Elektrik hatlarının röle koruması nasıl çalışır? Güç hatlarının röle koruması nasıl çalışır? Mesafe korumanın uygulanması
110-220 kV havai hatlar için koruma setlerinin uygulanmasına yönelik seçenekler.
1. En basit koruma seti, çıkmaz havai hatlarda kullanılır: fazdan faza kısa devrelere (MTZ ve MFTO) karşı iki aşamalı akım koruması ve üç aşamalı arıza koruması. Aynı zamanda, havai hat korumalarının kısa menzilli fazlalığı yoktur ve çıkmaz havai hattaki kısa devre ve korumasının arızalanması sırasında, büyük bir sistem trafo merkezinin tüm ikincil seviyesinin tamamen devre dışı kaldığı bir durum mümkündür. uzun menzilli yedek korumalar çalışırken söndürülür. Yani, büyük trafo merkezlerinin ve elektrik santrallerinin otobüslerinden uzanan basit çıkmaz havai hatlarda bile, trafo merkezinin veya elektrik santrallerinin çalışmasının güvenilirliğini artırmak için birincil ve yedek korumanın kullanılması arzu edilir, ancak böyle bir uygulama kabul edilmez.
2. İki yönlü güç kaynağına sahip sistem oluşturan havai hatlar için en basit seçenek: üç aşamalı DZ, dört aşamalı ZZ ve MFTO. DZ ve ZZ, havai hatların her türlü kısa devreye ve uzun menzilli koruma fazlalığına karşı korunmasını sağlar. MFTO basitliği, düşük maliyeti, yüksek güvenilirliği ve hızı nedeniyle ek koruma olarak kullanılır.
Tipik 110-220 kV havai hat röle koruma cihazları ticari olarak üretilir ve üç aşamalı uzaktan koruma, dört aşamalı koruyucu koruma ve MFTO içerir:
EPZ-1636 tipi elektromekanik panel, 1967'den beri Cheboksary Elektrikli Cihaz Fabrikası (CHEAZ) tarafından üretilmektedir. Çelyabinsk bölgesi güç sisteminin çoğu 110-220 kV havai hattına kuruludur.
- ChEAZ tarafından 1986'dan beri üretilen ShDE-2801 tipi elektronik dolap, Chelyabinsk bölgesinin enerji sisteminde yalnızca birkaç düzine 110-220 kV havai hat üzerine kuruludur.
- 1990'lardan beri NPP Ekra tarafından üretilen ШЭ2607 serisinin mikroişlemci dolapları: ШЭ2607 011, ШЭ2607 016 (üç fazlı sürücü ile anahtar kontrolü, üç aşamalı DS, dört aşamalı 3Z, MFTO), SHE2607 012 (bir faz-faz sürücülü anahtar, üç aşamalı DS, dört aşamalı 3 Z , MFTO), ShE2607 021 (üç aşamalı DZ, dört aşamalı ZZ, MFTO).
Yakın rezervasyon eksikliği.
- korumanın ikinci veya üçüncü aşamaları sırasında korunan havai hattın sonunda kısa devrenin kesilmesi.
3. İki yönlü güç kaynağına sahip havai hatlar için korumanın daha karmaşık bir versiyonu, ShDE-2802 tipi bir koruma kabininin (1986'dan beri CHEAZ tarafından üretilmiştir) kullanılmasıdır. Kabinde iki koruma seti bulunur: ana ve yedek. Ana koruma seti üç aşamalı acil durum korumasını, dört aşamalı korumayı ve MFTO'yu içerir. Yedekleme kiti – basitleştirilmiş iki aşamalı DZ ve ZZ. Her kit, havai hatların her türlü kısa devreye karşı korunmasını sağlar. Bu durumda yedekleme seti kısa menzilli koruma yedekliliği sağlarken, ana set uzun menzilli yedekleme sağlar.
Bu koruma setinin dezavantajları:
a) Ana ve yedek koruma setleri nedeniyle tam teşekküllü kısa menzilli yedeklilik değil:
Arızası hem ana hem de yedek setlerin aynı anda arızalanmasına yol açabilecek ortak cihazlara sahiptirler (örneğin, salınım sırasında uzaktan kumandayı bloke etmek için bir cihaz).
- aynı prensip üzerine yapılmıştır; bu, her ikisinin de aynı sebepten dolayı aynı anda başarısız olma olasılığı anlamına gelir. - aynı dolapta bulunurlar, bu da aynı anda hasar görebilecekleri anlamına gelir.
b) İkinci veya üçüncü kademelerin süresi ile korunan havai hattın ucundaki kısa devrenin devre dışı bırakılması.
110 -220 kV gerilime sahip ağlar, etkin veya sağlam topraklanmış nötr ile modda çalışır. Bu nedenle, bu tür ağlarda toprak arızası, bazen üç fazlı bir kısa devrenin akımını aşan bir akıma sahip bir kısa devredir ve mümkün olan en az zaman gecikmesiyle bağlantısının kesilmesi gerekir.
Havai ve karışık (kablo-havai) hatlar otomatik tekrar kapama cihazlarıyla donatılmıştır. Bazı durumlarda kullanılan kesici faz faz kontrollü yapılmışsa faz faz kapatma ve otomatik tekrar kapama kullanılır. Bu, yükü ayırmadan hasarlı fazı kapatıp açmanıza olanak tanır. Bu tür ağlarda besleme transformatörünün nötrü topraklandığından, açık faz modunda yük pratik olarak kısa süreli çalışmayı hissetmez.
Kural olarak, otomatik tekrar kapatıcı yalnızca kablolu hatlarda kullanılmaz.
Yüksek gerilim hatları, özel özelliklere sahip korumaların kullanılmasını gerektiren yüksek yük akımlarıyla çalışır. Aşırı yüklenebilen transit hatlarda, kural olarak, yük akımlarından etkili bir şekilde izolasyon sağlamak için mesafe koruması kullanılır. Çıkmaz hatlarda çoğu durumda akım koruması kullanılabilir. Kural olarak, aşırı yüklemeler sırasında korumaların devreye girmesine izin verilmez. Aşırı yük koruması gerekirse özel cihazlarda gerçekleştirilir.
PUE'ye göre, ekipman için izin verilen akım akış süresinin 1020 dakikadan az olduğu durumlarda aşırı yük önleme cihazlarının kullanılması gerekmektedir. Aşırı yük koruması, ekipmanın boşaltılması, nakliyenin kesilmesi, yükün bağlantısının kesilmesi ve yalnızca son fakat bir o kadar önemli olarak aşırı yüklü ekipmanın bağlantısının kesilmesi üzerinde etkili olmalıdır.
Yüksek gerilim hatları genellikle oldukça uzundur ve bu da arızanın yerinin araştırılmasını zorlaştırır. Bu nedenle hatların hasar noktasına olan mesafeyi belirleyen cihazlarla donatılması gerekmektedir. BDT direktifi materyallerine göre uzunluğu 20 km veya daha fazla olan hatların kitle imha silahlarıyla donatılması gerekiyor.
Kısa devre bağlantısının kesilmesindeki gecikme, enerji santrallerinin paralel çalışma stabilitesinin bozulmasına neden olabilir; uzun süreli voltaj düşüşü nedeniyle ekipman durabilir ve üretim süreci kesintiye uğrayabilir; hattın ek hasar görmesi kısa devre meydana gelebilir. Bu nedenle kısa devreleri herhangi bir noktada zaman gecikmesi olmadan kapatan bu tür hatlarda korumalar sıklıkla kullanılır. Bunlar, hattın uçlarına monte edilen ve yüksek frekanslı, iletken veya optik kanalla bağlanan diferansiyel korumalar olabilir. Bunlar, bir etkinleştirme sinyali alındığında hızlandırılan sıradan korumalar veya karşı taraftan bir engelleme sinyalinin kaldırılması olabilir.
Akım ve mesafe koruma genellikle aşamalı olarak gerçekleştirilir. Adım sayısı en az 3'tür, bazı durumlarda 4 hatta 5 adım gerekli olabilir.
Çoğu durumda gerekli tüm koruma tek bir cihaz üzerinden gerçekleştirilebilir. Ancak bu cihazın arızalanması, ekipmanı korunmasız bırakır ki bu da kabul edilemez. Bu nedenle yüksek gerilim hatlarının korumasının 2 setten yapılması tavsiye edilir. İkinci set bir yedektir ve ana setle karşılaştırıldığında basitleştirilebilir: otomatik tekrar kapama, kitle imha silahları yoktur, daha az sayıda aşamaya sahiptir, vb. İkinci gruba başka bir yardımcı devre kesiciden ve bir dizi akım transformatöründen güç verilmelidir. Mümkünse, farklı bir akü ve voltaj transformatörü ile çalıştırılan ayrı bir kesici açma solenoidi üzerinde hareket edin.
Yüksek gerilim hattı koruma cihazları, devre kesici arızası olasılığını dikkate almalı ve cihazın içinde yerleşik veya ayrı olarak düzenlenmiş bir kesici arıza koruma cihazına sahip olmalıdır.
Kazayı ve röle koruma ve otomasyonun çalışmasını analiz etmek için acil durumlar sırasında hem analog değerlerin hem de ayrık sinyallerin kaydedilmesi gerekir.
Bu nedenle yüksek gerilim hatları için koruma ve otomasyon kitlerinin aşağıdaki işlevleri yerine getirmesi gerekir:
Fazlar arası kısa devrelere ve toprağa kısa devrelere karşı koruma.
Tek fazlı veya üç fazlı otomatik tekrar kapama.
Aşırı yükleme koruması.
SEVİYE
Hasar yerinin belirlenmesi.
Akım ve gerilimlerin osilografisinin yanı sıra ayrı koruma ve otomasyon sinyallerinin kaydedilmesi.
Koruma cihazları yedekli veya kopyalanmış olmalıdır.
Faz kontrollü anahtarlara sahip hatlar için, BDT ağlarında uzun süreli açık faz çalışmasına izin verilmediğinden, kendi ve komşu anahtarların bağlantısını kesen açık faz çalışmasına karşı korumaya sahip olmak gerekir.
7.2. KISA DEVRELERDE AKIM VE GERİLİMLERİ HESAPLAMA ÖZELLİKLERİ
Bölüm'de belirtildiği gibi. Şekil 1'de, nötr topraklanmış ağlarda, iki ek kısa devre türü dikkate alınmalıdır: tek fazlı ve iki fazlı toprak arızaları.
Şasiye kısa devre sırasında akım ve gerilimlerin hesaplanması simetrik bileşenler yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir, bkz. Bölüm. 1. Diğer şeylerin yanı sıra bu önemlidir, çünkü korumalar simetrik modlarda bulunmayan simetrik bileşenleri kullanır. Negatif ve sıfır bileşen akımların kullanılması, yük akımına karşı korumanın ayarlanmamasını ve yük akımından daha düşük bir akım ayarının yapılmasını mümkün kılar. Örneğin toprak arızalarına karşı koruma için ana kullanım, yıldız bağlantılı üç akım transformatörünün nötr telinde bulunan sıfır bileşen akım korumasıdır.
Simetrik bileşenler yöntemini kullanırken, her biri için eşdeğer devre ayrı ayrı hazırlanır, ardından kısa devrenin olduğu yerde birbirine bağlanır. Örneğin Şekil 7.1'deki devre için eşdeğer bir devre oluşturalım.
X1 sistemi =15 Ohm |
||
X0 sistemi =25Ohm |
L1 25km AS-120 |
L2 35 km AS-95 |
T1 – 10000/110
Birleşik Krallık = 10,5 T2 – 16000/110 Birleşik Krallık = 10,5
Pirinç. 7.1 Simetrik bileşenlerde eşdeğer bir devre oluşturmak için ağ örneği
Eşdeğer bir devre için 110 kV ve üzeri bir hattın parametrelerini hesaplarken, hattın aktif direnci genellikle ihmal edilir. Referans verilerine göre hattın pozitif dizi endüktif reaktansı (X 1 ) şuna eşittir: AC-95 - km başına 0,429 Ohm, AC-120 - km başına 0,423 Ohm. Çelik kablo gövdeli bir hat için sıfır dizi direnci
kendileri 3 X 1'e eşittir, yani. sırasıyla 0,429 3 =1,287 ve 0,423 3 = 1,269.
Hat parametrelerini tanımlayalım:
L 1 = 25 0,423 = 10,6 Ohm; |
L 1 = 25 1,269 = 31,7 ohm |
||
L2 = 35 0,423 = 15,02 Ohm; |
L 2 = 35 1,269 = 45,05 ohm |
Transformatörün parametrelerini belirleyelim:
T1 10000kVA.
X 1 T 1 = 0,105 1152 10 = 138 Ohm;
X1 T2 = 0,105 1152 16 = 86,8 Ohm; X 0 T 2 = 86,8 Ohm
Eşdeğer bir devredeki negatif dizi direnci, pozitif dizi direncine eşittir.
Transformatörlerin sıfır dizi direncinin genellikle pozitif dizi direncine eşit olduğu varsayılır. X 1 T = X 0 T. Transformatör T1, nötrü topraklanmamış olduğundan sıfır bileşen eşdeğer devreye dahil değildir.
Bir değiştirme planı hazırlıyoruz. |
||||||||||||||||
X1C =X2C =15 Ohm |
X1Л1 =X2Л1 =10,6 Ohm |
X1Л2 =X2Л1 =15,1 Ohm |
||||||||||||||
X0C =25Ohm |
X0Л1 =31,7 Ohm |
X0Л2 =45,05 Ohm |
||||||||||||||
X1T1 =138 Ohm |
X1T2 =86,8 Ohm |
|||||||||||||||
X0T2 =86,8 Ohm |
||||||||||||||||
Üç fazlı ve iki fazlı kısa devrelerin hesaplanması olağan şekilde gerçekleştirilir, bkz. tablo 7.1. Tablo 7.1
aya kadar direnç |
Üç fazlı kısa devre |
Kısa devre iki fazlı |
||||||
kısa devre X 1 ∑ = ∑ X 1 |
= (115 3) X 1 |
0.87I |
||||||
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 |
||||||||
Toprak arıza akımlarını hesaplamak için simetrik bileşenler yöntemini kullanmak gerekir.Bu yönteme göre pozitif, negatif ve sıfır dizi eşdeğer dirençleri arıza noktasına göre hesaplanır ve tek devre için eşdeğer devrede seri bağlanır. -fazlı toprak arızaları Şekil 7.2 ve toprağa iki fazlı arızalar için seri/paralel Şekil 7.2, b.
X 1E |
X 2E |
X 0E |
|||||||||||||||||||||
X 1E |
X 2E |
||||||||||||||||||||||
X 0E ben 0 |
|||||||||||||||||||||||
ben 0b |
|||||||||||||||||||||||
Pirinç. 7.2. Toprak kısa devre akımlarını hesaplamak için pozitif, negatif ve sıfır dizi eşdeğer dirençlerini bağlamak için devre şeması:
a) – tek fazlı; b) – iki fazlı; c) – sıfır dizi akımlarının iki nötr topraklama noktası arasındaki dağılımı.
Toprak arızasını hesaplayalım, bkz. tablo 7.2, 7.3.
Pozitif ve negatif dizi devresi bir daldan oluşur: güç kaynağından kısa devreye. Sıfır dizi devresinde, kısa devre akımı kaynakları olan ve eşdeğer devreye paralel olarak bağlanması gereken topraklanmış nötrlerden 2 dal vardır. Paralel bağlı dalların direnci aşağıdaki formülle belirlenir:
X 3 = (X a X b) (X a + X b) |
||||||||||||
Paralel dallar boyunca akım dağılımı aşağıdaki formüllerle belirlenir: |
||||||||||||
ben a = I E X E X a; ben = I E X E |
||||||||||||
Tablo 7.2 Tek fazlı kısa devre akımları |
||||||||||||
X1 E |
X2E |
X0 E = X0 a //X0 b * |
O |
Ikz1 |
Iкз2 |
Ikz0 |
Ikz0 a * |
Iкз0 b |
kısa devre yapıyorum |
|||
I1 +I2 +I0 |
||||||||||||
*Not. Sıfır dizi devresinin paralel bağlı iki bölümünün direnci formül 7.1 kullanılarak belirlenir.
**Not. Akım, formül 7.2'ye göre sıfır dizinin iki bölümü arasında dağıtılır.
Tablo 7.3 Toprağa giden iki fazlı kısa devre akımları
X1 E |
X2E |
X0 E* |
X0-2E** = |
O |
ben KZ1 |
2'ye kısa devre yaptırıyorum *** |
ben KZ0 |
0 a'ya kısa devre yapıyorum **** |
ben KZ0 b |
IKZ *****≈ |
|
X0 E //X2 |
I1 +½ (I2 +I0) |
||||||||||
*Not. Paralel bağlı sıfır dizi devresinin iki bölümünün direnci formül 7.1 kullanılarak belirlenir; hesaplama Tablo 7.2'de gerçekleştirilir.
**Not. Paralel bağlı iki negatif ve sıfır dizi direncinin direnci formül 7.1 kullanılarak belirlenir.
***Not. Akım, formül 7.2'ye göre iki negatif ve sıfır dizi direnci arasında dağıtılır.
****Not. Akım, formül 7.2'ye göre sıfır dizinin iki bölümü arasında dağıtılır.
*****Not. İki fazlı kısa devrenin toprağa akımı yaklaşık bir formülle gösterilir, kesin değer geometrik olarak belirlenir, aşağıya bakın.
Simetrik bileşenlerin hesaplanmasından sonra faz akımlarının belirlenmesi
Tek fazlı kısa devrede kısa devre akımının tamamı hasarlı fazdan akar, geri kalan fazlardan akım akmaz. Tüm dizilerin akımları birbirine eşittir.
Bu tür koşullara uymak için simetrik bileşenler aşağıdaki gibi düzenlenmiştir (Şekil 7.3):
la 1 |
la 2 |
ben a 0 ben b 0 ben c 0 |
Ia 0 |
||||||||||
la 2 |
|||||||||||||
lb 1 |
IC2 |
la 1 |
|||||||||||
IC 1 |
lb 2 |
||||||||||||
Doğru akımlar |
Ters akımlar |
Sıfır akım |
IC 1 |
lb 1 |
|||||||||
IC 0 |
lb 0 |
||||||||||||
ardışık |
ardışık |
ardışık |
IC2 |
||||||||||
lb 2 |
|||||||||||||
Şekil 7.3. Tek fazlı kısa devreli simetrik bileşenler için vektör diyagramları
Tek fazlı kısa devre için akımlar I1 = I2 = I0'dır. Hasarlı fazda büyüklükleri eşittir ve fazları çakışır. Hasarsız fazlarda tüm dizilerin eşit akımları bir eşkenar üçgen oluşturur ve ortaya çıkan tüm akımların toplamı 0 olur.
İki fazlı toprağa kısa devre durumunda, hasarsız bir fazdaki akım sıfırdır. Pozitif dizi akımı, zıt işaretli sıfır ve negatif dizi akımlarının toplamına eşittir. Bu hükümlere dayanarak simetrik bileşenlerin akımlarını oluşturuyoruz (Şekil 7.4):
la 1 |
la 1 |
la 2 |
||||||||||||
Iс 2 |
lb 2 |
|||||||||||||
Ia 0 |
||||||||||||||
ben a 0 ben b 0 ben c 0 |
Iс 2 |
lb 2 |
||||||||||||
Iс 1 |
lb 1 |
la 2 |
||||||||||||
IC 0 |
Iс 1 |
lb 1 |
lb 0 |
|||||||||||
Pirinç. 7.4 İki fazlı arıza akımlarının toprağa simetrik bileşenlerinin vektör diyagramları
Yapılan diyagramdan, faz akımının açısı simetrik bileşenlerin açısından farklı olduğundan, toprak arızaları sırasında faz akımlarının oluşturulmasının oldukça zor olduğu görülebilir. Grafiksel olarak oluşturulmalı veya ortogonal projeksiyonlar kullanılmalıdır. Bununla birlikte, pratikte yeterli doğrulukla, mevcut değer basitleştirilmiş bir formül kullanılarak belirlenebilir:
ben f = ben 1 + 1 2 (ben 2 + ben 0 ) = 1,5 ben 1 |
Tablo 7.3'teki akımlar bu formül kullanılarak hesaplanır.
Tablo 7.3'e göre iki fazlı kısa devrenin topraktan akımlarını Tablo 7.1'e göre iki fazlı ve üç fazlı kısa devrenin akımıyla karşılaştırırsak, iki fazlı kısa devrenin akımları sonucuna varabiliriz. -toprağa devreden toprağa olan iki fazlı kısa devre akımından biraz daha düşüktür, bu nedenle korumanın hassasiyeti iki fazlı kısa devrenin akımına göre belirlenmelidir. Üç fazlı kısa devre akımları, iki fazlı kısa devre akımlarından sırasıyla daha yüksektir.
toprak, bu nedenle korumayı kurmak için maksimum kısa devre akımının belirlenmesi üç fazlı kısa devre kullanılarak gerçekleştirilir. Bu, koruma hesaplamaları için toprağa giden iki fazlı kısa devre akımının gerekli olmadığı ve bunun sayılmasına gerek olmadığı anlamına gelir. Negatif ve sıfır dizi direncinin doğrudan dizi direncinden daha az olduğu güçlü enerji santrallerinin otobüslerindeki kısa devre akımlarını hesaplarken durum biraz değişir. Ancak bunun dağıtım ağlarıyla hiçbir ilgisi yoktur ve enerji santralleri için akımlar özel bir program kullanılarak bilgisayarda hesaplanır.
7.3 Çıkmaz ÜST ÇİZGİLER İÇİN EKİPMAN SEÇİMİ ÖRNEKLERİ 110-220kV
Şema 7.1. Çıkmaz hava hattı 110–220 kV. PS1 ve PS2'den güç gelmiyor. T1 PS1 bir ayırıcı ve kısa devre yoluyla bağlanır. T1 PS2 bir anahtar aracılığıyla açılır. HV T1 PS2'nin nötr tarafı topraklanmış, PS1'de ise yalıtılmıştır. Minimum koruma gereksinimleri:
Seçenek 1 . Faz-faz kısa devrelere karşı üç aşamalı koruma kullanılmalıdır (ilk aşama, zaman gecikmesi olmadan, PS2 HV veri yollarındaki kısa devrelere karşı kurulur, ikincisi ise kısa zaman gecikmeli olarak, kısa devrelere karşı kurulur). PS1 ve PS2 LV otobüsleri, üçüncü aşama maksimum korumadır). Topraklama hatası koruması - 2 aşama (zaman gecikmesi olmadan ilk aşama, topraklanmış transformatör PS2 tarafından otobüslere gönderilen akımdan ayrılır, ikinci aşama zaman gecikmeli olarak harici ağ korumalarıyla koordinasyonunu sağlar, ancak transformatör PS2 tarafından gönderilen kısa devre akımından ayarlanmıştır). İki atımlı veya bir kerelik otomatik tekrar kapatıcı uygulanmalıdır. Tekrar kapama sırasında hassas kademeler hızlandırılmalıdır. Korumalar, besleme trafo merkezinde kesici arızasını tetikler. Ek gereksinimler arasında faz arızasına karşı koruma, havai hattaki arızanın yerinin belirlenmesi ve devre kesicinin ömrünün izlenmesi yer alır.
Seçenek 2. İlkinden farklı olarak toprak arızalarına karşı koruma yönlüdür, bu da ters kısa devre akımından ayarlanmamasına ve dolayısıyla zaman gecikmesi olmadan daha hassas koruma gerçekleştirmesine olanak tanır. Bu sayede herhangi bir zaman gecikmesi olmadan hattın tamamının korunması mümkün olmaktadır.
Not: Bu ve sonraki örnekler, koruma ayarlarının seçimi konusunda kesin tavsiyeler sunmamaktadır; koruma türlerinin seçimini doğrulamak için koruma kurulumuna ilişkin referanslar kullanılmaktadır. Gerçek koşullarda, belirli bir tasarım sırasında belirlenmesi gereken farklı bir koruma ayarı uygulanabilir. Korumalar, uygun özelliklere sahip diğer tipteki koruma cihazlarıyla değiştirilebilir.
Daha önce de belirtildiği gibi koruma seti 2 setten oluşmalıdır. Koruma, aşağıdakilerden seçilen 2 cihaza uygulanabilir:
ALSTOM'dan MiCOM P121, P122, P123, P126, P127,
GE'den F 60, F650
ABB'den iki REF 543 rölesi seçildi 2 uygun değişiklik,
7SJ 511, 512, 531, 551 SIEMENS – seçilebilir 2 uygun değişiklik,
SEL'den iki SEL 551 rölesi.
Şema 7.2. Trafo merkezi 3'te açık döngü geçişi.
Bölümleri paralel olarak çalışan çift devreli bir havai hat, trafo merkezi 2'ye girer. Onarım modunda kesimin PS2'ye aktarılması mümkündür.
İÇİNDE Bu durumda PS3'teki bölüm anahtarı açıktır. Geçiş yalnızca anahtarlama süresi boyunca kapatılır ve koruma seçilirken kısa devresi dikkate alınmaz. Topraklanmış nötrü olan bir transformatör PS3'ün 1. bölümüne bağlanır. 2 ve 3 numaralı trafo merkezlerinde tek fazlı kısa devre için akım kaynağı yoktur. Bu nedenle, güç kaynağı olmayan taraftaki koruma, yalnızca güç tarafındaki hat kesildikten sonra "kademeli" olarak çalışır. Karşı tarafta güç olmamasına rağmen, koruma hem toprak arızaları hem de faz-faz kısa devreler için yönlü olmalıdır. Bu, alıcı tarafın hasarlı hattı doğru bir şekilde tanımlamasına olanak tanır.
İÇİNDE Genel olarak özellikle kısa hatlarda kısa zaman gecikmeli seçici koruma sağlamak için ayarları şu şekilde seçilen dört kademeli korumanın kullanılması gerekmektedir: 1 kademe kısa devreden ayarlanır.
V Hattın sonunda 2.kademe, kaskaddaki paralel hattın 1.kademesi ve bitişik hattın 1.kademesi, 3.kademe ise bu havai hatların 2.kademesi ile koordine edilmektedir. Korumayı bitişik bir hatla koordine ederken, iki modlu olan dikkate alınır: ilk bölümde - 1 havai hat, ikinci bölümde - 2, bu da korumayı önemli ölçüde sertleştirir. Bu üç aşama hattı koruyor ve sonuncusu olan 4. aşama ise bitişik alanı koruyor. Korumaları zaman içinde koordine ederken, kesici arızası arızasının süresi dikkate alınır; bu, kesici arızası arızası süresi boyunca koordineli korumaların zaman gecikmesini artırır. Akım koruma ayarlarını seçerken, paralel havai hatlardan biri her an kapanabileceğinden ve yükün tamamı bir havai hatta bağlanacağından, iki hattın toplam yüküne göre ayarlanmalıdır.
İÇİNDE Koruma cihazlarının bir parçası olarak her iki koruma seti de yönlü olmalıdır. Aşağıdaki koruma seçenekleri uygulanabilir:
ALSTOM'dan MiCOM, P127 ve P142,
GE'den F60 ve F650,
ABB'den iki REF 543 rölesi - yön değişiklikleri seçildi,
SIEMENS'ten 7SJ512 ve 7SJ 531 röleleri,
SEL'den iki SEL 351 rölesi.
Bazı durumlarda hassasiyet, yük akımlarından sapma veya seçici çalışmanın sağlanması gibi nedenlerle uzaktan kumanda kullanılması gerekebilmektedir.
Z = LZ
son koruma. Bu amaçla korumalardan biri uzaktan kumandayla değiştirilir. Mesafe koruması uygulanabilir:
ALSTOM'dan MiCOM P433, P439, P441,
GE'den D30,
ABB'den REL 511 – yön değişiklikleri seçilir,
SIEMENS'ten 7SA 511 veya 7SA 513 rölesi,
SEL'den SEL 311 rölesi.
7.4. UZAKTAN KORUMA
Amacı ve çalışma prensibi
Mesafe koruma, mesafeyle orantılı olan arıza noktasına hat direncine yanıt veren minimum dirençli röleler kullanılarak yapılan, göreceli seçiciliğe sahip karmaşık yönlü veya yönsüz korumadır; mesafeler. Mesafe koruma (DP) ismi buradan gelmektedir. Mesafe korumalar fazdan faza arızalara yanıt verir (mikroişlemci bazlı arızalar hariç). Mesafe korumanın düzgün çalışması için CT bağlantısından akım devrelerinin ve GT'den gerilim devrelerinin olması gerekir. Gerilim devrelerinin yokluğunda veya arızalı olması durumunda, bitişik alanlarda kısa devre sırasında uzaktan kumandanın aşırı çalışması mümkündür.
Birkaç güç kaynağına sahip karmaşık konfigürasyonlu ağlarda, basit ve yönlü aşırı akım koruması (NTZ), kısa devrelerin seçici olarak kapatılmasını sağlayamaz. Yani, örneğin, W2'de kısa devre olduğunda (Şekil 7.5), NTZ 3, RZ I'den daha hızlı hareket etmeli ve W1'de kısa devre olduğunda, tam tersine NTZ 1, RZ 3'ten daha hızlı hareket etmelidir. Bunlar çelişkili gereksinimler NTZ'nin yardımıyla karşılanamaz. Ayrıca MTZ ve NTZ çoğu zaman hız ve hassasiyet gereksinimlerini karşılamıyor. Karmaşık halka ağlarında kısa devrelerin seçici olarak kapatılması, uzaktan röle koruması (RD) kullanılarak gerçekleştirilebilir.
DZ zaman gecikmesi t 3, arasındaki mesafeye (mesafe) t 3 = f (L PK) (Şekil 7.5) bağlıdır.
röle korumasının (P noktası) ve kısa devre noktasının (K), yani L PK'nin montaj yeri ve bunun artmasıyla artar
mesafe. Hasar alanına en yakın uzaktan algılama, daha uzaktaki uzaktan algılamaya göre daha kısa bir zaman gecikmesine sahiptir.
Örneğin, K1 noktasındaki kısa devre sırasında (Şekil 7.6), arıza alanına daha yakın olan D32, daha uzaktaki D31'e göre daha kısa bir zaman gecikmesiyle çalışır. K2 noktasında da kısa devre meydana gelirse D32'nin etki süresi artar ve kısa devre, hasar yerine en yakın uzaktan algılama koruması tarafından seçici olarak kapatılır.
Uzaktan kontrolün ana elemanı, kısa devrenin röle korumasının kurulum yerinden uzaklığını belirleyen uzaktan ölçüm elemanıdır (MR). Direnç röleleri (PC), güç hattının (Z, X, R) hasarlı bölümünün toplam, reaktif veya aktif direncine tepki veren DO olarak kullanılır.
Röle P'nin kurulum yerinden kısa devre noktasına (K noktası) kadar olan güç hattı fazının direnci, bu bölümün uzunluğu ile orantılıdır, çünkü kısa devre noktasına direnç değeri uzunluğa eşittir.
kesitin hattın direnciyle çarpımı: sp. .
Dolayısıyla hat direncine tepki veren uzak elemanın davranışı, arıza yerine olan mesafeye bağlıdır. DO'nun tepki verdiği direnç türüne (Z, X veya R) bağlı olarak DZ, toplam, reaktif ve aktif dirençten oluşan RE'ye bölünür. Uzaktan kumandada ortak belirlemek için kullanılan direnç röleleri
Z PK direncini kısa devre noktasına kadar, uzaktan kumandanın bulunduğu yerdeki voltajı ve akımı kontrol edin (Şekil 7.7.).
∆ – mesafe koruması
İLE PC terminalleri ikincil değerlerle sağlanır TN ve CT'den U P ve I P. Röle, davranışı genel olarak U P/IP oranına bağlı olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu oran bir Z P direncidir. Kısa devre sırasında Z P = Z PK ve belirli Z PK değerlerinde PC tetiklenir; kısa devre sırasında U P azaldığı için Z P'deki bir azalmaya tepki verir
değişir ve I P artar. PC'nin çalıştığı en yüksek değere röle çalışma direnci Z cp denir.
Z p = U p ben p ≤ Z cp |
Çift taraflı güç kaynağına sahip güç hatları üzerindeki karmaşık konfigürasyonlara sahip ağlarda seçiciliği sağlamak için, kısa devre gücü otobüslerden güç hatlarına yönlendirildiğinde harekete geçerek arızaların yönlendirilmesi gerekir. Arıza eyleminin yönlülüğü, ilave RNM yardımıyla veya arıza gücünün yönüne yanıt verebilen yönlü PC'lerin kullanılmasıyla sağlanır.
Zaman bağımlılığının özellikleri |
||||
Pirinç. 7.7. Akım devrelerinin bağlanması ve |
mesafe koruması yok t = f (L |
|||
gerilim rölesi direnci |
||||
a – eğimli; b – kademeli; c – birleşik |
||||
Zaman gecikmesi özellikleri |
mesafe koruması |
|||
DS eylem süresinin arıza konumuna olan mesafeye veya dirence bağımlılığı t 3 = f (L PK) veya t 3 = f (Z PK), DS zaman gecikmesi karakteristiği olarak adlandırılır. Ha-
Bu bağımlılığın doğasına bağlı olarak PD'ler üç gruba ayrılır: eylem süresinin artan (eğimli) özellikleri, adım adım ve birleşik özellikler
(Şekil 7.8). Kademeli PD'ler eğimli ve birleşik özelliklere sahip PD'lerden daha hızlı çalışır ve kural olarak tasarım açısından daha basittir. ChEAZ üretiminin aşamalı karakteristiğine sahip uzaktan algılama, genellikle uzaktan algılamanın üç etki bölgesine karşılık gelen üç zaman adımıyla gerçekleştirildi (Şekil 7.8, b). Modern mikroişlemci korumaları 4, 5 veya 6 koruma düzeyine sahiptir. Eğimli karakteristiğe sahip röleler, özellikle dağıtım ağları için geliştirilmiştir (örneğin, DZ-10).
Mesafe koruma cihazlarını kullanarak seçici ağ korumasının ilkeleri
Çift taraflı güç kaynağına sahip güç hatlarında, PD'ler her güç hattının her iki tarafına kurulur ve gücü otobüslerden güç hattına yönlendirirken hareket etmelidir. Kısa devrenin seçici olarak kapatılmasını sağlamak için, tek güç yönünde çalışan uzak rölelerin zaman ve kapsama alanı açısından birbirleriyle koordine edilmesi gerekir. Söz konusu şemada (Şekil 7.9.), D31, uzaktan algılama, D35 ve D36, D34, D32 birbiriyle tutarlıdır.
Uzaktan kumandanın ilk kademelerinin zaman gecikmesi olmadığı (t I = 0) dikkate alındığında seçicilik şartına göre korunan enerji hattı dışında çalışmamaları gerekmektedir. Buna göre zaman gecikmesi olmayan (t I = 0) birinci kademenin uzunluğu, korunan enerji hattı uzunluğundan daha az alınır ve genellikle enerji hattı uzunluğunun 0,8-0,9 katı kadar olur. Korunan enerji hattının geri kalanı ve karşı trafo merkezinin otobüsleri bu enerji hattının korunmasının ikinci aşaması kapsamındadır. İkinci aşamanın uzunluğu ve zaman gecikmesi (genellikle) bir sonraki bölümün uzaktan algılamanın birinci aşamasının uzunluğu ve zaman gecikmesi ile tutarlıdır. Örneğin ikinci öğrenci
Şekil 7.9 Uzak röle korumasının zaman gecikmelerinin adım karakteristiği ile koordinasyonu:
∆ z – mesafe rölesi hatası; ∆ t – seçicilik düzeyi
Uzaktan korumanın son üçüncü aşaması bir yedektir, uzunluğu, koruyucu korumasının veya devre kesicinin arızalanması durumunda bir sonraki bölümü kapsama durumuna göre seçilir. Maruziyet süresi
Değer, bir sonraki bölümün ikinci veya üçüncü uzaktan algılama bölgesinin süresinden ∆ t daha uzun olarak alınır. Bu durumda üçüncü aşamanın kapsama alanı bir sonraki bölümün ikinci veya üçüncü bölgesinin sonundan itibaren oluşturulmalıdır.
Mesafe korumasını kullanan hat koruma yapısı
Evsel güç sistemlerinde, fazlar arası kısa devreler sırasında eylem için DZ kullanılır ve tek fazlı kısa devreler sırasında eylem için daha basit bir adım adım sıfır dizili aşırı akım koruması (NP) kullanılır. Çoğu mikroişlemci ekipmanında, topraklama arızaları da dahil olmak üzere her türlü hasar için geçerli olan mesafe koruması bulunur. Direnç rölesi (RS), VT ve CT üzerinden birincil gerilimlere bağlanır.
korunan enerji hattının başlangıcı. PC terminallerindeki ikincil voltaj: U p = U pn K II ve ikincil akım: I p = I pn K I.
Röle giriş terminallerindeki direnç ifadesi ile belirlenir.
Elektriğin tüketicilere kesintisiz ve güvenilir şekilde ulaştırılması, enerji mühendislerinin sürekli çözdüğü temel görevlerden biridir. Bunu sağlamak için dağıtım trafo merkezlerinden ve bunları birbirine bağlayan elektrik hatlarından oluşan elektrik ağları oluşturulmuştur. Enerjiyi uzun mesafelere taşımak için bağlantı kablolarının asıldığı destekler kullanılır. Kendileri ve zemin arasında bir ortam havası tabakası ile izole edilirler. Yalıtımın türü nedeniyle bu tür hatlara havai hatlar denir.
Taşıma hattının mesafesi kısa ise veya güvenlik nedeniyle enerji hattının toprakta saklanması gerekiyorsa kablolar kullanılır.
Havai ve kablo elektrik hatları, büyüklüğü elektrik şebekesinin yapısı tarafından belirlenen sürekli gerilim altındadır.
Güç hattı röle korumasının amacı
Bir kablonun veya uzun havai enerji hattının herhangi bir kısmının yalıtımı hasar görürse, hatta uygulanan gerilim, hasarlı bölgeden sızıntı veya kısa devre akımı oluşturur.
Yalıtım arızalarının nedenleri, kendilerini ortadan kaldırabilecek veya yıkıcı etkilerini sürdürebilecek çeşitli faktörler olabilir. Örneğin, bir elektrik hattının telleri arasında uçan bir leylek, yakınına düştüğünde kanatlarıyla faz-faz arası kısa devre oluşturmuş ve yanmıştır.
Ya da desteğe çok yakın büyüyen bir ağaç, fırtına sırasında şiddetli rüzgarla tellerin üzerine savrulup kısa devre yaptırdı.
İlk durumda kısa devre kısa süreliğine meydana gelip ortadan kalkar, ikincisinde ise izolasyon arızası uzun sürelidir ve elektrik servis personeli tarafından giderilmesini gerektirir.
Bu tür zararlar enerji işletmelerine büyük zararlar verebilir. Ortaya çıkan kısa devre akımları, yalnızca besleme hatlarının tellerini yakmakla kalmayıp aynı zamanda besleme trafo merkezlerindeki güç ekipmanını da tahrip edebilecek muazzam termal enerjiye sahiptir.
Bu nedenlerden dolayı enerji hatlarında meydana gelen tüm hasarların bir an önce giderilmesi gerekmektedir. Bu, besleme tarafındaki hasarlı hattan voltajın kaldırılmasıyla elde edilir. Böyle bir güç hattı her iki taraftan da güç alıyorsa, her ikisinin de voltajı kapatması gerekir.
Geleneksel olarak röle koruması olarak adlandırılan karmaşık teknik sistemlere, tüm güç hatlarının durumunun elektriksel parametrelerini sürekli izleme ve herhangi bir acil durumda her taraftan gerilimi kaldırma işlevleri atanır.
"Röle" sıfatı, tasarımları ilk enerji hatlarının ortaya çıkmasıyla ortaya çıkan ve günümüze kadar geliştirilmekte olan elektromanyetik rölelere dayanan bir element tabanından türetilmiştir.
Güç mühendislerinin pratiğine yaygın olarak dahil edilen modüler koruyucu cihazlar, röle cihazlarının tamamen değiştirilmesini henüz hariç tutmamaktadır ve yerleşik geleneğe göre röle koruma cihazlarına da dahil edilmektedir.
Röle koruma tasarımının ilkeleri
Ağ izleme organları
Enerji hatlarının elektriksel parametrelerini izlemek için, ağdaki normal moddan sapmaları sürekli olarak izleyebilen ve aynı zamanda güvenli çalışma koşullarını karşılayabilen ölçüm gövdelerine sahip olmak gerekir.
Tüm gerilimlerdeki güç hatlarında bu fonksiyon gösterge transformatörlerine atanır. Transformatörlere ayrılırlar:
akım (CT);
gerilim (VT).
Koruma işleminin kalitesi, tüm elektrik sisteminin güvenilirliği için büyük önem taşıdığından, metrolojik özelliklerine göre belirlenen CT'lerin ve VT'lerin ölçümüne, çalışmanın doğruluğu için artan gereksinimler uygulanır.
Röle koruma ve otomasyon cihazlarında (röle koruma ve otomasyon) kullanılacak ölçü transformatörlerinin doğruluk sınıfları “0,5”, “0,2” ve “P” değerleri ile standartlaştırılmıştır.
Gerilim transformatörleri
Aşağıdaki resimde 110 kV'luk bir havai hatta gerilim transformatörlerinin kurulumunun genel görünümü gösterilmektedir.
Burada VT'lerin uzun bir hat boyunca herhangi bir yere değil, bir elektrik trafo merkezinin şalt sistemine monte edildiğini görebilirsiniz. Her transformatör, birincil terminalleri ile karşılık gelen havai hat kablosuna ve toprak devresine bağlanır.
İkincil sargılar tarafından dönüştürülen voltaj, güç kablosunun karşılık gelen çekirdekleri boyunca 1P ve 2P anahtarları aracılığıyla verilir. Koruma ve ölçüm cihazlarında kullanım için sekonder sargılar, TN-110 kV için resimde gösterildiği gibi yıldız ve üçgen konfigürasyonunda bağlanır.
Röle korumasını azaltmak ve doğru bir şekilde çalıştırmak için özel bir güç kablosu kullanılır ve kurulumuna ve çalıştırılmasına artan gereksinimler getirilir.
Ölçme gerilim transformatörleri her bir enerji hattı gerilimi tipi için oluşturulmuş olup, belirli görevleri yerine getirmek üzere farklı devrelere göre bağlanabilmektedir. Ancak hepsi genel bir prensip üzerinde çalışır - güç hattı voltajının doğrusal değerini, tam olarak kopyalayarak ve birincil harmoniklerin tüm özelliklerini belirli bir ölçekte vurgulayarak 100 voltluk ikincil bir değere dönüştürmek.
VT dönüşüm oranı, birincil ve ikincil devrelerin doğrusal gerilimlerinin oranı ile belirlenir. Örneğin, söz konusu 110 kV havai hat için şu şekilde yazılmıştır: 110000/100.
Enstrüman akım transformatörleri
Bu cihazlar aynı zamanda primer akımın harmoniklerindeki tüm değişikliklerin maksimum tekrarı ile hattın primer yükünü sekonder değerlere dönüştürür.
Elektrikli ekipmanların kullanım ve bakım kolaylığı için trafo merkezi şalt cihazlarına da monte edilirler.
Bunlar, VT'lerden farklı olarak bir havai hat devresine dahil edilirler: genellikle doğru akım iletkeni biçiminde yalnızca bir dönüşle temsil edilen birincil sargılarıyla, hattın her faz telini basitçe keserler. Yukarıdaki fotoğrafta bu açıkça görülmektedir.
CT dönüşüm oranı, enerji nakil hattının tasarımı aşamasında nominal değerlerin seçiminin oranı ile belirlenir. Örneğin, bir güç hattı 600 amperlik akımları taşıyacak şekilde tasarlanmışsa ve CT'nin sekonder tarafında 5 A kaldırılacaksa, 600/5 tanımı kullanılır.
Enerji sektöründe sekonder akım değerleri için kullanılan iki standart vardır:
110 kV'a kadar tüm CT'ler için 5 A;
330 kV ve üzeri hatlar için 1 A.
CT'nin sekonder sargıları, farklı şemalara göre koruma cihazlarına bağlantı için bağlanır:
tam yıldız;
tamamlanmamış yıldız;
üçgen.
Her bağlantının kendine özgü özellikleri vardır ve belirli koruma türleri için farklı şekillerde kullanılır. Resimde hat akım transformatörlerini ve akım rölesi sargılarını tam yıldız devresine bağlamanın bir örneği gösterilmektedir.
Bu en basit ve en yaygın harmonik filtre birçok röle koruma şemasında kullanılır. İçinde, her fazdan gelen akımlar aynı adı taşıyan ayrı bir röle tarafından kontrol edilir ve tüm vektörlerin toplamı, ortak bir nötr kabloya bağlı bir sarımdan geçer.
Akım ve gerilim ölçüm transformatörlerini kullanma yöntemi, güç ekipmanında meydana gelen birincil süreçlerin, röle koruma donanımında kullanılmak üzere ikincil bir devreye doğru bir şekilde aktarılmasını ve ekipmandaki acil durum süreçlerini ortadan kaldırmak için mantıksal cihazların çalışması için algoritmaların oluşturulmasını mümkün kılar. .
Alınan bilgilerin işlenmesi için organlar
Röle korumasında ana çalışma elemanı, iki ana işlevi yerine getiren bir elektrikli cihaz olan röledir:
kontrol edilen parametrenin kalitesini, örneğin akımı izler ve normal modda, kontak sisteminin durumunu stabil bir şekilde korur ve değiştirmez;
Ayar noktası veya tepki eşiği adı verilen kritik bir değere ulaşıldığında anında kontaklarının konumunu değiştirir ve kontrol edilen değer normal değerler alanına dönene kadar bu durumda kalır.
Akım ve gerilim rölelerini ikincil devrelere bağlamak için devre oluşturma ilkeleri, sinüzoidal harmoniklerin karmaşık düzlemdeki temsilleriyle vektör nicelikleriyle temsilinin anlaşılmasına yardımcı olur.
Resmin alt kısmında, tüketicilere güç kaynağının çalışma modu sırasında sinüzoidlerin A, B, C fazları üzerindeki tipik bir dağılımı için bir vektör diyagramı gösterilmektedir.
Akım ve gerilim devrelerinin durumunun izlenmesi
Kısmen, ikincil sinyallerin işlenmesi prensibi, ORU-110'daki tam yıldız ve VT devresine göre CT'leri ve röle sargılarını bağlama şemasında gösterilmektedir. Bu yöntem, vektörleri aşağıda gösterilen yollarla birleştirmenize olanak tanır.
Röle sargısını bu fazların herhangi bir harmoniğinde açmak, içinde meydana gelen süreçleri tam olarak kontrol etmenize ve kaza durumunda devreyi kapatmanıza olanak tanır. Bunu yapmak için akım veya gerilim röle cihazlarının uygun tasarımlarını kullanmak yeterlidir.
Verilen şemalar, çeşitli filtrelerin farklı kullanımının özel bir durumudur.
Bir hattan geçen gücü kontrol etme yöntemleri
Röle koruma cihazları, aynı akım ve gerilim trafolarının okumalarına göre güç miktarını kontrol eder. Bu durumda, toplam, aktif ve reaktif güçler arasındaki iyi bilinen formüller ve ilişkiler ile bunların akım ve gerilim vektörleri aracılığıyla ifade edilen değerleri kullanılır.
Burada akım vektörünün hat direncine uygulanan emf tarafından oluşturulduğu ve aktif ve reaktif kısımlarının eşit şekilde üstesinden geldiği dikkate alınır. Ancak bu durumda gerilim üçgeninin tanımladığı yasalara göre Ua ve Up bileşenlerinin bulunduğu bölgelerde gerilim düşümü meydana gelir.
Enerji hattın bir ucundan diğer ucuna aktarılabiliyor ve hatta elektriğin taşınması sırasında yönü bile değiştirilebiliyor.
Yönündeki değişiklikler aşağıdakilerin bir sonucu olarak ortaya çıkar:
yüklerin işletme personeli tarafından değiştirilmesi;
geçici süreçlerin ve diğer faktörlerin etkisiyle sistemdeki güç dalgalanmaları;
acil durumların ortaya çıkması.
Röle koruma ve otomasyon kapsamında çalışan güç röleleri (RM), yönlerindeki dalgalanmaları dikkate alır ve kritik bir değere ulaşıldığında çalışacak şekilde yapılandırılır.
Hat direncini kontrol etmenin yolları
Elektrik direncini ölçerek kısa devre konumuna olan mesafeyi tahmin eden röle koruma cihazlarına mesafe koruma veya kısa devre için uzaktan koruma denir. Çalışmalarında akım ve gerilim trafo devrelerini de kullanırlar.
Direnci ölçmek için, söz konusu devrenin bölümü için açıklananlar kullanılır.
Aktif, kapasitif ve endüktif reaktörlerden sinüzoidal bir akım geçtiğinde, bunların karşısındaki gerilim düşümü vektörü farklı yönlerde saptırılır. Bu, röle korumasının davranışında dikkate alınır.
Röle koruma ve otomasyon cihazlarında çok sayıda direnç rölesi (RS) bu prensibe göre çalışır.
Bir hattaki frekansı kontrol etmenin yolları
Enerji hattı boyunca iletilen harmonik akımın salınım periyodunun stabilitesini korumak için frekans kontrol röleleri kullanılır. Dahili bir jeneratör tarafından üretilen referans sinüzoidi ile hat ölçüm transformatörlerinden elde edilen frekansın karşılaştırılması prensibi ile çalışırlar.
Frekans rölesi bu iki sinyali işledikten sonra kontrollü harmoniğin kalitesini belirler ve ayarlanan değere ulaşıldığında kontak sisteminin konumunu değiştirir.
Dijital korumalarla hat parametrelerini izleme özellikleri
Röle teknolojilerinin yerini alan mikroişlemci gelişmeleri de CT ve VT gösterge transformatörlerinden alınan ikincil akım ve gerilim değerleri olmadan çalışamaz.
Dijital korumaları çalıştırmak için, ikincil sinüzoid hakkındaki bilgiler, bir analog sinyal üzerine yüksek bir frekansın uygulanmasından ve kontrol edilen parametrenin genliğinin grafiklerin kesişme noktasında sabitlenmesinden oluşan örnekleme yöntemleriyle işlenir.
Küçük örnekleme adımı, hızlı işleme yöntemleri ve matematiksel yaklaşım yönteminin kullanılması nedeniyle, ikincil akım ve gerilimlerin ölçümünde yüksek doğruluk elde edilir.
Bu şekilde hesaplanan dijital değerler mikroişlemcili cihazların çalışma algoritmasında kullanılır.
Röle koruma ve otomasyonun mantıksal kısmı
Güç hatları boyunca iletilen akım ve gerilimlerin birincil değerleri, filtreler tarafından işlenmek üzere seçilen ve akım, gerilim, güç, direnç ve frekansın röle cihazlarının hassas organları tarafından algılanan alet transformatörleri tarafından modellendikten sonra sıra gelir. Mantıksal röle devrelerinin çalışması.
Tasarımları, aynı zamanda operasyonel olarak da adlandırılan ek bir doğrudan, doğrultulmuş veya alternatif voltaj kaynağından çalışan rölelere dayanmaktadır ve onun tarafından desteklenen devreler çalışır durumdadır. Bu terimin teknik bir anlamı vardır: Geçişlerinizi gereksiz gecikmeler olmadan çok hızlı yapın.
Mantıksal devrenin çalışma hızı büyük ölçüde acil bir durumun durdurulma hızını ve dolayısıyla yıkıcı sonuçlarının derecesini belirler.
Görevlerini yerine getirme biçimlerine göre, operasyonel devrelerde çalışan rölelere ara denir: ölçüm koruma elemanından bir sinyal alırlar ve kontaklarını yürütme organlarına değiştirerek bunu iletirler: çıkış röleleri, solenoidler, kapatma veya döndürme için elektromıknatıslar Güç anahtarlarında.
Ara rölelerde genellikle bir devreyi kapatmak veya açmak için çalışan birkaç çift kontak bulunur. Farklı röle koruma cihazları arasında komutların eşzamanlı olarak çoğaltılması için kullanılırlar.
Seçicilik ilkesini ve belirli bir algoritma için bir dizinin oluşumunu sağlamak için röle korumalarının çalışma algoritmasına sıklıkla bir zaman gecikmesi eklenir. Ayar süresince korumanın çalışmasını engeller.
Bu gecikme girişi, kontaklarının çalışma hızını etkileyen bir saat mekanizmasına sahip özel zaman röleleri (RT) kullanılarak oluşturulur.
Röle korumasının mantıksal kısmı, belirli bir konfigürasyon ve gerilime sahip bir güç hattında ortaya çıkabilecek farklı durumlar için oluşturulan birçok algoritmadan birini kullanır.
Örnek olarak, iki röle korumanın güç hattı akım kontrolüne dayalı çalışma mantığının bazı isimlerini verebiliriz:
güç yönünü dikkate alarak (RM rölesi nedeniyle) veya onsuz, zaman gecikmesi olmadan veya gecikmeli (RF'nin seçiciliğini sağlayan) akımın kesilmesi (hızın belirlenmesi);
aşırı akım koruması Hattaki minimum voltajı kontrol ederek veya kontrol etmeden, kesme cihazıyla aynı kontrollerle donatılabilen.
Röle koruma mantığının çalışması genellikle çeşitli cihazların otomasyonunun unsurlarını içerir, örneğin:
güç devre kesicisinin tek fazlı veya üç fazlı yeniden kapatılması;
yedek gücün açılması;
hızlanma;
frekans boşaltma
Hat korumasının mantıksal kısmı, 10 kV'a kadar gerilime sahip dış mekan şalt cihazları için tipik olan güç anahtarının hemen üzerindeki küçük bir röle bölmesinde yapılabilir veya röle odasında birkaç 2x0,8 m paneli kaplayabilir.
Örneğin 330 kV'luk bir hattın koruma mantığı ayrı koruma panellerine yerleştirilebilir:
rezerv;
DZ - uzaktan kumanda;
DFZ - diferansiyel faz;
HFB - yüksek frekanslı engelleme;
OAPV;
hızlanma.
Çıkış devreleri
Hat rölesi korumasının son elemanı çıkış devresidir. Bunların mantığı da ara rölelerin kullanımına dayanmaktadır.
Çıkış devreleri, hat anahtarlarının çalışma sırasını oluşturur ve bitişik bağlantılar, cihazlar (örneğin kesici arızası arızası - yedek kapatma) ve diğer röle koruma elemanları ile etkileşimi belirler.
Basit hat korumalarında yalnızca bir çıkış rölesi bulunabilir ve bu rölenin çalışması devre kesicinin açılmasına neden olur. Karmaşık dallanmış koruma sistemlerinde, belirli bir algoritmaya göre çalışan özel mantıksal devreler oluşturulur.
Acil bir durumda hattan voltajın son olarak çıkarılması, kapatma elektromıknatısının kuvvetiyle çalıştırılan bir güç anahtarı tarafından gerçekleştirilir. Çalışması için güçlü yüklere dayanabilecek özel güç devreleri sağlanır. Ki.
Şikayet etmek
Bölüm 3. Koruma ve otomasyon
Bölüm 3.2. Röle koruması
Etkili topraklanmış nötr ile 110-500 kV gerilime sahip ağlarda havai hatların korunması
3.2.106. Etkin topraklanmış nötre sahip 110-500 kV şebekelerdeki hatlar için, çok fazlı arızalara ve toprak arızalarına karşı röle koruma cihazları sağlanmalıdır.
3.2.107. Aşırı koruma operasyonlarının muhtemel olduğu ağda salınımlar veya asenkron hareket mümkünse, korumalar salınımlar sırasında hareketlerini engelleyen cihazlarla donatılmalıdır. Zamandaki salınımlara karşı (yaklaşık 1,5-2 sn) ayarlanması durumunda cihazları engellemeden koruma yapılmasına izin verilir.
3.2.108. 330 kV ve üzeri hatlar için, korunan alanın herhangi bir noktasında kısa devre anında gecikmeden hareket eden ana koruma sağlanmalıdır.
110-220 kV gerilime sahip hatlar için, korunan alandaki herhangi bir noktada kısa devre sırasında gecikmeden hareket eden korumanın kullanılması ihtiyacı da dahil olmak üzere ana koruma tipi sorunu öncelikle dikkate alınarak çözülmelidir. Güç sisteminin istikrarını koruma gereksinimi. Ayrıca, güç sisteminin çalışmasının stabilitesine ilişkin hesaplamalara göre, daha katı başka gereklilikler getirilmezse, belirtilen gereksinimin, kural olarak, üç fazlı kısa devrelerde karşılandığı kabul edilebilir. enerji santralleri ve trafo merkezlerinin otobüslerindeki artık voltaj 0,6-0, 7'nin altında sen hayır, zaman gecikmesi olmadan kapat. Daha düşük artık gerilim değeri (0,6 sen nom) 110 kV hatlar, daha az kritik olan 220 kV hatlar (tüketicilere gücün birkaç taraftan güvenilir bir şekilde sağlandığı yüksek derecede dallanmış ağlarda) ve ayrıca söz konusu kısa devrenin devre dışı kaldığı durumlarda daha kritik 220 kV hatlar için izin verilebilir. önemli bir deşarj yüküne yol açmaz.
110-220 kV hatlara kurulan koruma tipini seçerken, güç sisteminin stabilitesini koruma gerekliliğine ek olarak aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:
1. Nükleer enerji santralinden uzanan 110 kV ve daha yüksek hatlarda ve ayrıca çok fazlı kısa devreler sırasında nükleer santralin yüksek voltaj tarafındaki pozitif sekans artık voltajının olduğu bitişik ağın tüm elemanlarında santral üniteleri nominal değerin 0,45'inden daha fazlasına düşebilir, kesici arızasının etkisi dikkate alınarak 1,5 saniyeyi aşmayan bir zaman gecikmesiyle yüksek hızlı korumaların yedekliliği.
2. Zaman gecikmeli olarak kapatılması kritik tüketicilerin çalışmasının kesintiye uğramasına yol açabilecek arızalar, zaman gecikmesi olmadan kapatılmalıdır (örneğin, enerji santralleri ve trafo merkezlerinin otobüslerindeki artık voltajın 0,6'nın altında olmak sen nom, eğer bunları bir zaman gecikmesiyle kapatmak voltaj çığından dolayı kendi kendine deşarja veya 0,6 artık voltajla hasara yol açabilirse sen Nom veya daha fazla, eğer bunları bir zaman gecikmesiyle kapatmak teknolojinin kesintiye uğramasına neden olabiliyorsa).
3. Yüksek hızda otomatik tekrar kapama yapılması gerekiyorsa, hatta yüksek hız koruması kurulmalı ve hasarlı hattın her iki tarafta da zaman gecikmesi olmadan bağlantısının kesilmesi sağlanmalıdır.
4. Nominal akımdan birkaç kat daha yüksek akımlara sahip arızaların zaman gecikmesi ile bağlantısını keserken, iletkenlerin kabul edilemez aşırı ısınması mümkündür.
Seçiciliği sağlamak için gerekli olması durumunda, karmaşık ağlarda ve yukarıda belirtilen koşulların yokluğunda yüksek hızlı korumanın kullanılmasına izin verilir.
3.2.109. 3.2.108'e göre artık gerilim değerlerine dayalı stabilite gereksinimlerinin sağlanması değerlendirilirken aşağıdakilerin yönlendirilmesi gerekir:
1. Enerji santralleri veya güç sistemleri arasında tek bir bağlantı için, bu bağlantıya dahil olan trafo merkezleri ve enerji santrallerinin otobüslerinde 3.2.108'de belirtilen rezidüel gerilim, bu otobüslerden uzanan hatlarda kısa devre ile kontrol edilmelidir. bağlantıyı oluşturan hatlar için; paralel hatlara sahip bölümlerin bir kısmını içeren tek bir bağlantı için - ayrıca bu paralel hatların her birinde bir kısa devre ile.
2. Elektrik santralleri veya güç sistemleri arasında birden fazla bağlantı varsa, kısa devre durumunda, yalnızca bu bağlantıların bağlı olduğu trafo merkezlerinin veya enerji santrallerinin otobüslerinde 3.2.108'de belirtilen artık gerilim değeri kontrol edilmelidir. bağlantılarda ve bu otobüslerden beslenen diğer hatlarda ve ayrıca iletişim trafo merkezi otobüslerinden beslenen hatlarda.
3. Kademeli arıza açma modunda, korumanın ilk aşamasının kapsadığı bölgenin sonundaki kısa devre sırasında, yani devre kesicinin hattın karşı ucundan zamansız bir koruma ile açtıktan sonra artık gerilim kontrol edilmelidir. gecikme.
3.2.110. Çok fazlı arızalardan tek yönlü beslemeli tek hatlarda adım akım koruması veya adım akım ve gerilim koruması kurulmalıdır. Bu tür korumalar, örneğin baş kısımlarda hassasiyet veya arıza kapatma hızı (bkz. 3.2.108) gerekliliklerini karşılamıyorsa veya bitişik bölümlerin korunmasının, söz konusu bölümde kademeli mesafe koruması sağlanmalıdır. İkinci durumda, ek koruma olarak zaman gecikmesi olmaksızın akım kesmenin kullanılması tavsiye edilir.
Kural olarak, toprak arızalarına karşı adım akımı yönlü veya yönsüz sıfır dizi koruması sağlanmalıdır. Koruma, kural olarak yalnızca gücün sağlanabileceği taraflara kurulmalıdır.
Basitleştirme amacıyla, birkaç ardışık bölümden oluşan hatlar için, sıralı tekrar kapama cihazlarıyla birlikte seçici olmayan kademeli akım ve gerilim korumasının (çok fazlı arızalara karşı) ve kademeli sıfır bileşenli akım korumanın (toprak arızalarına karşı) kullanılmasına izin verilir. .
3.2.111. İki veya daha fazla taraftan gelen güce sahip tek hatlarda (ikincisi, hem bypass bağlantıları olan hem de bypass bağlantısı olmayan dallı hatlarda) ve ayrıca tek bir güç noktasına sahip bir halka ağına dahil olan hatlarda, çok fazlı kısa devre mesafesine karşı koruma bulunmalıdır. koruma uygulanır (çoğunlukla üç aşamalı), yedek veya birincil olarak kullanılır (ikincisi yalnızca 110-220 kV hatlarda).
Ek koruma olarak, zaman gecikmesi olmadan akım kesicinin kullanılması tavsiye edilir. Bazı durumlarda, diğer modlarda çalışmak için gerçekleştirilen akım kesme işlemi tatmin edici olmadığında, korumanın kurulu olduğu yerde üç fazlı bir kısa devreye hatalı bağlantı durumunda hareket etmek için bir akım kesme kullanılmasına izin verilir. hassasiyet gerekliliği (bkz. 3.2.26).
Kural olarak, toprak arızalarına karşı adım akımı yönlü veya yönsüz sıfır dizi koruması sağlanmalıdır.
3.2.112. Tek güç noktalı bir halka ağının kafa bölümlerinin alıcı ucundaki çok fazlı arızalara karşı ana koruma olarak, tek kademeli akım yönlü korumanın kullanılması tavsiye edilir; diğer tek hatlarda (çoğunlukla 110 kV), bazı durumlarda adım akım koruması veya adım akımı ve gerilim koruması kullanılmasına izin verilir ve gerekirse bunları yönlü hale getirir. Koruma genellikle yalnızca gücün sağlanabileceği taraflara kurulmalıdır.
3.2.113. İki veya daha fazla taraftan beslenen paralel hatlarda ve bir taraftan beslenen paralel hatların besleyici ucunda, karşılık gelen tek hatlarda olduğu gibi aynı koruma kullanılabilir (bkz. 3.2.110 ve 3.2.111).
Toprak arızalarının ve bazı durumlarda çift taraflı güç kaynağına sahip hatlardaki fazlar arasındaki arızaların kesilmesini hızlandırmak için, paralel hattaki gücün yönünü kontrol etmek üzere ek koruma kullanılabilir. Bu koruma, ayrı bir enine akım koruması (sıfır bileşen akımı veya faz akımları için bir rölenin dahil edilmesiyle) veya yalnızca kurulu korumaların hızlanma devresi (sıfır bileşen akımı, maksimum akım) şeklinde uygulanabilir. , mesafe vb.) paralel hatlarda yön kontrol gücü ile.
Sıfır bileşen korumanın hassasiyetini arttırmak için, paralel hat devre kesicinin bağlantısı kesildiğinde bireysel aşamalarının işletimden çıkarılmasını sağlamak mümkündür.
Enine yönlü diferansiyel koruma genellikle iki paralel tek uçlu besleme hattının alıcı ucunda sağlanmalıdır.
3.2.114. 3.2.113'e göre koruma hız gereksinimlerini karşılamıyorsa (bkz. 3.2.108), tek yönlü beslemeli iki paralel 110-220 kV hattın besleme ucunda ana koruma olarak (iki paralel hat çalıştırıldığında) ve iki paralel 110 kV hatlarda İki yönlü güç kaynağıyla, enine diferansiyel yönlü koruma esas olarak dağıtım ağlarında kullanılabilir.
Bu durumda, bir hattın çalışma modunda ve iki hat çalışırken yedeklemenin yanı sıra, 3.2.110 ve 3.2.111'e göre koruma kullanılır. Bitişik elemanlara verilen hasara karşı hassasiyetini arttırmak için, her iki hattın akımlarının toplamı için (örneğin, sıfır dizi akım korumasının son aşaması) bu korumayı veya bireysel aşamalarını açmak mümkündür.
Hız koşullarına göre (bkz. 3.2.108) kullanımının zorunlu olmadığı durumlarda, korunan hatlarda arıza kapatma süresini azaltmak için paralel 110 kV hatların adım akım korumasına ek olarak enine diferansiyel yön korumasının kullanılmasına izin verilir. .
3.2.115. 3.2.111-3.2.113'e göre koruma hız gereksinimini karşılamıyorsa (bkz. 3.2.108), çift taraflı güç kaynağına sahip tek ve paralel hatların ana koruması olarak yüksek frekans ve boylamasına diferansiyel koruma sağlanmalıdır. .
110-220 kV hatlar için, hassasiyet koşulları (örneğin, branşmanlı hatlarda) veya basitleştirme nedeniyle uygun olduğunda, mesafenin yüksek frekanslı blokajı ve akım yönlü sıfır dizi koruması kullanılarak temel korumanın gerçekleştirilmesi önerilir. koruma.
Özel bir kablo döşenmesi gerekiyorsa, uzunlamasına diferansiyel korumanın kullanımı teknik ve ekonomik bir hesaplamayla gerekçelendirilmelidir.
Yardımcı koruma kablolarının servis verilebilirliğini izlemek için özel cihazlar sağlanmalıdır.
330-350 kV hatlarda, yüksek frekans korumasına ek olarak, eğer bu cihaz sağlanmışsa, bir açma veya izin verilen yüksek frekans sinyalini iletmek için bir cihazın kullanılması (adım yedek korumanın eylemini hızlandırmak için) sağlanmalıdır. diğer amaçlar. 500 kV hatlarda, belirtilen cihazın özellikle röle koruması için kurulmasına izin verilir.
Hızın (bkz. 3.2.108) veya hassasiyetin (örneğin, branşmanlı hatlarda) gerekli olduğu durumlarda, 110-220 kV hatların adım korumasının etkisini hızlandırmak için bir açma sinyalinin iletilmesinin kullanılmasına izin verilir. .
3.2.116. 3.2.115'e göre temel koruma yapılırken aşağıdakiler yedek olarak kullanılmalıdır:
- çok fazlı kısa devrelere karşı, kural olarak mesafe koruması, esas olarak üç aşamalı;
- toprak arızalarına karşı, adım akımı yönlü veya yönsüz sıfır dizi koruması.
3.2.115'te belirtilen ana korumanın uzun süreli devre dışı bırakılması durumunda, bu koruma, arızanın hızlı bir şekilde kesilmesi (bkz. 3.2.108) gerekliliğine göre kurulduğunda, yedeklemenin seçici olmayan bir şekilde hızlandırılmasına izin verilir. fazlar arasındaki kısa devrelere karşı koruma (örneğin, doğrudan voltaj değeri dizilerinin kontrolü ile).
3.2.117. 330-350 kV hatlar için otomatik tekrar kapama cihazının ana korumaları, çok fazlı arızalara karşı yüksek hızlı yedek koruma aşamaları ve ölçüm elemanları, yoğun koşullar altında normal çalışmalarını (belirtilen parametrelerle) sağlayan özel bir tasarıma sahip olmalıdır. geçici elektromanyetik süreçler ve hatların önemli kapasitif iletkenliği. Bu amaçla aşağıdakiler sağlanmalıdır:
- koruma kitlerinde ve OAPV ölçüm elemanlarında - geçici elektromanyetik süreçlerin etkisini sınırlayan önlemler (örneğin, düşük frekanslı filtreler);
- 150 km'den uzun hatlara kurulan diferansiyel fazlı yüksek frekans korumasında, hattın kapasitif iletkenliğinden kaynaklanan akımları dengelemeye yönelik cihazlar.
İki veya daha fazla akım transformatörünün akımlarının toplamı için yüksek hız korumasını açarken, 3.2.29'un gerekliliklerini karşılamak mümkün değilse, bu durumda korumanın gereksiz çalışmasını önlemek için özel önlemlerin alınması tavsiye edilir. harici hasarlardan (örneğin korumanın sertleşmesi) veya korumaya güç sağlamak için hat devresine ayrı bir akım transformatörü seti monte edin.
Boyuna kapasitif kompanzasyon cihazlarıyla donatılmış 330-500 kV hatlara kurulan korumalarda, bu cihazların etkisinden kaynaklanan dış hasar durumunda korumanın aşırı çalışmasını önleyecek önlemler alınmalıdır. Örneğin, negatif dizili güç yönü röleleri veya etkinleştirme sinyali iletimi kullanılabilir. ¶×
Röle korumanın görevleri, rolü ve amacı, güç sistemlerinin güvenilir çalışmasını ve tüketicilere kesintisiz elektrik tedarikini sağlamaktır. Bunun nedeni devrelerin artan karmaşıklığı ve elektrik ağlarının büyümesi, güç sistemlerinin birleştirilmesi ve her iki istasyonun bir bütün olarak kurulu kapasitesinde ve bireysel birimlerin nominal birim gücünde artış olmasıdır. Bu da güç sistemlerinin çalışmasını etkiler: kararlılık sınırında çalışma, sistemler arası uzun iletişim hatlarının varlığı ve zincirleme kazaların gelişme olasılığının artması. Bu bağlamda röle korumanın hız, seçicilik, hassasiyet ve güvenilirliğine yönelik gereksinimler artmaktadır. Yarı iletken cihazları kullanan röle koruma cihazları giderek yaygınlaşmaktadır. Kullanımları, yüksek hızlı koruma oluşturmak için daha fazla fırsat yaratır.
Şu anda, mikroişlemci tabanlı röle koruma cihazları geliştirilmiş ve aktif olarak kullanılmaya başlanmıştır, bu da korumanın hızını ve güvenilirliğini daha da arttırmayı ve onarım ve bakım maliyetlerini azaltmayı mümkün kılmaktadır.
1.2.2 Transformatör parametreleri Tablo 2'de özetlenmiştir.
TABLO 1.2
RÖLE KORUMA CİHAZLARININ TİPLERİNİN SEÇİMİ
110 kV havai hattın röle koruması.
| Değiştirmek |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| KP.140408.43.06.PZ |
| Değiştirmek |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| KP.140408.43.06.PZ |
3.1 Devre elemanlarının doğrudan sıralı dirençlerinin hesaplanması.
Direnç hesaplamaları, Ub=115 kV baz geriliminde, belirtilen birimlerde (Ohm) gerçekleştirilir.
Eşdeğer devre Şekil 2'de gösterilmektedir.
C1: X 1 = X *s * = 1,3* = 9,55 Ohm
X 2 =X atım *l* =0,4*70* =28 Ohm
X 3 = X atım. *l* =0,4*45* = 18 Ohm
X 4 = X atım *l* =0,4*30* = 12 Ohm
X 5 = X atım *l* =0,4*16* = 6,4 Ohm
T 6 = * = * =34,72 Ohm
T 7 = * = * =220,4 Ohm
X 3,4 =18+12=30Ohm
| Değiştirmek |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| 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
| Değiştirmek |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| KP.140408.43.06.PZ |
ben (3) (k 2) = = =2,18 kA
ben (3) (k 3) = = =0,26 kA
3.2 K-2 noktasında toprağa giden tek fazlı kısa devre akımlarının hesaplanması.
C1: X 1 = X *s * = 1,6* = 11,76 Ohm
X 2 =X atım *l* =0,8*70* =56 Ohm
X 3 = X atım. *l* =0,8*45* = 36 Ohm
X 4 = X atım *l* =0,8*30* = 24 Ohm
X 5 = X atım *l* =0,8*16* = 12,8 Ohm
X 3,4 =36+24= 60 Ohm
| Değiştirmek |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| KP.140408.43.06.PZ |
X 2,3,4 =(60*56)/(60+56)= 28,97 Ohm
X 1-4 =11,76+28,97 Ohm
| Değiştirmek |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| 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 K-4 ve K-5 noktalarındaki kısa devre akımlarının hesaplanması.
| Ub=Umin=96,6 kV | Ub=Umaks=126 kV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X 10 = X s1,2 = X s1,2 ort. * = 24,03* = 16,96 Ohm | X 10 = X s1,2 = X s1,2 ort. * = 24,03* = 28,85 Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Xc = Xc av* = = 16,96 Ohm | Xc = Xc av* = = 28,85 Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| X T(-PO) = * = =41,99 | U ila (+ N) =U ila 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| K-4 noktası | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 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) maksimumda = =0,95kA | I (3) maksimum = =0,73 kA'da | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 37 kV'luk bir voltajla ilgili olarak K-4 noktasındaki kısa devre akımının gerçek değeri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| I (3) maksimumda = 0,95* =8,74 kA | I (3) maksimum =0,73* =8,76 kA'da | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| K-5 Noktası | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.1 Tek yönlü güç kaynağıyla hat koruması. 4.1.1 W hattının fazdan faza kısa devrelerine karşı iki aşamalı akım korumanın hesaplanması. Faz-faz kısa devrelerden (I aşaması) zaman gecikmesi olmadan akım kesilmesinin hesaplanması. 1)I 1 sz Kot.*I (3) k-3max=1,2*0,26=0,31 kA 2)Kch=I (2) k-1dak/Is.z. 1 =2,76*0,87/0,31=7,74 Kch = I (2) k-2dak/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) Akım kesmenin yanıt süresinin 0,1 saniye olduğu varsayılmaktadır. Fazlar arası kısa devrelerden (II aşama) zaman gecikmesi ile maksimum akım korumasının hesaplanması. 1)I II sz Kots*Ksz/Kv)*Iload.max=(1,2*2/0,8)*0,03=0,09kA Iload.max=Snom.t./ =6,3/ =0,03 kA 2) Kch= I (2) k-3min/Is.z. ben 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) MTZ yanıt süresi, tr-ra'nın MTZ'si ile anlaşma şartına göre seçilir. t II sz=tsz(mtz t-raT)+ t=2+0,4=2,4s 4.1.2. W hattının topraklamasına kısa devreye karşı iki aşamalı akım korumanın hesaplanması. Sıfır bileşen kesme akımlarının zaman gecikmesi olmadan hesaplanması (1 aşama). 1)I (1) 0cz 3I0 (1) k-2dak/Kch=2,16/1,5=1,44 kA 2) I (1) 0ср I0 (1) сз*Ксх/К I =1,44*1/(100/5)=0,072 kA 3) Akım kesmenin tepki süresinin 0,1 saniye olduğu varsayılmaktadır. Zaman gecikmeli (2. aşama) sıfır bileşen akım korumanın hesaplanması. 1)I 11 0сз Kots*Inb.max=Kots*Kper*Knb*Icalc.=1,25*1*0,05*0,26=0,02 kA Kabul ediyorum I 11 0сз=60А 4.2 Transformatör korumasının hesaplanması.
Ayar iki koşul arasından seçilmelidir: - güç transformatörünün mıknatıslanma akımının ani akımından sapması. - hesaplanan harici kısa devrenin geçici modu sırasında maksimum birincil dengesizlik akımından sapma. Ani mıknatıslanma akımından ayarlamanın bozulması. Güç transformatörü yüksek gerilim tarafından açıldığında, mıknatıslanma ani akımının, korunan transformatörün nominal akımının genliğine oranı 5'i aşmaz. Bu, mıknatıslanma ani akımın genliğinin, mıknatıslanma ani akımının genliğine oranına karşılık gelir. birinci harmoniğin anma akımının etkin değeri 5 = 7'ye eşittir. Kesim anlık değere tepki verir ve 2,5*Idif./Inom'a eşittir. İlk harmonik için mümkün olan minimum ayar Idiff/Inom = 4'tür ve bu, genlik oranı açısından 2,5 * 4 = 10'a katkıda bulunur. Elde edilen değerlerin karşılaştırılması, anlık değerlere yönelik kesmenin mıknatıslama akımındaki olası dalgalanmalara göre ayarlandığını gösterir. Hesaplamalar, mıknatıslanma akımı ani akımının ilk harmoniğinin etkin değerinin ani akım genliğinin 0,35'ini aşmadığını göstermektedir. Genlik, anma akımının 7 rms değerine eşitse birinci harmoniğin rms değeri 7*0,35=2,46 olur. Bu nedenle minimum 4 In ayarında bile. Kesme, mıknatıslanma akımındaki dalgalanmalara karşı ve diferansiyel akımın ilk harmoniğine göre ayarlandığında ayarlanır. Harici kısa devre sırasında dengesiz akımdan ayarlama.
Idiff/Inom Kots*Knb(1)*Ikz.in.max burada Knb(1), dengesizlik akımının birinci harmoniğinin genliğinin, harici arıza akımının periyodik bileşeninin azaltılmış genliğine oranıdır. Hem YG hem de AG tarafında sekonder anma akımı 5A olan bir CT kullanılıyorsa Knb(1)=0,7 alınabilir. HV tarafında sekonder anma akımı 1A olan CT kullanılıyorsa Knb(1)=1,0 alınmalıdır. Ayarlama katsayısının (Cots) 1,2 olduğu varsayılmaktadır. Is.in.max, harici olarak hesaplanan kısa devre akımının transformatörün nominal akımına oranıdır. Korunan transformatörden bir Irms akımı geçerse, diferansiyel bir akım taşıyabilir. Idif.=(Nper*Kodn*E+ Urpn+ fadd.)*Iskv=(2*1.0+0.13+0.04)*Iskv=0.37*Iskv. Bu formülü türetirken, bir CT'nin doğru çalıştığı, ikincisinin Idiff'e eşit bir hataya sahip olduğu varsayılmıştır. Frenleme akımı azaltma katsayısı kavramını tanıtalım. Ksn.t.=Ibr./Iskv.=1-0.5*(Nper*Kod.*E + Uрпн+ fadd)/Ksn.t.=100*1,3*(2*1*0,1+0,13+0,04)/0,815=59 Frenleme karakteristiğinin ikinci kırılma noktası: 2 /Inom, frenleme karakteristiğinin ikinci bölümünün boyutunu belirler. Yük ve benzeri modlarda frenleme akımı geçiş akımına eşittir. Dönüş arızalarının ortaya çıkması birincil akımları yalnızca çok az değiştirir, böylece frenleme akımı neredeyse değişmeden kalır. Dönüş arızalarına karşı yüksek hassasiyet için ikinci bölüm, nominal yük modunu (Im/Inom=1), izin verilen uzun süreli aşırı yüklerin modunu (Im/Inom=1,3) içermelidir. İkinci bölümün ayrıca olası kısa süreli aşırı yüklenme modlarını da içermesi arzu edilir (otomatik transfer anahtarından sonra motorun kendi kendine çalışması, varsa güçlü motorların başlatma akımları).
I g2/I g1=0,15 alıyorum Söz konusu ağın hassasiyet katsayısını hesaplıyoruz. Frenleme olmadığında birincil koruma akımı: Iс.з=Inom*(I 1/Inom)=208*0,3=62,4 A. Korumanın hassasiyetini kontrol ederken, frenleme yönünden dolayı dahili arızalar sırasında frenleme akımının olmadığını dikkate alırız. AG tarafında iki fazlı kısa devre hassasiyeti Kch=730*0,87/62,4=10,18 Sonuç: Duyarlılık yeterlidir. 4.3 Aşırı yük koruması “Sirius-T”. Aşırı yük sinyali ayarının şu şekilde olduğu varsayılır: Isz=Kots*Inom/Kv=1,05*3,4/0,95=3,76, burada ayar bozucu katsayı Kots=1,05; bu cihazdaki geri dönüş katsayısı Kv=0,95'tir. Gerilimi düzenlerken% 5 oranında artırma olasılığını dikkate alarak nominal akım Inom'un belirlenmesi önerilir. 40 MVA'lık bir transformatör için YG ve AG taraflarında orta koldaki anma sekonder akımları 3,4 ve 3,5 A'dır. Hesaplanan yük ayar değerleri eşittir. HV tarafı:Ivn=1,05*1,05*3,4/0,95=3,95 A AG tarafı: Han=1,05*1,05*3,5/0,95=4,06 A Transformatörün bölünmüş AG sargısı varsa, aşırı yük kontrolü AG yan anahtarlarına takılan giriş koruma cihazları tarafından yapılmalıdır. Koruma tсз=6с olan lastiklerde çalışır.
Aşırı akım korumanın çalışma parametrelerinin (ayarlarının) hesaplanması, koruma çalışma akımının (birincil) seçilmesinden oluşur; röle çalışma akımı. Ayrıca akım trafosunun hesaplama kontrolü de yapılır. Çalışma akımının seçilmesi. Maksimum akım korumasının mevcut ayarları, ardışık aşırı yüklemeler sırasında kapatma korumasının çalışmamasını ve ana bölgedeki ve yedek bölgedeki her türlü kısa devre için gerekli hassasiyeti sağlamalıdır. Isz=Ksz*Ksh/Ktt=265*1/(300/5)=4,42 A Aşırı akım korumasının hassasiyetinin kontrol edilmesi. 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 Voltajla başlayın. 10,5 kV tarafında kurulu kombine gerilim başlatmalı aşırı akım korumanın hesaplanması. Frenli yük motorlarını AR veya AR'den açarken otomatik başlatma voltajından sapma koşulu altında ve harici kısa devreyi kestikten sonra rölenin geri dönüşünü sağlama koşulu altında minimum voltaj rölesi için birincil koruma tepki voltajı kabul edildi: Uсз=0,6 Unom=0,6*10500=6300V Bu durumda minimum voltaj rölesinin çalışma voltajı şöyle olacaktır: Usr=Usz/Kch=0,6*10500/(10500/100)=60 V. Röle RN-54/160 kurulum için kabul edilir Bir gerilim filtreli röle için, yük modunda dengesizlik geriliminden sapma durumuna göre koruma tepki geriliminin ters sırası alınır. U2сз 0,06*Unom=0,06*10500=630V Negatif bileşen voltajı filtre-röle yanıt voltajı. U2ср=U2сз/К U =630/(10500/100)=6V Filtre rölesi RSN-13 ayar olarak kabul edilir. Minimum voltaj rölesi için 5 noktasında kısa devre sırasında voltaj duyarlılığının kontrol edilmesi. KchU=Uсз*Кв/Uз.max=6,3*1,2/4,1=1,84 1,2 burada Uз.max= 3*I (3) k-4max*Zkw.min= *5280*0,45=4,1 kV burada I (3) k-4max maksimum çalışma modunda (mod 9) kablo hattının sonundaki üç fazlı kısa devre akımıdır. -negatif bileşen gerilim röle filtresi için.
burada 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 burada I 2 max, maksimum çalışma modunda kablo hattının ucundaki iki faz arasında kısa devre sırasında korumanın kurulduğu yerdeki negatif bileşen akımıdır. Kabul edilebilir: I 2 maks=I (3) k-4.max/2=I (2) k-4.max/2 Koruma süresi gecikmelerinin seçimi aşamalı prensibe göre gerçekleştirilir 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) burada tсз.св-10, 10 kV kesit anahtarındaki koruma yanıt süresidir Seçicilik seviyesi t, RV-0,1 t=0,3s zaman rölesi için, RV-128 t=0,5s zaman rölesi için uyarlanır.
6. TFND-110 akım transformatörlerinin yüzde 10 hatasının hesaplanması. Dönüşüm oranı =100/5 Tahmini yüzde 10 hata faktörü: K (10) hesaplanan=1,1*Is/I1nom.=1,1*1440/100=15,84 İzin verilen ikincil yük Z2add., yüzde 10'luk hata eğrisi kullanılarak belirlenir. Z2ek.=2 Ohm Z2add.=Zp+Rpr+R 0,05 trans. Zp=0.25Ohm Z2add.=Zp+Rpr+Rtrans. Rpr=2-0,25-0,05=1,7 Ohm q= *l/ Rpr=0,0285*70/1,7=1,17 |