontrol sakelar dengan penggerak fase demi fase, DS tiga tahap, 3D Z empat tahap, MFTO), ShE2607 021 (DZ tiga tahap, ZZ empat tahap, MFTO).
Kurangnya reservasi dekat.
- pemutusan hubungan pendek pada ujung saluran udara yang dilindungi dengan waktu proteksi tahap kedua atau ketiga.
3. Versi proteksi yang lebih kompleks untuk saluran udara dengan catu daya dua arah adalah penggunaan kabinet proteksi tipe ShDE-2802 (diproduksi oleh CHEAZ sejak 1986). Kabinet berisi dua set perlindungan: utama dan cadangan. Rangkaian perlindungan utama mencakup perlindungan darurat tiga tahap, perlindungan empat tahap, dan MFTO. Kit cadangan – DZ dan ZZ dua tahap yang disederhanakan. Setiap kit memberikan perlindungan saluran udara dari semua jenis korsleting. Dalam hal ini, set cadangan menyediakan redundansi perlindungan jarak pendek, set utama menyediakan cadangan jangka panjang.
Kerugian dari rangkaian perlindungan ini:
a) Redundansi jangka pendek tidak sepenuhnya lengkap, karena rangkaian perlindungan utama dan cadangan:
Mereka memiliki perangkat yang umum (misalnya, perangkat untuk memblokir kendali jarak jauh selama ayunan), yang kegagalannya dapat menyebabkan kegagalan simultan dari set utama dan cadangan.
- dibuat dengan prinsip yang sama, artinya kemungkinan kegagalan keduanya secara bersamaan karena alasan yang sama. - Letaknya dalam satu kabinet yang berarti dapat rusak secara bersamaan.
b) Menonaktifkan hubung singkat pada ujung saluran udara terlindung dengan waktu tahap kedua atau ketiga.
Jaringan dengan tegangan 110 -220 kV beroperasi dalam mode netral yang dibumikan secara efektif atau solid. Oleh karena itu, gangguan pembumian pada jaringan tersebut merupakan hubung singkat dengan arus yang terkadang melebihi arus hubung singkat tiga fasa, dan harus diputus dengan waktu tunda seminimal mungkin.
Saluran overhead dan saluran campuran (kabel-overhead) dilengkapi dengan perangkat penutupan otomatis. Dalam beberapa kasus, jika pemutus sirkuit yang digunakan dibuat dengan kontrol fase demi fase, pematian fase demi fase dan penutupan otomatis digunakan. Ini memungkinkan Anda untuk mematikan dan menghidupkan fase yang rusak tanpa mematikan beban. Karena dalam jaringan seperti itu netral dari transformator suplai dibumikan, beban praktis tidak merasakan operasi jangka pendek dalam mode fase terbuka.
Sebagai aturan, autorecloser tidak digunakan pada jalur kabel murni.
Saluran tegangan tinggi beroperasi dengan arus beban tinggi, yang memerlukan penggunaan proteksi dengan karakteristik khusus. Pada jalur transit yang dapat kelebihan beban, biasanya perlindungan jarak digunakan untuk mengisolasi secara efektif dari arus beban. Pada jalur buntu, dalam banyak kasus, proteksi arus dapat digunakan. Sebagai aturan, perlindungan tidak diperbolehkan untuk trip selama kelebihan beban. Perlindungan kelebihan beban, jika perlu, dilakukan pada perangkat khusus.
Menurut PUE, perangkat pencegahan kelebihan beban harus digunakan jika durasi aliran arus yang diizinkan untuk peralatan tersebut kurang dari 1020 menit. Proteksi kelebihan beban harus bekerja pada pembongkaran peralatan, penghentian transit, pemutusan beban, dan yang terakhir, namun tidak kalah pentingnya, pada pemutusan peralatan yang kelebihan beban.
Saluran tegangan tinggi biasanya cukup panjang sehingga menyulitkan pencarian lokasi gangguan. Oleh karena itu, jalur harus dilengkapi dengan perangkat yang menentukan jarak ke titik kerusakan. Menurut materi arahan CIS, jalur dengan panjang 20 km atau lebih harus dilengkapi dengan senjata pemusnah massal.
Keterlambatan dalam memutus arus pendek dapat menyebabkan terganggunya stabilitas operasi paralel pembangkit listrik; karena penurunan tegangan jangka panjang, peralatan dapat berhenti dan proses produksi dapat terganggu; kerusakan tambahan pada saluran di mana telah terjadi korsleting dapat terjadi. Oleh karena itu, proteksi sangat sering digunakan pada saluran yang mematikan korsleting kapan saja tanpa penundaan waktu. Ini dapat berupa proteksi diferensial yang dipasang di ujung saluran dan dihubungkan oleh saluran frekuensi tinggi, konduktor atau optik. Ini bisa berupa perlindungan biasa, dipercepat ketika sinyal pengaktifan diterima, atau penghapusan sinyal pemblokiran dari sisi yang berlawanan.
Perlindungan arus dan jarak biasanya dilakukan secara bertahap. Jumlah langkah minimal 3, dalam beberapa kasus diperlukan 4 atau bahkan 5 langkah.
Dalam banyak kasus, semua perlindungan yang diperlukan dapat diterapkan pada satu perangkat. Namun, kegagalan perangkat yang satu ini membuat peralatan tidak terlindungi, dan hal ini tidak dapat diterima. Oleh karena itu, disarankan untuk melakukan proteksi saluran tegangan tinggi dari 2 set. Set kedua adalah cadangan dan dapat disederhanakan dibandingkan dengan yang utama: tidak memiliki penutupan otomatis, senjata pemusnah massal, memiliki jumlah tahapan yang lebih sedikit, dll. Set kedua harus diberi daya dari pemutus arus tambahan lainnya dan satu set transformator arus. Jika memungkinkan, ditenagai oleh baterai dan trafo tegangan yang berbeda, bertindak pada solenoid trip pemutus terpisah.
Perangkat proteksi saluran tegangan tinggi harus memperhitungkan kemungkinan kegagalan pemutus arus dan memiliki perangkat proteksi kegagalan pemutus, baik terpasang di dalam perangkat itu sendiri atau diatur secara terpisah.
Untuk menganalisis kecelakaan dan pengoperasian proteksi relai dan otomatisasi, diperlukan registrasi nilai analog dan sinyal diskrit selama kejadian darurat.
Jadi, untuk saluran tegangan tinggi, kit proteksi dan otomasi harus melakukan fungsi berikut:
Perlindungan terhadap hubung singkat fasa ke fasa dan hubung singkat ke ground.
Penutupan otomatis satu fase atau tiga fase.
Perlindungan kelebihan beban.
TINGKAT
Penentuan lokasi kerusakan.
Osilografi arus dan tegangan, serta perekaman sinyal proteksi dan otomasi diskrit.
Perangkat perlindungan harus berlebihan atau diduplikasi.
Untuk saluran yang memiliki sakelar dengan kontrol fase, perlu adanya perlindungan terhadap operasi fase terbuka, yang berfungsi untuk memutuskan sakelarnya sendiri dan sakelar yang berdekatan, karena operasi fase terbuka jangka panjang tidak diperbolehkan di jaringan CIS.
7.2. FITUR MENGHITUNG ARUS DAN TEGANGAN PADA SIRKUIT PENDEK
Sebagaimana dinyatakan dalam Bab. 1, dalam jaringan dengan ground netral, dua jenis hubung singkat tambahan harus diperhitungkan: gangguan ground satu fasa dan dua fasa.
Perhitungan arus dan tegangan pada saat hubung singkat ke tanah dilakukan dengan menggunakan metode komponen simetris, lihat Bab. 1. Hal ini penting, antara lain, karena proteksinya menggunakan komponen simetris, yang tidak ada dalam mode simetris. Penggunaan arus urutan negatif dan nol memungkinkan untuk tidak mengatur proteksi terhadap arus beban, dan memiliki pengaturan arus yang lebih kecil dari arus beban. Misalnya, untuk proteksi terhadap gangguan tanah, kegunaan utamanya adalah proteksi arus urutan nol, yang disertakan dalam kabel netral dari tiga transformator arus terhubung bintang.
Apabila menggunakan metode komponen simetris, rangkaian ekivalen masing-masing komponen dibuat secara terpisah, kemudian disambungkan pada lokasi hubung singkat. Sebagai contoh, mari kita buat rangkaian ekivalen untuk rangkaian pada Gambar 7.1.
sistem X1. =15 Ohm |
||
sistem X0. =25 Ohm |
L1 25km AS-120 |
L2 35 km AS-95 |
T1 – 10000/110
Inggris = 10,5 T2 – 16000/110 Inggris = 10,5
Beras. 7.1 Contoh jaringan untuk membangun rangkaian ekivalen komponen simetris
Saat menghitung parameter saluran 110 kV ke atas untuk rangkaian ekivalen, resistansi aktif saluran biasanya diabaikan. Reaktansi induktif barisan positif (X 1 ) saluran menurut data referensi adalah sama dengan: AC-95 - 0,429 Ohm per km, AC-120 - 0,423 Ohm per km. Resistansi urutan nol untuk saluran dengan batang kabel baja
sendirinya sama dengan 3 X 1 yaitu. masing-masing 0,429 3 =1,287 dan 0,423 3 = 1,269.
Mari kita tentukan parameter garis:
L 1 = 25 0,423 = 10,6 Ohm; |
L 1 = 25 1,269 = 31,7 ohm |
||
L 2 = 35 0,423 = 15,02 Ohm; |
L 2 = 35 1,269 = 45,05 ohm |
Mari kita tentukan parameter transformator:
T1 10000kVA.
X 1 T 1 = 0,105 1152 10 = 138 Ohm;
X 1 T 2 = 0,105 1152 16 = 86,8 Ohm; X 0 T 2 = 86,8 Ohm
Resistansi urutan negatif pada rangkaian ekivalen sama dengan resistansi urutan positif.
Resistansi urutan nol pada transformator biasanya diasumsikan sama dengan resistansi urutan positif. X 1 T = X 0 T. Transformator T1 tidak termasuk dalam rangkaian ekivalen urutan nol, karena netralnya tidak dibumikan.
Kami menyusun skema penggantian. |
||||||||||||||||
X1C =X2C =15 Ohm |
X1Л1 =X2Л1 =10,6 Ohm |
X1Л2 =X2Л1 =15,1 Ohm |
||||||||||||||
X0C = 25 Ohm |
X0Л1 =31,7 Ohm |
X0Л2 =45,05 Ohm |
||||||||||||||
X1T1 = 138 Ohm |
X1T2 =86,8 Ohm |
|||||||||||||||
X0T2 =86,8 Ohm |
||||||||||||||||
Perhitungan hubung singkat tiga fasa dan dua fasa dilakukan dengan cara biasa, lihat tabel 7.1. Tabel 7.1
resistensi hingga bulan |
Hubungan pendek tiga fasa |
Hubungan pendek dua fasa |
||||||
ta hubungan pendek X 1 ∑ = ∑ X 1 |
= (115 3) X 1 |
0,87 SAYA |
||||||
15+10,6 = 25,6 Ohm |
||||||||
25,6+15,1 =40,7 Ohm |
||||||||
25,6+ 138=163,6 Ohm |
||||||||
40,7+86,8 =127,5 Ohm |
||||||||
Untuk menghitung arus gangguan tanah perlu menggunakan metode komponen simetris.Menurut metode ini, resistansi ekivalen rangkaian positif, negatif, dan nol dihitung relatif terhadap titik gangguan dan dihubungkan secara seri pada rangkaian ekivalen untuk satu rangkaian. - gangguan tanah fasa Gambar 7.2, dan secara seri/paralel untuk gangguan dua fasa ke tanah Gambar 7.2, b.
X 1E |
X 2E |
X 0E |
|||||||||||||||||||||
X 1E |
X 2E |
||||||||||||||||||||||
X 0E saya 0 |
|||||||||||||||||||||||
saya 0b |
|||||||||||||||||||||||
Beras. 7.2. Diagram rangkaian untuk menghubungkan resistansi ekivalen urutan positif, negatif dan nol untuk menghitung arus hubung singkat tanah:
a) – fase tunggal; b) – dua fase; c) – distribusi arus urutan nol antara dua titik grounding netral.
Mari kita hitung gangguan tanah, lihat tabel 7.2, 7.3.
Rangkaian urutan positif dan negatif terdiri dari satu cabang: dari sumber listrik ke hubung singkat. Pada rangkaian urutan nol terdapat 2 cabang dari ground netral yang merupakan sumber arus hubung singkat dan harus dihubungkan secara paralel pada rangkaian ekivalen. Hambatan cabang-cabang yang dihubungkan paralel ditentukan dengan rumus:
X 3 = (X a X b) (X a + X b) |
||||||||||||
Distribusi arus sepanjang cabang paralel ditentukan dengan rumus: |
||||||||||||
saya a = saya E X E X a; saya di = saya E X E |
||||||||||||
Tabel 7.2 Arus hubung singkat satu fasa |
||||||||||||
X1E |
X2E |
X0 E = X0 a //X0 b * |
DIA |
Ikz1 |
Iкз2 |
Ikz0 |
Ikz0 a * |
Iкз0 b |
saya korsleting |
|||
Saya1 +I2 +I0 |
||||||||||||
*Catatan. Resistansi dua bagian rangkaian urutan nol yang dihubungkan paralel ditentukan dengan menggunakan rumus 7.1.
**Catatan. Arus didistribusikan antara dua bagian barisan nol menurut rumus 7.2.
Tabel 7.3 Arus hubung singkat dua fasa ke tanah
X1E |
X2E |
X0E* |
X0-2 E** = |
DIA |
saya KZ1 |
Saya korsleting 2 *** |
saya KZ0 |
Saya korsleting 0 a **** |
saya KZ0 b |
IKZ *****≈ |
|
X0 E //X2 |
I1 +½ (I2 +I0) |
||||||||||
*Catatan. Resistansi dua bagian rangkaian urutan nol yang dihubungkan secara paralel ditentukan dengan menggunakan rumus 7.1, perhitungan dilakukan pada Tabel 7.2.
**Catatan. Resistansi dari dua resistansi urutan negatif dan nol yang dihubungkan paralel ditentukan dengan menggunakan rumus 7.1.
***Catatan. Arus didistribusikan antara dua resistansi urutan negatif dan nol sesuai dengan rumus 7.2.
****Catatan. Arus didistribusikan antara dua bagian barisan nol menurut rumus 7.2.
*****Catatan. Arus hubung singkat dua fasa ke tanah ditunjukkan dengan rumus perkiraan, nilai pastinya ditentukan secara geometris, lihat di bawah.
Penentuan arus fasa setelah menghitung komponen simetris
Dengan hubung singkat satu fasa, seluruh arus hubung singkat mengalir pada fasa yang rusak; tidak ada arus yang mengalir pada fasa yang tersisa. Arus semua barisan adalah sama satu sama lain.
Untuk memenuhi kondisi tersebut, komponen simetris disusun sebagai berikut (Gbr. 7.3):
Ia 1 |
Ia 2 |
Saya a 0 saya b 0 saya c 0 |
Ia 0 |
||||||||||
Ia 2 |
|||||||||||||
Ib 1 |
IC 2 |
Ia 1 |
|||||||||||
IC 1 |
Ib 2 |
||||||||||||
Arus searah |
Arus balik |
Nol arus |
IC 1 |
Ib 1 |
|||||||||
IC 0 |
Ib 0 |
||||||||||||
sekuensial |
sekuensial |
sekuensial |
IC 2 |
||||||||||
Ib 2 |
|||||||||||||
Gambar 7.3. Diagram vektor untuk komponen simetris dengan hubung singkat satu fasa
Untuk hubung singkat satu fasa arusnya adalah I1 = I2 = I0. Pada fase rusak, besarnya sama dan fasenya bertepatan. Dalam fase yang tidak rusak, arus yang sama dari semua rangkaian membentuk segitiga sama sisi dan jumlah semua arus yang dihasilkan adalah 0.
Dengan hubung singkat dua fasa ke tanah, arus dalam satu fasa yang tidak rusak adalah nol. Arus urutan positif sama dengan jumlah arus urutan nol dan negatif yang berlawanan tanda. Berdasarkan ketentuan ini, kami membangun arus komponen simetris (Gbr. 7.4):
Ia 1 |
Ia 1 |
Ia 2 |
||||||||||||
Saya 2 |
Ib 2 |
|||||||||||||
Ia 0 |
||||||||||||||
Saya a 0 saya b 0 saya c 0 |
Saya 2 |
Ib 2 |
||||||||||||
Saya 1 |
Ib 1 |
Ia 2 |
||||||||||||
IC 0 |
Saya 1 |
Ib 1 |
Ib 0 |
|||||||||||
Beras. 7.4 Diagram vektor komponen simetris arus gangguan dua fasa ke tanah
Dari diagram yang dibangun terlihat bahwa arus fasa pada saat gangguan tanah cukup sulit untuk dibangun, karena sudut arus fasa berbeda dengan sudut komponen simetrisnya. Itu harus dibuat secara grafis atau menggunakan proyeksi ortogonal. Namun, dengan akurasi yang cukup untuk latihan, nilai saat ini dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yang disederhanakan:
Saya f = Saya 1 + 1 2 (Saya 2 + Saya 0 ) = 1,5 Saya 1 |
Arus pada Tabel 7.3 dihitung menggunakan rumus ini.
Jika kita membandingkan arus hubung singkat dua fasa ke tanah menurut Tabel 7.3 dengan arus hubung singkat dua fasa dan tiga fasa menurut Tabel 7.1, kita dapat menyimpulkan bahwa arus hubung singkat dua fasa -sirkuit ke tanah sedikit lebih rendah dari arus hubung singkat dua fasa ke tanah, oleh karena itu sensitivitas proteksi harus ditentukan oleh arus hubung singkat dua fasa. Arus hubung singkat tiga fasa juga lebih tinggi daripada arus hubung singkat dua fasa sebesar
tanah, oleh karena itu penentuan arus hubung singkat maksimum untuk pengaturan proteksi dilakukan dengan menggunakan hubung singkat tiga fasa. Artinya untuk perhitungan proteksi arus hubung singkat dua fasa ke tanah tidak diperlukan dan tidak perlu dihitung. Situasinya agak berubah ketika menghitung arus hubung singkat pada busi pembangkit listrik yang kuat, di mana resistansi urutan negatif dan nol lebih kecil daripada resistansi urutan langsung. Tapi ini tidak ada hubungannya dengan jaringan distribusi, dan untuk pembangkit listrik, arus dihitung di komputer menggunakan program khusus.
7.3 CONTOH PEMILIHAN PERALATAN UNTUK OVERLINE MATI 110-220 meter persegi
Skema 7.1. Jalur udara buntu 110–220 meter persegi. Tidak ada listrik dari PS1 dan PS2. T1 PS1 dihubungkan melalui separator dan hubung singkat. T1 PS2 dihidupkan melalui saklar. Sisi netral pada PS2 HV T1 dibumikan, sedangkan pada PS1 diisolasi. Persyaratan perlindungan minimum:
Pilihan 1 . Proteksi tiga tahap terhadap hubung singkat fasa ke fasa harus digunakan (tahap pertama, tanpa penundaan waktu, dipasang terhadap hubung singkat pada bus PS2 HV, tahap kedua, dengan penundaan waktu singkat, terhadap hubung singkat pada bus LV PS1 dan PS2, tahap ketiga adalah perlindungan maksimal). Perlindungan gangguan tanah - 2 tahap (tahap pertama, tanpa penundaan waktu, diputuskan dari arus yang dikirim ke bus oleh transformator ground PS2, tahap kedua dengan penundaan waktu, memastikan koordinasinya dengan perlindungan jaringan eksternal, tetapi tidak terputus dari arus hubung singkat yang dikirim oleh trafo PS2 ). Autorecloser dua kali atau satu kali harus diterapkan. Tahapan sensitif harus dipercepat selama penutupan kembali. Proteksi tersebut memicu kegagalan pemutus pada gardu induk pasokan. Persyaratan tambahan mencakup perlindungan terhadap kegagalan fasa, penentuan lokasi gangguan pada saluran udara, dan pemantauan umur pemutus sirkuit.
Pilihan 2. Berbeda dengan yang pertama, perlindungan terhadap gangguan tanah bersifat terarah, yang memungkinkannya untuk tidak diatur dari arus hubung singkat terbalik dan, dengan demikian, melakukan perlindungan yang lebih sensitif tanpa penundaan waktu. Dengan cara ini, seluruh lini dapat dilindungi tanpa penundaan waktu.
Catatan: Contoh ini dan contoh selanjutnya tidak memberikan rekomendasi yang tepat mengenai pilihan pengaturan proteksi; referensi untuk menyiapkan proteksi digunakan untuk membenarkan pilihan jenis perlindungan. Dalam kondisi nyata, pengaturan perlindungan yang berbeda dapat diterapkan, dan hal ini perlu ditentukan selama desain tertentu. Proteksi tersebut dapat diganti dengan jenis perangkat proteksi lain yang mempunyai karakteristik yang sesuai.
Rangkaian proteksi sebagaimana telah disebutkan sebaiknya terdiri dari 2 set. Perlindungan dapat diterapkan pada 2 perangkat yang dipilih dari:
MiCOM P121, P122, P123, P126, P127 dari ALSTOM,
F 60, F650 dari GE
dua relay REF 543 dari ABB – dipilih 2 modifikasi yang sesuai,
7SJ 511, 512, 531, 551 SIEMENS – dapat dipilih 2 modifikasi yang sesuai,
dua relay SEL 551 dari SEL.
Skema 7.2. Transit loop terbuka di gardu induk 3.
Saluran udara sirkuit ganda memasuki gardu induk 2, yang bagian-bagiannya beroperasi secara paralel. Dimungkinkan untuk mentransfer potongan ke PS2 dalam mode perbaikan.
DI DALAM Dalam hal ini, saklar bagian pada PS3 dihidupkan. Transit ditutup hanya untuk waktu peralihan dan, ketika memilih perlindungan, korsletingnya tidak diperhitungkan. Sebuah trafo dengan ground netral dihubungkan ke bagian 1 PS3. Tidak ada sumber arus untuk hubung singkat satu fasa di gardu induk 2 dan 3. Oleh karena itu, proteksi pada sisi non daya hanya bekerja secara “cascade”, setelah saluran pada sisi daya diputus. Meskipun kekurangan daya di sisi yang berlawanan, perlindungan harus terarah baik terhadap gangguan tanah maupun terhadap hubung singkat fasa ke fasa. Hal ini memungkinkan pihak penerima untuk mengidentifikasi saluran yang rusak dengan benar.
DI DALAM Secara umum, untuk memberikan proteksi selektif dengan waktu tunda singkat, terutama pada jalur pendek, perlu menggunakan proteksi empat tahap, yang pengaturannya dipilih sebagai berikut: 1 tahap disesuaikan dari hubung singkat
V ujung saluran, tahap ke-2 dikoordinasikan dengan tahap pertama dari garis sejajar pada riam dan tahap pertama dari garis yang berdekatan, tahap ke-3 dikoordinasikan dengan tahap-tahap kedua dari saluran-saluran udara tersebut. Saat mengoordinasikan perlindungan dengan saluran yang berdekatan, saluran dengan dua mode diperhitungkan: di bagian pertama - 1 saluran udara, di bagian kedua - 2, yang secara signifikan memperkeras perlindungan. Ketiga tahap ini melindungi garis, dan tahap terakhir, tahap ke-4, mencadangkan area yang berdekatan. Saat mengoordinasikan proteksi dari waktu ke waktu, durasi kegagalan pemutusan diperhitungkan, yang meningkatkan waktu tunda proteksi terkoordinasi selama durasi kegagalan pemutusan. Saat memilih pengaturan proteksi arus, pengaturan tersebut harus disesuaikan dengan beban total kedua saluran, karena salah satu saluran udara paralel dapat mati kapan saja, dan seluruh beban akan dihubungkan ke satu saluran udara.
DI DALAM Sebagai bagian dari perangkat proteksi, kedua rangkaian proteksi harus terarah. Opsi perlindungan berikut dapat diterapkan:
MiCOM, P127 dan P142 dari ALSTOM,
F60 dan F650 dari GE,
dua relay REF 543 dari ABB - modifikasi arah dipilih,
relay 7SJ512 dan 7SJ 531 dari SIEMENS,
dua relay SEL 351 dari SEL.
Dalam beberapa kasus, karena alasan sensitivitas, terlepas dari arus beban atau memastikan pengoperasian selektif, mungkin perlu menggunakan kendali jarak jauh.
Z = L Z
perlindungan pribadi. Untuk tujuan ini, salah satu proteksi diganti dengan proteksi jarak jauh. Perlindungan jarak dapat diterapkan:
MiCOM P433, P439, P441 dari ALSTOM,
D30 dari GE,
REL 511 dari ABB – modifikasi arah dipilih,
relai 7SA 511 atau 7SA 513 dari SIEMENS,
menyampaikan SEL 311 dari SEL.
7.4. PERLINDUNGAN JARAK JAUH
Tujuan dan prinsip operasi
Proteksi jarak adalah proteksi terarah atau non-arah yang kompleks dengan selektivitas relatif, dibuat dengan menggunakan relai resistansi minimal yang merespons resistansi saluran ke titik gangguan, yang sebanding dengan jarak, yaitu. jarak. Dari sinilah nama perlindungan jarak (DP) berasal. Perlindungan jarak merespons kesalahan fase-ke-fase (kecuali untuk kesalahan berbasis mikroprosesor). Untuk pengoperasian proteksi jarak yang benar, diperlukan rangkaian arus dari sambungan CT dan rangkaian tegangan dari VT. Jika tidak ada atau tidak berfungsinya sirkuit tegangan, pengoperasian remote control yang berlebihan jika terjadi korsleting di area yang berdekatan mungkin terjadi.
Dalam jaringan konfigurasi kompleks dengan beberapa catu daya, proteksi arus lebih sederhana dan terarah (NTZ) tidak dapat menyediakan pemutusan hubung singkat secara selektif. Jadi, misalnya, jika terjadi korsleting pada W 2 (Gbr. 7.5), NTZ 3 harus bertindak lebih cepat daripada RZ I, dan jika terjadi korsleting pada W 1, sebaliknya, NTZ 1 harus bertindak lebih cepat daripada RZ 3. Ini persyaratan yang kontradiktif tidak dapat dipenuhi dengan bantuan NTZ. Selain itu, MTZ dan NTZ seringkali tidak memenuhi persyaratan kecepatan dan sensitivitas. Penonaktifan hubung singkat secara selektif di jaringan cincin yang kompleks dapat dilakukan dengan menggunakan proteksi relai jarak jauh (RD).
Penundaan waktu DZ t 3 bergantung pada jarak (distance) t 3 = f (L PK) (Gbr. 7.5) antara
lokasi pemasangan relai proteksi (titik P) dan titik hubung singkat (K) yaitu L PK, dan bertambah seiring bertambahnya
jarak ke. Penginderaan jauh yang paling dekat dengan lokasi kerusakan mempunyai waktu tunda yang lebih singkat dibandingkan penginderaan jauh yang lebih jauh.
Misalnya, jika terjadi hubung singkat di titik K1 (Gbr. 7.6), D32, yang terletak lebih dekat ke lokasi gangguan, beroperasi dengan waktu tunda yang lebih pendek daripada D31 yang lebih jauh. Jika korsleting juga terjadi di titik K2, maka durasi kerja D32 bertambah, dan korsleting dimatikan secara selektif oleh proteksi penginderaan jauh yang paling dekat dengan lokasi kerusakan.
Elemen utama kendali jarak jauh adalah elemen pengukur jarak jauh (MR), yang menentukan jarak hubung singkat dari lokasi pemasangan proteksi relai. Relai resistansi (PC) digunakan sebagai DO, bereaksi terhadap resistansi total, reaktif atau aktif dari bagian saluran listrik yang rusak (Z, X, R).
Hambatan fasa saluran listrik dari tempat pemasangan relai P ke titik hubung singkat (titik K) sebanding dengan panjang bagian tersebut, karena nilai hambatan terhadap titik hubung singkat sama dengan panjangnya.
bagian dikalikan dengan resistivitas saluran: sp. .
Dengan demikian, perilaku elemen jarak jauh yang bereaksi terhadap hambatan saluran bergantung pada jarak ke lokasi gangguan. Tergantung pada jenis resistensi terhadap reaksi DO (Z, X atau R), DZ dibagi menjadi RE resistensi total, reaktif dan aktif. Relai resistansi yang digunakan pada kendali jarak jauh untuk menentukan co-
resistansi Z PK ke titik hubung singkat, kendalikan tegangan dan arus di lokasi kendali jarak jauh (Gbr. 7.7.).
∆ – perlindungan jarak
KE Terminal PC dilengkapi dengan nilai sekunder UP dan IP dari TN dan CT. Relai dirancang sedemikian rupa sehingga perilakunya secara umum bergantung pada rasio U P terhadap IP. Rasio ini adalah beberapa resistensi Z P . Selama korsleting Z P = Z PK , dan pada nilai Z PK tertentu , PC terpicu; bereaksi terhadap penurunan Z P, karena jika terjadi hubungan pendek UP berkurang
berubah, dan IP meningkat. Nilai tertinggi dimana PC beroperasi disebut resistansi operasi relai Z cp.
Z p = U p I p ≤ Z cp |
Untuk memastikan selektivitas dalam jaringan konfigurasi kompleks pada saluran listrik dengan catu daya dua sisi, gangguan harus diarahkan, bekerja ketika daya hubung singkat diarahkan dari bus ke saluran listrik. Arah aksi gangguan dipastikan dengan bantuan RNM tambahan atau penggunaan PC terarah yang mampu merespons arah daya gangguan.
Ciri-ciri ketergantungan waktu |
||||
Beras. 7.7. Menghubungkan rangkaian arus dan |
tidak ada perlindungan jarak t = f (L |
|||
resistansi relai tegangan |
||||
a – miring; b – melangkah; c – digabungkan |
||||
Karakteristik waktu tunda |
perlindungan jarak |
|||
Ketergantungan waktu aksi DS pada jarak atau hambatan terhadap lokasi gangguan t 3 = f (L PK) atau t 3 = f (Z PK) disebut karakteristik waktu tunda DS. Oleh ha-
Berdasarkan sifat ketergantungannya, PD dibagi menjadi tiga kelompok: dengan karakteristik waktu tindakan yang meningkat (miring), karakteristik bertahap dan gabungan.
(Gbr. 7.8). PD bertingkat beroperasi lebih cepat daripada PD dengan karakteristik miring dan gabungan dan, biasanya, lebih sederhana dalam desain. Penginderaan jauh dengan karakteristik bertahap produksi ChEAZ biasanya dilakukan dengan tiga langkah waktu, sesuai dengan tiga zona aksi penginderaan jauh (Gbr. 7.8, b). Perlindungan mikroprosesor modern memiliki 4, 5 atau 6 tingkat perlindungan. Relai dengan karakteristik miring dikembangkan khusus untuk jaringan distribusi (misalnya DZ-10).
Prinsip perlindungan jaringan selektif menggunakan perangkat perlindungan jarak
Pada saluran listrik dengan catu daya dua sisi, PD dipasang di kedua sisi setiap saluran listrik dan harus bertindak ketika mengarahkan daya dari bus ke saluran listrik. Relai jarak jauh yang beroperasi dalam satu arah daya harus dikoordinasikan satu sama lain dalam waktu dan area jangkauan sehingga pemutusan hubung singkat secara selektif dapat dipastikan. Dalam skema yang dipertimbangkan (Gbr. 7.9.), D31, penginderaan jauh, D35 dan D36, D34, D32 konsisten satu sama lain.
Mengingat tahap pertama kendali jarak jauh tidak mempunyai waktu tunda (t I = 0), sesuai dengan kondisi selektivitas, kendali jarak jauh tidak boleh beroperasi di luar saluran listrik yang dilindungi. Berdasarkan hal tersebut, panjang tahap pertama yang tidak mempunyai waktu tunda (t I = 0), diambil kurang dari panjang saluran listrik yang dilindungi dan biasanya 0,8–0,9 kali panjang saluran listrik. Sisa dari saluran listrik yang dilindungi dan bus-bus dari gardu induk yang berlawanan dilindungi oleh perlindungan tahap kedua dari saluran listrik ini. Panjang dan waktu tunda tahap kedua (biasanya) konsisten dengan lama dan waktu tunda penginderaan jauh tahap pertama pada bagian berikutnya. Misalnya siswa kedua
Gambar 7.9 Koordinasi waktu tunda proteksi relai jarak jauh dengan karakteristik langkah :
∆ z – kesalahan relai jarak; ∆ t – tingkat selektivitas
Tahap ketiga terakhir dari proteksi jarak jauh adalah cadangan, panjangnya dipilih dari kondisi cakupan bagian berikutnya, jika terjadi kegagalan proteksi proteksi atau pemutus arus. Waktu paparan
Nilainya dianggap ∆ t lebih lama dari durasi zona penginderaan jauh kedua atau ketiga pada bagian berikutnya. Dalam hal ini cakupan area tahap ketiga harus dibangun dari ujung zona kedua atau ketiga bagian berikutnya.
Struktur perlindungan garis menggunakan perlindungan jarak
Dalam sistem tenaga domestik, DZ digunakan untuk aksi selama hubung singkat interfase, dan untuk aksi selama hubung singkat satu fasa, digunakan proteksi arus lebih (NP) urutan nol bertahap yang lebih sederhana. Kebanyakan peralatan mikroprosesor memiliki perlindungan jarak yang berlaku untuk semua jenis kerusakan, termasuk gangguan tanah. Relai resistansi (RS) dihubungkan melalui VT dan CT ke tegangan primer masuk
awal dari saluran listrik yang dilindungi. Tegangan sekunder pada terminal PC: U p = U pn K II, dan arus sekunder: I p = I pn K I.
Resistansi pada terminal input relai ditentukan oleh ekspresi.
Transportasi listrik yang tidak terputus dan andal ke konsumen adalah salah satu tugas utama yang terus-menerus diselesaikan oleh para insinyur listrik. Untuk menjamin hal tersebut telah dibuat jaringan listrik yang terdiri dari gardu distribusi dan saluran listrik yang menghubungkannya. Untuk memindahkan energi dalam jarak jauh, digunakan penyangga yang kabel penghubungnya digantung. Mereka diisolasi antara mereka dan tanah oleh lapisan udara sekitar. Saluran seperti itu disebut saluran udara karena jenis insulasinya.
Jika jarak jalur pengangkutan pendek atau untuk alasan keamanan perlu menyembunyikan saluran listrik di dalam tanah, maka digunakan kabel.
Saluran listrik overhead dan kabel terus-menerus diberi tegangan, yang besarnya ditentukan oleh struktur jaringan listrik.
Tujuan proteksi relai saluran listrik
Jika insulasi bagian mana pun dari kabel atau saluran listrik overhead yang panjang rusak, tegangan yang diberikan ke saluran tersebut akan menimbulkan kebocoran atau arus hubung singkat melalui area yang rusak.
Penyebab kegagalan isolasi dapat berupa berbagai faktor yang dapat hilang dengan sendirinya atau melanjutkan efek destruktifnya. Misalnya, seekor bangau yang terbang di antara kabel saluran listrik di atas kepala menyebabkan korsleting antarfasa dengan sayapnya dan terbakar ketika jatuh di dekatnya.
Atau sebatang pohon yang tumbuh sangat dekat dengan penyangga, tertiup angin ke kabel saat terjadi badai dan menyebabkan korsleting.
Dalam kasus pertama, korsleting terjadi dalam waktu singkat dan menghilang, dan dalam kasus kedua, kegagalan isolasi bersifat jangka panjang dan memerlukan penghapusan oleh petugas servis kelistrikan.
Kerusakan seperti ini dapat menyebabkan kerugian besar bagi perusahaan-perusahaan energi. Arus hubung singkat yang diakibatkannya memiliki energi panas yang sangat besar yang tidak hanya dapat membakar kabel-kabel jalur suplai, tetapi juga merusak peralatan listrik di gardu suplai.
Oleh karena itu, segala kerusakan yang terjadi pada saluran listrik harus segera dihilangkan. Hal ini dicapai dengan menghilangkan tegangan dari saluran yang rusak di sisi suplai. Jika saluran listrik tersebut menerima daya dari kedua sisi, maka keduanya harus mematikan tegangan.
Fungsi memantau secara konstan parameter kelistrikan dari keadaan semua saluran listrik dan menghilangkan tegangan dari semua sisi jika terjadi situasi darurat ditugaskan ke sistem teknis yang kompleks, yang secara tradisional disebut proteksi relai.
Kata sifat "relai" berasal dari basis elemen berdasarkan relai elektromagnetik, yang desainnya muncul dengan munculnya saluran listrik pertama dan terus ditingkatkan hingga hari ini.
Perangkat proteksi modular, yang diperkenalkan secara luas ke dalam praktik insinyur tenaga listrik, belum mengecualikan penggantian lengkap perangkat relai dan, menurut tradisi yang ada, juga termasuk dalam perangkat proteksi relai.
Prinsip desain proteksi relai
Badan pemantau jaringan
Untuk memantau parameter kelistrikan saluran listrik, diperlukan lembaga pengukuran yang mampu terus memantau setiap penyimpangan dari mode normal dalam jaringan dan, pada saat yang sama, memenuhi kondisi pengoperasian yang aman.
Pada saluran listrik dengan semua tegangan, fungsi ini ditugaskan ke transformator instrumen. Mereka dibagi menjadi transformator:
saat ini (CT);
tegangan (VT).
Karena kualitas operasi proteksi sangat penting untuk keandalan seluruh sistem kelistrikan, peningkatan persyaratan keakuratan operasi dikenakan pada pengukuran CT dan VT, yang ditentukan oleh karakteristik metrologinya.
Kelas akurasi transformator instrumen untuk digunakan dalam perangkat proteksi relai dan otomasi (proteksi relai dan otomasi) distandarisasi dengan nilai “0,5”, “0,2” dan “P”.
Transformator tegangan
Gambaran umum pemasangan trafo tegangan pada saluran udara 110 kV ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Di sini Anda dapat melihat bahwa VT tidak dipasang di mana pun di sepanjang jalur panjang, tetapi di switchgear gardu listrik. Setiap trafo dihubungkan dengan terminal primernya ke kabel saluran udara dan sirkuit ground yang sesuai.
Tegangan yang diubah oleh belitan sekunder dikeluarkan melalui sakelar 1P dan 2P sepanjang inti kabel daya yang sesuai. Untuk digunakan pada perangkat proteksi dan pengukuran, belitan sekunder dihubungkan dalam konfigurasi bintang dan delta, seperti yang ditunjukkan pada gambar untuk TN-110 kV.
Untuk mengurangi dan mengoperasikan proteksi relai secara akurat, kabel daya khusus digunakan, dan peningkatan persyaratan dikenakan pada pemasangan dan pengoperasiannya.
Transformator pengukur tegangan dibuat untuk setiap jenis tegangan saluran listrik dan dapat dihubungkan menurut sirkuit yang berbeda untuk melakukan tugas tertentu. Tetapi semuanya bekerja berdasarkan prinsip umum - mengubah nilai linier tegangan saluran listrik menjadi nilai sekunder 100 volt dengan penyalinan yang tepat dan penyorotan semua karakteristik harmonik primer pada skala tertentu.
Rasio transformasi VT ditentukan oleh rasio tegangan linier rangkaian primer dan sekunder. Misalnya untuk saluran udara 110 kV yang dipertimbangkan ditulis sebagai berikut: 110000/100.
Transformator arus instrumen
Perangkat ini juga mengubah beban saluran primer menjadi nilai sekunder dengan pengulangan maksimum semua perubahan harmonik arus primer.
Untuk kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan peralatan listrik, peralatan tersebut juga dipasang pada switchgear gardu induk.
Mereka dimasukkan dalam rangkaian saluran udara secara berbeda dari VT: dengan belitan primernya, yang biasanya diwakili oleh hanya satu putaran dalam bentuk konduktor arus searah, mereka hanya memotong setiap kabel fasa saluran. Hal ini terlihat jelas pada foto di atas.
Rasio transformasi CT ditentukan oleh rasio pilihan nilai nominal pada tahap desain saluran transmisi tenaga listrik. Misalnya, jika saluran listrik dirancang untuk mengalirkan arus 600 ampere, dan 5 A akan dilepas pada sisi sekunder CT, maka digunakan sebutan 600/5.
Di bidang energi, ada dua standar nilai arus sekunder yang digunakan:
5 A untuk semua CT hingga 110 kV inklusif;
1 A untuk saluran 330 kV ke atas.
Gulungan sekunder CT dihubungkan untuk koneksi ke perangkat perlindungan sesuai dengan skema yang berbeda:
bintang penuh;
bintang tidak lengkap;
segi tiga.
Setiap sambungan memiliki karakteristik spesifiknya sendiri dan digunakan untuk jenis perlindungan tertentu dengan cara yang berbeda. Contoh penyambungan trafo arus saluran dan belitan relai arus pada rangkaian bintang penuh ditunjukkan pada gambar.
Filter harmonik paling sederhana dan paling umum ini digunakan di banyak skema proteksi relai. Di dalamnya, arus dari setiap fase dikendalikan oleh relai individual dengan nama yang sama, dan jumlah semua vektor melewati belitan yang terhubung ke kabel netral bersama.
Metode penggunaan transformator pengukur arus dan tegangan memungkinkan untuk secara akurat mentransfer proses primer yang terjadi pada peralatan listrik ke sirkuit sekunder untuk digunakan dalam perangkat keras proteksi relai dan pembuatan algoritma untuk pengoperasian perangkat logis untuk menghilangkan proses darurat pada peralatan .
Organ untuk memproses informasi yang diterima
Dalam proteksi relai, elemen kerja utama adalah relai - perangkat listrik yang melakukan dua fungsi utama:
memantau kualitas parameter yang dikontrol, misalnya arus, dan dalam mode normal mempertahankan secara stabil dan tidak mengubah keadaan sistem kontaknya;
setelah mencapai nilai kritis, yang disebut titik setel atau ambang respons, ia langsung mengubah posisi kontaknya dan tetap dalam keadaan ini hingga nilai yang dikontrol kembali ke kisaran nilai normal.
Prinsip pembentukan rangkaian untuk menghubungkan relai arus dan tegangan ke rangkaian sekunder membantu untuk memahami representasi harmonik sinusoidal dengan besaran vektor dengan representasinya pada bidang kompleks.
Gambar di bawah menunjukkan diagram vektor kasus tipikal distribusi sinusoidal pada tiga fase A, B, C selama mode operasi catu daya ke konsumen.
Memantau keadaan rangkaian arus dan tegangan
Secara parsial, prinsip pemrosesan sinyal sekunder ditunjukkan pada diagram sambungan CT dan belitan relai menurut rangkaian bintang penuh dan VT pada ORU-110. Metode ini memungkinkan Anda mengumpulkan vektor dengan cara yang ditunjukkan di bawah ini.
Menghidupkan belitan relai di salah satu harmonik fase ini memungkinkan Anda untuk sepenuhnya mengontrol proses yang terjadi di dalamnya dan mematikan sirkuit dari operasi jika terjadi kecelakaan. Untuk melakukan ini, cukup menggunakan desain perangkat relai arus atau tegangan yang sesuai.
Skema di atas adalah kasus khusus dari beragam penggunaan berbagai filter.
Metode untuk mengendalikan daya yang melewati suatu saluran
Perangkat proteksi relai mengontrol besaran daya berdasarkan pembacaan transformator arus dan tegangan yang sama. Dalam hal ini, rumus terkenal dan hubungan antara daya total, aktif dan reaktif serta nilainya yang dinyatakan dalam vektor arus dan tegangan digunakan.
Di sini diperhitungkan bahwa vektor arus dibentuk oleh ggl yang diterapkan pada resistansi garis dan sama-sama mengatasi bagian aktif dan reaktifnya. Namun dalam hal ini terjadi penurunan tegangan pada daerah dengan komponen Ua dan Up menurut hukum yang digambarkan oleh segitiga tegangan.
Daya dapat ditransfer dari satu ujung saluran ke ujung lainnya dan bahkan berubah arahnya saat mengangkut listrik.
Perubahan arahnya timbul sebagai akibat dari:
peralihan beban oleh personel pengoperasian;
fluktuasi daya dalam sistem karena pengaruh proses sementara dan faktor lainnya;
terjadinya kondisi darurat.
Relai daya (RM) yang beroperasi sebagai bagian dari proteksi dan otomatisasi relai memperhitungkan fluktuasi arahnya dan dikonfigurasi untuk beroperasi ketika nilai kritis tercapai.
Cara untuk mengontrol hambatan garis
Alat proteksi relai yang memperkirakan jarak ke lokasi hubung singkat berdasarkan pengukuran hambatan listrik disebut proteksi jarak, atau disingkat proteksi jarak jauh. Mereka juga menggunakan rangkaian trafo arus dan tegangan dalam pekerjaannya.
Untuk mengukur resistansi, digunakan apa yang dijelaskan untuk bagian rangkaian yang ditinjau.
Ketika arus sinusoidal melewati reaktor aktif, kapasitif, dan induktif, vektor penurunan tegangan yang melintasi reaktor dibelokkan ke arah yang berbeda. Hal ini diperhitungkan oleh perilaku proteksi relai.
Banyak jenis relai resistansi (RS) beroperasi berdasarkan prinsip ini dalam perangkat proteksi relai dan otomasi.
Cara untuk mengontrol frekuensi pada suatu saluran
Untuk menjaga kestabilan periode osilasi arus harmonik yang ditransmisikan sepanjang saluran listrik, digunakan relai pengatur frekuensi. Mereka bekerja berdasarkan prinsip membandingkan sinusoid referensi yang dihasilkan oleh generator internal dengan frekuensi yang diperoleh dari transformator pengukur saluran.
Setelah memproses kedua sinyal ini, relai frekuensi menentukan kualitas harmonik yang dikontrol dan, ketika nilai yang ditetapkan tercapai, mengubah posisi sistem kontak.
Fitur pemantauan parameter garis dengan perlindungan digital
Perkembangan mikroprosesor yang menggantikan teknologi relai juga tidak dapat bekerja tanpa nilai arus dan tegangan sekunder yang diambil dari trafo instrumen CT dan VT.
Untuk mengoperasikan proteksi digital, informasi tentang sinusoid sekunder diproses dengan metode pengambilan sampel, yang terdiri dari pengenaan frekuensi tinggi pada sinyal analog dan penetapan amplitudo parameter yang dikontrol pada perpotongan grafik.
Karena langkah pengambilan sampel yang kecil, metode pemrosesan yang cepat, dan penggunaan metode perkiraan matematis, diperoleh akurasi pengukuran arus dan tegangan sekunder yang tinggi.
Nilai digital yang dihitung dengan cara ini digunakan dalam algoritma pengoperasian perangkat mikroprosesor.
Bagian logis dari proteksi dan otomatisasi relai
Setelah nilai utama arus dan tegangan yang ditransmisikan melalui saluran listrik dimodelkan oleh transformator instrumen, dipilih untuk diproses oleh filter dan dirasakan oleh organ sensitif perangkat relai arus, tegangan, daya, hambatan dan frekuensi, giliran rangkaian relai logis untuk beroperasi.
Desainnya didasarkan pada relai yang beroperasi dari sumber tambahan tegangan langsung, penyearah, atau bolak-balik, yang juga disebut operasional, dan rangkaian yang ditenagai olehnya bersifat operasional. Istilah ini memiliki arti teknis: lakukan peralihan dengan sangat cepat, tanpa penundaan yang tidak perlu.
Kecepatan pengoperasian rangkaian logika sangat menentukan kecepatan penghentian situasi darurat, dan akibatnya, tingkat konsekuensi destruktifnya.
Menurut cara mereka melakukan tugasnya, relai yang beroperasi di sirkuit operasional disebut perantara: mereka menerima sinyal dari elemen proteksi pengukur dan mengirimkannya dengan mengalihkan kontaknya ke badan eksekutif: relai keluaran, solenoida, elektromagnet untuk mematikan atau memutar pada saklar daya.
Relai perantara biasanya memiliki beberapa pasang kontak yang beroperasi untuk menutup atau membuka suatu rangkaian. Mereka digunakan untuk reproduksi perintah secara simultan antara perangkat proteksi relai yang berbeda.
Penundaan waktu cukup sering dimasukkan ke dalam algoritma operasi proteksi relai untuk memastikan prinsip selektivitas dan pembentukan urutan untuk algoritma tertentu. Ini memblokir pengoperasian perlindungan selama durasi pengaturan.
Input penundaan ini dibuat menggunakan relai waktu khusus (RT), yang memiliki mekanisme jam yang mempengaruhi kecepatan pengoperasian kontaknya.
Bagian logis dari proteksi relai menggunakan salah satu dari banyak algoritma yang dibuat untuk berbagai kasus yang mungkin timbul pada saluran listrik dengan konfigurasi dan tegangan tertentu.
Sebagai contoh, kita dapat memberikan beberapa nama pengoperasian logika dua proteksi relai berdasarkan pengaturan arus saluran listrik:
pemutusan arus (penunjukan kecepatan) tanpa penundaan waktu atau dengan penundaan (memastikan selektivitas RF) dengan mempertimbangkan arah daya (karena relai RM) atau tanpa itu;
perlindungan arus lebih, yang dapat dilengkapi dengan kontrol yang sama dengan pemutus, lengkap dengan atau tanpa pemeriksaan tegangan minimum pada saluran.
Pengoperasian logika proteksi relai sering kali mencakup elemen otomatisasi berbagai perangkat, misalnya:
penutupan kembali pemutus arus listrik satu fasa atau tiga fasa;
menyalakan daya cadangan;
percepatan;
frekuensi pembongkaran.
Bagian logis dari proteksi saluran dapat dibuat dalam kompartemen relai kecil tepat di atas sakelar daya, yang khas untuk switchgear luar ruangan dengan tegangan hingga 10 kV, atau menempati beberapa panel berukuran 2x0,8 m di ruang relai.
Misalnya, logika proteksi saluran 330 kV dapat ditempatkan pada panel proteksi terpisah:
menyimpan;
DZ - jarak jauh;
DFZ - fase diferensial;
HFB - pemblokiran frekuensi tinggi;
OAPV;
percepatan.
Sirkuit keluaran
Elemen terakhir dari proteksi relai saluran adalah rangkaian keluaran. Logika mereka juga didasarkan pada penggunaan relay perantara.
Sirkuit keluaran membentuk urutan pengoperasian sakelar saluran dan menentukan interaksi dengan sambungan yang berdekatan, perangkat (misalnya, kegagalan pemutus - sakelar cadangan dimatikan) dan elemen proteksi relai lainnya.
Proteksi saluran sederhana mungkin hanya memiliki satu relai keluaran, yang pengoperasiannya menyebabkan pemutus arus terputus. Dalam sistem perlindungan bercabang yang kompleks, sirkuit logis khusus dibuat yang beroperasi sesuai dengan algoritma tertentu.
Penghapusan tegangan terakhir dari saluran jika terjadi keadaan darurat dilakukan oleh sakelar daya, yang digerakkan oleh gaya elektromagnet pematian. Untuk pengoperasiannya, disediakan sirkuit daya khusus yang dapat menahan beban kuat. ki.
Mengeluh
Bagian 3. Perlindungan dan otomatisasi
Bab 3.2. Perlindungan relai
Proteksi saluran udara pada jaringan dengan tegangan 110-500 kV dengan ground netral yang efektif
3.2.106. Untuk saluran dalam jaringan 110-500 kV dengan ground netral yang efektif, perangkat proteksi relai terhadap gangguan multifase dan gangguan pembumian harus disediakan.
3.2.107. Proteksi harus dilengkapi dengan perangkat yang menghalangi aksinya selama ayunan, jika ayunan atau gerakan asinkron mungkin terjadi dalam jaringan, di mana kemungkinan besar terjadi operasi proteksi yang berlebihan. Diperbolehkan untuk melakukan perlindungan tanpa memblokir perangkat jika disesuaikan dengan perubahan waktu (sekitar 1,5-2 detik).
3.2.108. Untuk saluran 330 kV ke atas, proteksi harus disediakan sebagai proteksi utama, yang bertindak tanpa penundaan jika terjadi korsleting di titik mana pun di kawasan lindung.
Untuk saluran dengan tegangan 110-220 kV, pertanyaan tentang jenis proteksi utama, termasuk kebutuhan untuk menggunakan proteksi yang bekerja tanpa penundaan selama hubung singkat di setiap titik kawasan lindung, harus diselesaikan terutama dengan mempertimbangkan kebutuhan untuk menjaga kestabilan sistem tenaga listrik. Selain itu, jika, menurut perhitungan stabilitas operasi sistem tenaga, persyaratan lain yang lebih ketat tidak diberlakukan, dapat diterima bahwa persyaratan yang ditentukan, sebagai suatu peraturan, dipenuhi ketika terjadi hubung singkat tiga fasa, di mana tegangan sisa pada bus-bus pembangkit listrik dan gardu induk di bawah 0,6-0,7 kamu tidak, matikan tanpa penundaan waktu. Nilai tegangan sisa yang lebih rendah (0,6 kamu nom) dapat diperbolehkan untuk saluran 110 kV, saluran 220 kV yang kurang kritis (dalam jaringan yang sangat bercabang di mana daya ke konsumen disuplai secara andal dari beberapa sisi), serta untuk saluran 220 kV yang lebih kritis jika terjadi korsleting yang dimaksud. tidak menimbulkan beban pelepasan yang signifikan.
Saat memilih jenis proteksi yang dipasang pada saluran 110-220 kV, selain persyaratan untuk menjaga stabilitas sistem tenaga, hal-hal berikut harus diperhatikan:
1. Pada saluran 110 kV dan lebih tinggi yang memanjang dari pembangkit listrik tenaga nuklir, serta pada semua elemen jaringan yang berdekatan, di mana, selama hubung singkat multifasa, tegangan sisa urutan positif pada sisi tegangan lebih tinggi dari nuklir unit pembangkit listrik dapat berkurang hingga lebih dari 0,45 dari nilai nominal, redundansi proteksi kecepatan tinggi dengan waktu tunda tidak melebihi 1,5 detik dengan mempertimbangkan aksi kegagalan pemutus.
2. Gangguan yang penutupannya dengan penundaan waktu dapat mengakibatkan terganggunya pengoperasian konsumen kritis, harus dimatikan tanpa penundaan waktu (misalnya gangguan yang tegangan sisa pada bus pembangkit listrik dan gardu induk akan berkurang). berada di bawah 0,6 kamu tidak, jika mematikannya dengan waktu tunda dapat menyebabkan self-discharge karena longsoran tegangan, atau kerusakan dengan tegangan sisa 0,6 kamu tidak atau lebih, jika mematikannya dengan penundaan waktu dapat menyebabkan gangguan pada teknologi).
3. Jika perlu untuk melakukan penutupan kembali otomatis berkecepatan tinggi, pelindung kecepatan tinggi harus dipasang pada saluran, memastikan bahwa saluran yang rusak terputus tanpa penundaan waktu di kedua sisi.
4. Ketika pemutusan dengan penundaan waktu gangguan dengan arus beberapa kali lebih tinggi dari arus pengenal, panas berlebih pada konduktor mungkin terjadi.
Diperbolehkan menggunakan perlindungan berkecepatan tinggi dalam jaringan yang kompleks dan jika tidak ada kondisi yang disebutkan di atas, jika hal ini diperlukan untuk memastikan selektivitas.
3.2.109. Saat menilai ketentuan persyaratan stabilitas, berdasarkan nilai tegangan sisa menurut 3.2.108, perlu berpedoman pada hal-hal berikut:
1. Untuk sambungan tunggal antara pembangkit listrik atau sistem tenaga, tegangan sisa yang ditentukan dalam 3.2.108 harus diperiksa pada bus-bus gardu induk dan pembangkit listrik yang termasuk dalam sambungan ini, jika terjadi hubung singkat pada saluran-saluran yang memanjang dari bus-bus tersebut, kecuali untuk garis-garis yang membentuk sambungan; untuk sambungan tunggal yang memuat sebagian bagian dengan garis sejajar - juga dengan hubung singkat pada masing-masing garis sejajar tersebut.
2. Jika terdapat beberapa sambungan antara pembangkit listrik atau sistem tenaga listrik, nilai tegangan sisa yang ditentukan dalam 3.2.108 harus diperiksa pada bus-bus hanya dari gardu induk atau pembangkit listrik di mana sambungan-sambungan tersebut dihubungkan, jika terjadi korsleting. pada sambungan dan jalur lain yang ditenagai oleh bus-bus ini, serta pada jalur-jalur yang ditenagai oleh bus-bus gardu komunikasi.
3. Tegangan sisa harus diperiksa selama hubung singkat di ujung zona yang dicakup oleh proteksi tahap pertama dalam mode trip gangguan kaskade, yaitu setelah pemutus arus dari ujung saluran yang berlawanan dengan proteksi tanpa waktu tersandung. menunda.
3.2.110. Pada saluran tunggal dengan catu daya satu arah dari gangguan polifase, proteksi arus langkah atau proteksi arus dan tegangan langkah harus dipasang. Jika proteksi tersebut tidak memenuhi persyaratan sensitivitas atau kecepatan penghentian gangguan (lihat 3.2.108), misalnya, pada bagian kepala, atau jika hal ini disarankan berdasarkan kondisi koordinasi proteksi pada bagian yang berdekatan dengan proteksi bagian yang dimaksud, perlindungan jarak bertahap harus disediakan. Dalam kasus terakhir, disarankan untuk menggunakan pemutusan arus tanpa penundaan waktu sebagai perlindungan tambahan.
Sebagai aturan, perlindungan urutan nol terarah atau non-arah arus langkah harus diberikan terhadap gangguan tanah. Perlindungan harus dipasang, sebagai suatu peraturan, hanya pada sisi-sisi dimana daya dapat disuplai.
Untuk saluran yang terdiri dari beberapa bagian yang berurutan, untuk menyederhanakan, diperbolehkan menggunakan proteksi arus dan tegangan bertahap non-selektif (terhadap gangguan multifase) dan proteksi arus urutan nol bertahap (terhadap gangguan tanah) dalam kombinasi dengan perangkat penutupan berurutan. .
3.2.111. Pada saluran tunggal dengan daya dari dua sisi atau lebih (yang terakhir pada saluran dengan cabang), baik dengan atau tanpa sambungan bypass, serta pada saluran yang termasuk dalam jaringan cincin dengan satu titik daya, harus ada perlindungan terhadap jarak hubung singkat multifase. perlindungan diterapkan (kebanyakan tiga tahap), digunakan sebagai cadangan atau primer (yang terakhir - hanya pada saluran 110-220 kV).
Sebagai perlindungan tambahan, disarankan untuk menggunakan pemutusan arus tanpa penundaan waktu. Dalam beberapa kasus, diperbolehkan untuk menggunakan pemutusan arus untuk bertindak jika terjadi kesalahan sambungan ke hubung singkat tiga fasa di tempat proteksi dipasang, ketika pemutusan arus yang dilakukan untuk operasi dalam mode lain tidak memenuhi. persyaratan sensitivitas (lihat 3.2.26).
Sebagai aturan, perlindungan urutan nol terarah atau non-arah arus langkah harus diberikan terhadap gangguan tanah.
3.2.112. Sebagai proteksi utama terhadap gangguan multifase di ujung penerima bagian kepala jaringan cincin dengan satu titik daya, direkomendasikan untuk menggunakan proteksi arah arus satu tahap; pada jalur tunggal lainnya (terutama 110 kV), dalam beberapa kasus diperbolehkan menggunakan proteksi arus langkah atau proteksi arus dan tegangan langkah, menjadikannya terarah jika perlu. Perlindungan umumnya harus dipasang hanya pada sisi dimana daya dapat disuplai.
3.2.113. Pada saluran paralel yang disalurkan pada dua sisi atau lebih, dan pada ujung pengumpan saluran paralel yang disalurkan pada satu sisi, proteksi yang sama dapat digunakan seperti pada saluran tunggal yang bersangkutan (lihat 3.2.110 dan 3.2.111).
Untuk mempercepat pemutusan gangguan tanah, dan dalam beberapa kasus, gangguan antar fasa pada saluran dengan catu daya dua sisi, proteksi tambahan dapat digunakan untuk mengontrol arah daya pada saluran paralel. Proteksi ini dapat dilaksanakan dalam bentuk proteksi arus transversal tersendiri (dengan penyertaan relai untuk arus urutan nol atau arus fasa) atau hanya dalam bentuk rangkaian percepatan proteksi terpasang (arus urutan nol, arus maksimum). , jarak, dll.) dengan daya kendali arah pada garis paralel.
Untuk meningkatkan sensitivitas proteksi urutan-nol, dimungkinkan untuk menghilangkan masing-masing tahapan dari operasi ketika pemutus sirkuit saluran paralel diputus.
Proteksi diferensial arah melintang umumnya harus disediakan pada ujung penerima dari dua jalur umpan ujung tunggal yang paralel.
3.2.114. Jika proteksi menurut 3.2.113 tidak memenuhi persyaratan kecepatan (lihat 3.2.108), sebagai proteksi utama (saat mengoperasikan dua jalur paralel) pada ujung suplai dari dua jalur paralel 110-220 kV dengan suplai satu arah dan pada dua saluran paralel 110 kV dengan Dengan catu daya dua arah, perlindungan arah diferensial melintang dapat digunakan terutama dalam jaringan distribusi.
Dalam hal ini, dalam mode operasi satu saluran, serta sebagai cadangan saat mengoperasikan dua saluran, perlindungan menurut 3.2.110 dan 3.2.111 digunakan. Dimungkinkan untuk mengaktifkan proteksi ini atau tahapan individualnya dengan jumlah arus kedua saluran (misalnya, tahap terakhir proteksi arus urutan nol) untuk meningkatkan sensitivitasnya terhadap kerusakan pada elemen yang berdekatan.
Diperbolehkan untuk menggunakan proteksi arah diferensial melintang selain proteksi arus langkah pada saluran paralel 110 kV untuk mengurangi waktu penghentian gangguan pada saluran yang dilindungi dalam kasus di mana, menurut kondisi kecepatan (lihat 3.2.108), penggunaannya tidak wajib .
3.2.115. Jika proteksi menurut 3.2.111-3.2.113 tidak memenuhi persyaratan kecepatan (lihat 3.2.108), proteksi diferensial frekuensi tinggi dan longitudinal harus disediakan sebagai proteksi utama saluran tunggal dan paralel dengan catu daya dua sisi .
Untuk saluran 110-220 kV, direkomendasikan untuk melakukan proteksi dasar dengan menggunakan pemblokiran jarak frekuensi tinggi dan proteksi urutan nol arah arus, bila hal ini sesuai karena kondisi sensitivitas (misalnya, pada saluran dengan cabang) atau penyederhanaan perlindungan.
Jika perlu memasang kabel khusus, penggunaan proteksi diferensial longitudinal harus dibenarkan oleh perhitungan teknis dan ekonomi.
Untuk memantau kemudahan servis kabel proteksi tambahan, perangkat khusus harus disediakan.
Pada saluran 330-350 kV, selain proteksi frekuensi tinggi, penggunaan perangkat untuk mentransmisikan sinyal frekuensi tinggi yang tripping atau permisif (untuk mempercepat aksi proteksi cadangan langkah) harus disediakan, jika perangkat ini disediakan untuk tujuan lain. Pada saluran 500 kV diperbolehkan memasang perangkat yang ditentukan khusus untuk proteksi relai.
Hal ini diperbolehkan dalam kasus di mana diperlukan oleh kondisi kecepatan (lihat 3.2.108) atau sensitivitas (misalnya, pada jalur dengan cabang), penggunaan transmisi sinyal trip untuk mempercepat aksi proteksi langkah 110- saluran 220 kV.
3.2.116. Saat melakukan proteksi dasar menurut 3.2.115, hal berikut harus digunakan sebagai cadangan:
- terhadap hubung singkat multifase, sebagai aturan, perlindungan jarak jauh, terutama tiga tahap;
- terhadap gangguan tanah, perlindungan urutan nol terarah atau non-arah arus langkah.
Dalam hal penonaktifan proteksi utama dalam jangka panjang yang ditentukan dalam 3.2.115, ketika proteksi ini dipasang sesuai dengan persyaratan pemutusan gangguan dengan cepat (lihat 3.2.108), diperbolehkan untuk menyediakan percepatan non-selektif dari proteksi perlindungan terhadap gangguan antar fasa (misalnya, dengan kontrol rangkaian nilai tegangan searah).
3.2.117. Proteksi utama, tahap proteksi cadangan berkecepatan tinggi terhadap gangguan multifase dan elemen pengukuran perangkat penutupan otomatis untuk saluran 330-350 kV harus memiliki desain khusus yang memastikan fungsi normalnya (dengan parameter yang ditentukan) dalam kondisi intens proses elektromagnetik sementara dan konduktivitas kapasitif yang signifikan dari saluran. Untuk tujuan ini hal-hal berikut harus disediakan:
- dalam kit perlindungan dan elemen pengukuran OAPV - tindakan yang membatasi pengaruh proses elektromagnetik transien (misalnya, filter frekuensi rendah);
- dalam perlindungan frekuensi tinggi fase diferensial yang dipasang pada saluran yang panjangnya lebih dari 150 km, perangkat untuk mengkompensasi arus yang disebabkan oleh konduktivitas kapasitif saluran.
Saat mengaktifkan proteksi kecepatan tinggi untuk jumlah arus dari dua atau lebih transformator arus, jika tidak mungkin memenuhi persyaratan 3.2.29, disarankan untuk mengambil tindakan khusus untuk mencegah pengoperasian proteksi yang tidak perlu jika terjadi dari kerusakan eksternal (misalnya, pengerasan proteksi) atau memasang satu set transformator arus terpisah di sirkuit saluran untuk memberi daya pada proteksi.
Pada proteksi yang dipasang pada saluran 330-500 kV yang dilengkapi dengan perangkat kompensasi kapasitif memanjang, tindakan harus diambil untuk mencegah pengoperasian proteksi yang berlebihan jika terjadi kerusakan eksternal yang disebabkan oleh pengaruh perangkat ini. Misalnya, relai arah daya urutan negatif atau transmisi sinyal aktif dapat digunakan. ¶×
Tugas proteksi relai, peran dan tujuannya adalah untuk memastikan pengoperasian sistem tenaga yang andal dan pasokan listrik ke konsumen tidak terputus. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya kompleksitas rangkaian dan pertumbuhan jaringan listrik, konsolidasi sistem tenaga, dan peningkatan kapasitas terpasang kedua stasiun secara keseluruhan dan daya satuan nominal masing-masing unit. Hal ini, pada gilirannya, mempengaruhi pengoperasian sistem tenaga: pengoperasian pada batas stabilitas, adanya jalur komunikasi antarsistem yang panjang, dan peningkatan kemungkinan terjadinya kecelakaan berantai. Dalam hal ini, persyaratan untuk kecepatan, selektivitas, sensitivitas dan keandalan proteksi relai semakin meningkat. Perangkat proteksi relai yang menggunakan perangkat semikonduktor semakin meluas. Penggunaannya membuka lebih banyak peluang untuk menciptakan perlindungan berkecepatan tinggi.
Saat ini, perangkat proteksi relai berbasis mikroprosesor telah dikembangkan dan mulai digunakan secara aktif, yang memungkinkan untuk lebih meningkatkan kecepatan dan keandalan proteksi serta mengurangi biaya perbaikan dan pemeliharaannya.
1.2.2 Parameter transformator dirangkum dalam Tabel 2.
TABEL 1.2
PEMILIHAN JENIS PERANGKAT PROTEKSI RELAI
Proteksi relai saluran udara 110 kV.
| Mengubah |
| Lembaran |
| Dokumen no. |
| Lembaran |
| Dokumen no. |
| Tanda tangan |
| tanggal |
| Lembaran |
| KP.140408.43.06.PZ |
| Mengubah |
| Lembaran |
| Dokumen no. |
| Tanda tangan |
| tanggal |
| Lembaran |
| KP.140408.43.06.PZ |
3.1 Perhitungan resistansi urutan langsung elemen rangkaian.
Perhitungan resistansi dilakukan dalam satuan bernama (Ohm), pada tegangan dasar Ub=115 kV.
Rangkaian ekivalen ditunjukkan pada Gambar.
C1: X 1 = X *s * = 1,3* = 9,55 Ohm
X 2 =X ketukan *l* =0,4*70* =28 Ohm
X 3 = X ketukan. *l* =0,4*45* = 18 Ohm
X 4 = X ketukan *l* =0,4*30* = 12 Ohm
X 5 = X ketukan *l* =0,4*16* = 6,4 Ohm
T 6 = * = * =34,72 Ohm
T 7 = * = * =220,4 Ohm
X 3,4 =18+12=30 Ohm
| Mengubah |
| Lembaran |
| Dokumen no. |
| Tanda tangan |
| tanggal |
| Lembaran |
| KP.140408.43.06.PZ |
X 2,4 = = 14,48 Ohm
X 1-4 =9,55+14,48=24,03 Ohm
X 1-5 =24,03+6,4=30,34
| Mengubah |
| Lembaran |
| Dokumen no. |
| Tanda tangan |
| tanggal |
| Lembaran |
| KP.140408.43.06.PZ |
Saya (3) (k 2) = = =2,18 kA
Saya (3) (k 3) = = =0,26 kA
3.2 Perhitungan arus hubung singkat satu fasa ke ground di titik K-2.
C1: X 1 = X *s * = 1,6* = 11,76 Ohm
X 2 =X ketukan *l* =0,8*70* =56 Ohm
X 3 = X ketukan. *l* =0,8*45* = 36 Ohm
X 4 = X ketukan *l* =0,8*30* = 24 Ohm
X 5 = X ketukan *l* =0,8*16* = 12,8 Ohm
X 3,4 =36+24= 60 Ohm
| Mengubah |
| Lembaran |
| Dokumen no. |
| Tanda tangan |
| tanggal |
| Lembaran |
| KP.140408.43.06.PZ |
X 2,3,4 =(60*56)/(60+56)= 28,97 Ohm
X 1-4 =11,76+28,97 Ohm
| Mengubah |
| Lembaran |
| Dokumen no. |
| Tanda tangan |
| tanggal |
| Lembaran |
| KP.140408.43.06.PZ |
X 1-6 =18,74+12,8=31,54 Ohm
X res.0 (k2) = 31,54 Ohm
3I 0(k2) = = = 2,16 kA
3.6 Perhitungan arus hubung singkat pada titik K-4 dan K-5.
| Ub=Umin=96,6 kV | Ub=Umaks=126 kV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X 10 = X s1.2 = X s1.2 rata-rata. * = 24,03* = 16,96 Ohm | X 10 = X s1.2 = X s1.2 rata-rata. * = 24,03* = 28,85 Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Xc = Xc av* = = 16,96 Ohm | Xc = Xc av* = = 28,85 Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X T(-PO) = * = =41,99 | U ke (+ N) =U ke nom. + =17,5+ = 18,4 Xt (+ N) = * * =71,44 Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Z nw =0,3*1,5* = 38,01 Ohm | Z nw =0,3*1,5* = 64,8 Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poin K-4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hrez(k4)=Xs+Htv(-ro)=16,96+41,99=58,95 Ohm | Hrez(k4)=Xs+Xtv(+N)=28,85+71,44=100,29 Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I (3) pada maks = =0,95kA | I (3) pada maks = =0,73 kA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nilai sebenarnya arus hubung singkat pada titik K-4, berhubungan dengan tegangan 37 kV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I (3) pada maks = 0,95* =8,74 kA | I (3) pada maks =0,73* =8,76 kA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poin K-5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.1 Perlindungan saluran dengan catu daya satu arah. 4.1.1 Perhitungan proteksi arus dua tahap terhadap hubung singkat fasa ke fasa pada saluran W. Perhitungan pemutusan arus tanpa penundaan waktu dari hubung singkat fasa ke fasa (tahap I). 1)I 1 sz Kots.*I (3) k-3maks=1,2*0,26=0,31 kA 2)Kch=I (2) k-1mnt/Is.z. 1 =2,76*0,87/0,31=7,74 Kch = I (2) k-2 menit/Is.z. 1 1,5=2,18*0,87/0,31=6,12 3)I (1) c.r.=I (1) cz*Ksh/K1=0,31*1/(100/5)=0,02 kA 4) Waktu respons dari pemutusan arus diasumsikan 0,1 detik Perhitungan proteksi arus maksimum dengan waktu tunda dari hubung singkat fasa ke fasa (tahap II). 1)I II sz Kots*Ksz/Kv)*Iload.max=(1.2*2/0.8)*0.03=0.09 kA Iload.max=Snom.t./ =6,3/ =0,03 kA 2) Kch= I (2) k-3 menit/Is.z. Saya 1 1,2=0,26*0,87/0,09=2,51 3) I (11) c.r.=I (11) cz*Ksh/K1=0,09*1/(100/5)=0,0045 kA 4) Waktu respon MTZ dipilih sesuai dengan kondisi kesepakatan dengan MTZ tr-ra. t II sz=tsz(mtz t-raT)+ t=2+0,4=2,4s 4.1.2. Perhitungan proteksi arus dua tahap terhadap hubung singkat ke ground saluran W. Perhitungan arus cut-off urutan nol tanpa waktu tunda (1 tahap). 1)I (1) 0cz 3I0 (1) k-2 menit/Kch=2,16/1,5=1,44 kA 2) Saya (1) 0ср I0 (1) сз*Ксх/К Saya =1,44*1/(100/5)=0,072 kA 3) Waktu respons dari pemutusan arus diasumsikan 0,1 detik. Perhitungan proteksi arus urutan nol dengan waktu tunda (tahap ke-2). 1)I 11 0сз Kots*Inb.max=Kots*Kper*Knb*Icalc.=1,25*1*0,05*0,26=0,02 kA Saya menerima saya 11 0сз=60А 4.2 Perhitungan proteksi transformator.
Pengaturan harus dipilih dari dua kondisi: - melepaskan arus masuk dari arus magnetisasi transformator daya. - menghilangkan ketidakseimbangan arus primer maksimum selama mode transien dari hubung singkat eksternal yang dihitung. Melepaskan arus magnetisasi arus masuk. Ketika transformator daya dihidupkan dari sisi tegangan yang lebih tinggi, rasio arus masuk magnetisasi dengan amplitudo arus pengenal transformator yang dilindungi tidak melebihi 5. Hal ini sesuai dengan rasio amplitudo arus masuk magnetisasi terhadap nilai efektif arus pengenal harmonik pertama sama dengan 5 = 7. Cutoff bereaksi terhadap nilai sesaat dan sama dengan 2,5*Idif./Inom. Pengaturan minimum yang mungkin untuk harmonik pertama adalah Idiff/Inom = 4, yang berkontribusi terhadap 2,5 * 4 = 10 dalam hal rasio amplitudo. Perbandingan nilai yang diperoleh menunjukkan bahwa batas nilai sesaat disesuaikan dengan kemungkinan lonjakan arus magnetisasi. Perhitungan menunjukkan bahwa nilai efektif harmonik pertama dari lonjakan arus magnetisasi tidak melebihi 0,35 amplitudo lonjakan. Jika amplitudo sama dengan nilai 7 rms arus pengenal, maka nilai rms harmonik pertama adalah 7*0,35=2,46. Oleh karena itu, meski dengan pengaturan minimal 4 In. Cutoff disesuaikan terhadap lonjakan arus magnetisasi dan ketika diatur ke harmonik pertama dari arus diferensial. Detuning dari ketidakseimbangan arus selama hubungan pendek eksternal.
Idiff/Inom Kots*Knb(1)*Ikz.in.max dimana Knb(1) adalah rasio amplitudo harmonik pertama dari arus ketidakseimbangan dengan amplitudo tereduksi dari komponen periodik arus gangguan eksternal. Jika CT dengan arus pengenal sekunder 5A digunakan pada kedua sisi HV dan LV, Knb(1)=0,7 dapat diambil. Jika CT dengan arus pengenal sekunder 1A digunakan pada sisi HV, maka Knb(1)=1.0 harus diambil. Koefisien detuning (Cots) diasumsikan 1,2. Is.in.max adalah rasio arus hubung singkat eksternal yang dihitung dengan arus pengenal transformator. Jika arus Irms melewati transformator yang dilindungi, ia dapat membawa arus diferensial. Idif.=(Nper*Kodn*E+ Urpn+ iseng.)*Iskv=(2*1.0+0.13+0.04)*Iskv=0.37*Iskv. Saat menurunkan rumus ini, diasumsikan bahwa satu CT beroperasi secara akurat, CT kedua memiliki kesalahan yang sama dengan Idiff. Mari kita perkenalkan konsep koefisien pengurangan arus pengereman. Ksn.t.=Ibr./Iskv.=1-0.5*(Nper*Codn.*E + Uрпн+ iseng)/Ksn.t.=100*1,3*(2*1*0,1+0,13+0,04)/0,815=59 Break point kedua dari karakteristik pengereman: It 2 /Inom menentukan besar kecilnya bagian kedua dari karakteristik pengereman. Dalam mode beban dan serupa, arus pengereman sama dengan arus yang lewat. Munculnya gangguan belokan hanya sedikit mengubah arus primer, sehingga arus pengereman hampir tidak berubah. Untuk sensitivitas tinggi terhadap gangguan belokan, bagian kedua harus mencakup mode beban terukur (Im/Inom=1), mode beban berlebih jangka panjang yang diizinkan (Im/Inom=1.3). Diinginkan bahwa bagian kedua juga mencakup mode kemungkinan kelebihan beban jangka pendek (motor dapat menyala sendiri setelah sakelar transfer otomatis, arus start dari motor yang kuat, jika ada).
Saya ambil I g2/I g1=0,15 Kami menghitung koefisien sensitivitas untuk jaringan yang sedang dipertimbangkan. Arus proteksi primer tanpa adanya pengereman: Iс.з=Inom*(I 1/Inom)=208*0,3=62,4 A. Saat memeriksa sensitivitas perlindungan, kami memperhitungkan bahwa karena arah pengereman, tidak ada arus pengereman selama gangguan internal. Sensitivitas terhadap hubung singkat dua fasa pada sisi LV Kch=730*0,87/62,4=10,18 Kesimpulan: sensitivitasnya cukup. 4.3 Perlindungan kelebihan beban “Sirius-T”. Pengaturan sinyal kelebihan beban diasumsikan sebagai berikut: Isz=Kots*Inom/Kv=1,05*3,4/0,95=3,76, dimana koefisien detuning Kots=1,05; koefisien pengembalian pada perangkat ini adalah Kv=0,95. Disarankan untuk menentukan arus pengenal Inom dengan mempertimbangkan kemungkinan peningkatannya sebesar 5% saat mengatur tegangan. Untuk trafo 40 MVA, arus sekunder pengenal pada cabang tengah sisi HV dan LV adalah 3,4 dan 3,5 A. Nilai pengaturan beban yang dihitung adalah sama. Sisi HV:Ivn=1,05*1,05*3,4/0,95=3,95 A Sisi LV: Penginapan=1,05*1,05*3,5/0,95=4,06 A Jika transformator memiliki belitan LV terpisah, maka pengendalian beban berlebih harus dilakukan dengan perangkat proteksi input yang dipasang pada sakelar samping LV. Perlindungan beroperasi pada ban dengan tсз=6с.
Perhitungan parameter operasi (pengaturan) proteksi arus lebih terdiri dari pemilihan arus operasi proteksi (primer); arus operasi relai. Selain itu, dilakukan pemeriksaan perhitungan trafo arus. Memilih arus operasi. Pengaturan proteksi arus maksimum saat ini harus memastikan bahwa proteksi pemadaman tidak beroperasi selama beban lebih berturut-turut dan sensitivitas yang diperlukan untuk semua jenis hubung singkat di zona utama dan di zona cadangan. Isz=Ksz*Ksh/Ktt=265*1/(300/5)=4,42 A Memeriksa sensitivitas proteksi arus lebih. Kch I (3) k.min.in/Iсз=0.87*730/265=2.4 Kch I (3) k.min.in/Iсз=0.87*5.28/265=1.73 1.2
Ic.nn.=Ic.in*Uin/Unn=730*(96.58/10)=7050 A Mulailah dengan voltase. Perhitungan proteksi arus lebih dengan gabungan tegangan start dipasang pada sisi 10,5 kV. Tegangan respon proteksi primer untuk relai tegangan minimum dalam kondisi terlepas dari tegangan start sendiri ketika motor beban rem dihidupkan dari AR atau AR dan dalam kondisi memastikan kembalinya relai setelah memutus hubung singkat eksternal diterima: Uсз=0,6 Unom=0,6*10500=6300V Dalam hal ini, tegangan operasi relai tegangan minimum adalah: Usr=Usz/Kch=0,6*10500/(10500/100)=60 V. Relai RN-54/160 diterima untuk pemasangan Untuk relai filter tegangan, urutan kebalikan dari tegangan respons proteksi diambil sesuai dengan kondisi pelepasan tegangan tidak seimbang dalam mode beban. U2сз 0,06*Unom=0,06*10500=630V Tegangan respons relai filter tegangan urutan negatif. U2ср=U2сз/К U =630/(10500/100)=6V Relai filter RSN-13 diterima sebagai pengaturannya. Pengecekan sensitivitas tegangan saat terjadi hubung singkat pada titik 5 untuk tegangan minimum relai. KchU=Uсз*Кв/Uз.max=6.3*1.2/4.1=1.84 1.2 dimana Uз.maks= 3*I (3) k-4max*Zkw.min= *5280*0,45=4,1 kV disini I (3) k-4max adalah arus hubung singkat tiga fasa di ujung saluran kabel dalam mode operasi maksimum (mode 9) -untuk filter relai tegangan urutan negatif.
dimana U2з.min=0.5*Unom.nn.- *I 2 max*Zkw.min=0.5*10.5-( 2)*0.3*1.5=5.25-2.05 =3.2kV disini I 2 max adalah arus urutan negatif pada tempat pemasangan proteksi pada saat terjadi hubung singkat antara dua fasa di ujung saluran kabel dalam mode operasi maksimum. Dapat diterima: Saya 2 maks=I (3) k-4.max/2=I (2) k-4.max/2 Pemilihan penundaan waktu proteksi dilakukan berdasarkan prinsip bertahap tsz MTZ-10=tsz.sv-10+ t=1+0,5=1,5s (RV-128) tsz MTZ-110=tsz.MTZ-35+ t=2,3+0,3=2,6 (RV-0,1) di mana tсз.св-10 adalah waktu respons proteksi pada sakelar bagian 10 kV Tingkat selektivitas t diadopsi untuk relai waktu RV-0,1 t=0,3s, untuk relai waktu RV-128 t=0,5s.
6. Perhitungan error 10 persen trafo arus TFND-110. Rasio transformasi =100/5 Perkiraan faktor kesalahan 10 persen: K (10) kal.=1,1*Is/I1nom.=1,1*1440/100=15,84 Beban sekunder yang diizinkan Z2tambahan ditentukan dengan menggunakan kurva kesalahan 10 persen. Z2tambahan=2 Ohm Z2tambah.=Zp+Rpr+R 0,05 trans. Zp=0,25Ohm Z2tambah.=Zp+Rpr+Rtrans. Rpr=2-0,25-0,05=1,7 Ohm q= *l/ Rpr=0,0285*70/1,7=1,17 |