Функција преноса преноса снаге: заштита и контрола мреже

Кључне тачке

Релеји преноса електричне енергије су тихи чувари електричне мреже. Замислите их као нервни систем мреже напајања. Они остају непрестано будни и могу да реагују у микросекунди.

Функција преноса преносних релеја на откривање проблема или услова грешке на мрежи. Када примете проблеме, брзо воде акцију. Ово готово увек значи да се прекине прекидач да изолише неисправан одељак.

Ова брза изолација је пресудна. Штити скупу опрему у вриједности милион долара долара. Ово укључује трансформаторе, генераторе и далеководе. Као што је важно, она чува укупну стабилну мрежу. Без релеја, мали проблеми би се могли проширити и изазвати огромне затегнуте.

Савремени релеји раде више од само заштите. Такође се баве задацима напредних контроли. Детаљно прате системе. Омогућавају аутоматизацију Грида која омогућава данашњу паметну мрежу. Ови паметни уређаји су неиспуњени хероји. Поуздају да се моћ поуздано тече на наше домове и предузећа.

Основни принцип рада

У свом срцу, релеј "одлука" даје једноставан, али невероватно брз процес. То се чује, упоређује и послује.

Прво, релеј непрестано проверава здравље система напајања. Гледа кључна електрична мерења попут тренутне, напона, фреквенције и у угловима фаза. Ове информације долазе у релеј кроз посебне инструменте трансформаторе. Ово су тренутни трансформатори (ЦТС) и напонски трансформатори (ВТС или ПТС). Они одступе високим сигналима - напоном на сигурне нивое.

Затим унутрашња логика релеја упоређује ове стварне - временске мерења против унапред постављених граница. Ова критична подешавања назива се "Пицк - горе" вредност. Све док све остане у нормалним границама, релеј само монитори и чека.

Ако се догоди грешка, тренутни могу да се спусте или напон може пасти. Када измерена вриједност пређе процјени - уп праг, релејни извори у акцију. Његов излазни контакт се затвара. Ово употпуњава ниско повезивање напонског споја који напаја излетну завојницу прекидача. Овај моћан механизам отвара прекидач, заустављајући струју квара и изоловање проблема. Цео процес се дешава у делићу секунде.

Технологија иза овог принципа драматично се променила током година. Пребацио се из механичких система моћним микропроцесорима.

Примарна функција: Заштита

Док се релеји могу учинити много ствари, преко 80% њихове сврхе фокусира се на један критични посао: заштита система. Због тога постоје. Циљ је открити и јасне грешке са савршеном прецизношћу, брзином и сигурношћу. То осигурава минимално поремећаје и максималну сигурност.

Инжењери користе различите шеме заштите да би се то постигло. Сваки чувари шеме против одређених врста кварова у одређеној опреми. Савремени нумерички релеј може се бавити многим од ових функција одједном у једном уређају. Ово пружа слојевити и свеобухватну заштиту. Истражимо најважније заштитне функције.

Прекинута заштита (50/51)

Ово је најосновнија и широко коришћена заштита. Ради на једноставној идеји: ако струја прелази постављени ниво, излет прекидачем. Ова функција користи АНСИ стандардни бројеви уређаја 50 и 51.

Тренутни преносни елемент (50) реагује без временског одлагања. Постављено је високо да ухвати само озбиљно, висок - грешке у величини попут директних кратких спојева. Његов посао је да оправда ове опасне догађаје што је брже могуће.

Вријеме - пренасуални елемент (51) додаје намерно временско одлагање. Кашњење је обично обрнуто. То значи да је већа струја, бржи релеј послује. То омогућава безопасне привремене услове попут мотора који почиње да се догоди без изазивања лажних путовања. И даље пружа поуздану заштиту за сталне преоптерећене и мање грешке.

Ова врста заштите је окосница за дистрибутивне хранилице. Такође служи као основна заштита од сигурносне копије скоро све главне опреме. Ово укључује преносне линије и трансформаторе када примарна заштита не успе.

Диференцијална заштита (87)

За високи - вредност, критична опрема, диференцијална заштита је златни стандард. Названи АНСИ 87, ова шема нуди неуспоредиву брзину, осетљивост и селективност. То је основна метода заштите трансформатора, генератора, сабилицама и мотора.

Принцип користи тренутни закон Кирцххоффа. Збир струја улазак у зону мора бити једнак износу који је оставља. Релеј користи ЦТС за мерење струје која тече у и ван заштићене опреме. На пример, мери обе стране намотаја трансформатора.

Алгоритам релеја дигитално одузима ове струје. Током уобичајеног рада или за грешке изван заштићене зоне, вагања струја. Диференцијална струја остаје близу нуле. Релеј остаје стабилан.

Али ако се појави грешка у опреми, струја која тече неће једнака тренутну струју. Ово ствара значајну различиту струју. Релеј ради готово одмах на прекидачима путовања на свим странама опреме. Ово је потпуно изоловано. Његова селективност осигурава да неће радити за грешке изван њене зоне, спречавајући погрешна путовања.

Заштита на даљину (21)

Заштита удаљености је радна коња за заштиту високих линија - напона. Његов гениј лежи у одређивању само да се догодила грешка, али где се налази дуж линије.

Релеј (АНСИ 21) непрестано израчунава импеданцију преносне линије. То ради то мерењем напона и струје на њеној локацији (З=в / и). Током нормалних услова, импеданција је висока, поставља се оптерећењем. Када се појави грешка, капи напона и тренутне нападе. То узрокује измерене импеданце да драстично пада.

Пресудно, ова мерена импеданција је директно пропорционална удаљености од релеја кривице. Веома ниска импеданција значи квар близу трафостанице. Већа импеданција значи да је грешка даље низ линију.

Да би се овај принцип применио и са брзином и координацијом, заштита удаљености користи више зона.

Зона 1 покрива око 80-90% дужине заштићене линије. Ако је израчунати импедант грешке спада у овај асортиман, излазни релеј одмах без одлагања. Ово омогућава брзо чишћење за већину грешака на линији. Зона намерно је постављена на удаљености да се избегне преношење због грешака за мерење.

Зона 2 покрива целу заштићену линију плус око 50% следеће најкраће суседне линије. Ради са кратким временским одлагањем, попут 300-400 милисекунди. Његов главни посао штити коначни 10-20% кућне линије и подршка заштите од суседне линије.

Зона 3 достиже још даље изван зоне 2 и дјелује са још дужим одлагањем. Омогућава даљинску копију за грешке у даљем тексту у систему. Ово осигурава грешке да се очисте чак и ако вишеструке друге уређаје не успе.

Заштита од смера (67)

Стандардна заштита од прекомерне струје је "слеп". То само види актуелну величину, а не смер. У једноставним радијалним системима, ово делује у реду. Али у сложеним, међусобно повезаним мрежама са паралелним стазама, ова слепоћа може погрешно да проузрокује да се погрешно путовање погрешно излети.

Заштита од смера (АНСИ 67) додаје интелигенцију. Користи мерење напона као референцу да одреди тренутни правац протока у односу на локацију релеја. Релеј се може поставити да ради само за "напредне" грешке (далеко од трафостанице) и блок за "обрнуте" грешке.

Ово је критично у петљима. Када дође до квара, тренутна храни се у то из оба смера. Релеји усмерених Осигурајте само прекидачи на неисправној линији отворен за изоловање проблема. Ово оставља паралелне здраве стазе у служби и спречава каскадење ванредне установе.

Остале критичне функције

Иза ових примарних шема, релеји обављају многе друге виталне заштитне улоге.

Под / преко заштите напона (27/59) Гардијска опрема против оштећења нивоа напона. Они се могу појавити из различитих услова система и заштитити изолацију и осетљиву електронику.

Под / преко заштите фреквенције (81) је пресудно за стабилност мреже. Ако је главни пренос генератора ван мреже, падне падне падне системске фреквенције. 81 елемент може да покрене аутоматско превртање шема оптерећења. Ово намјерно искључује блокове купаца да би ребалансирали генерацију и оптерећење, спречавајући укупну колапс мреже.

Негативна заштита секвенце открива неуравнотежене фазне услове. Ови услови често долазе из неуравнотежених грешака или отворених фаза. Стварају штетне струје у ротирајућим машинама попут генератора и мотора, узрокујући брзе прегревање. Ова функција штити ову скупу имовину од тешке штете.

Анатомија кривице

Теорија је једна ствар. Видети релеј у акцији је још један. Прошетајмо кроз прави - свјетски сценариј да бисмо разумели брзину и прецизност.

Сцена: 230 кВ преносне линије обухвата 50 миља између две трафостанице. Доживљава јединствени - фазу - до - Гроуп из мрље средине средине. - распон. Ево милисекунда - на - МиллисеЦонд распад из перспективе система.

Т =0 МС: Муња упада једног диригента. Убризгава се огромна количина енергије. Струја квара хиљада АМПС-а почиње да тече из оба краја линије према локацији квара. Напон на неиспрашеној фази пропада у близини нуле.

Т =2 МС: ЦТС и ВТС у обе подстанице верно репродукују ове ненормалне услове као мање, мерљиве сигнале. Висока струја засићена засићена средња струја. ВТС извештавају о тешком паду напона.

Т =5 МС: Релеји бројчаних растојања (АНСИ 21) на оба краја примати ове податке. Њихови моћни микропроцесори погубљавају сложене алгоритме хиљаде пута у секунди. Они одмах израчунавају импеданцију. Оба релеја одређују импедантност је у оквиру своје поставке своје тренутне зоне 1. Ово потврђује озбиљну интерну грешку.

Т =10 МС: Интерна логика релеја потврђује критеријуме грешака. Алгоритами потврђују врсту грешке, локацију и озбиљност. Одлука се доноси. Релеји се наводе своје излазе на путовању, слање салате са ДЦ напоном на излете из путника прекидача.

Т =12 МС: Путни сигнал напаја моћне завојнице из путовања у високим фломима - напона у обе подстанице. Ова енергија закинула је механизам за управљање прекидачем.

Т =40-50 МС: Масивни контакти за прекидаче, физички се одвојили. Док су део њих, огромни електрични обрасци АРЦ-а између њих. Истовремено, експлозија високог филма - притиска СФ6 је усмерена на лук, гашење у року од неколико милисекунди. Проток струје квара сада је потпуно заустављен.

Пост - Анализа грешке: Линија је успешно изолована из мреже за мање од три циклуса таласа од 60 Хз. Касније ће инжењер заштите даљински приступити релејима из њихове канцеларије. Преузеће рекорд грешке, висок - резолуцију датотека која приказује тачан напон и тренутне таласне облике пре, током и после квара. Такође ће прегледати редослед дневника догађаја. Ово омогућава временски запис о сваку радњу коју је релеј узео. Ови подаци омогућавају да инжењер провери да је систем заштите правилно радио, анализирати карактеристике квара и осигурати да је мрежа спремна да се реставира линија.

Развијајући се за аутоматизацију

Функција преноса преноса електричне енергије развијала се далеко изван једноставног уређаја "Откривање и путовање". Смјена са електромеханичког до микропроцесора - заснованих бројчаних релеја претворила их је у више- функционалне интелигентне електронске уређаје (ИЕДС). То су темељ модерне мреже мреже.

Ове ИЕД-ови више нису само пасивни бранитељи. Они су активни учесници у контроли и управљању системом напајања. Ова еволуција је проширила своју улогу у контролу, праћење и комуникацију. То их чини неопходним за паметнију, отпорнију мрежу.

Напредне функције управљања

Савремени релеји сада обрађују проактивне и аутоматске контролне радње које побољшавају поузданост и сигурност мреже.

Ауто је - наслоњивање (АНСИ 79) главни пример. Статистика показује да је 80 - 90% грешке преносних линија привремено, попут штрајка муње у нашем ранијем примеру. Једном када се лук угаси, грешка је нестала. АУТО - функцију рецлосе аутоматски ће наредити прекидач круга да би се поново затворио након кратког "мртвог времена", обично мање од секунде. Ако је грешка заиста била привремена, линија је успешно поново напајала. Ово драматично побољшава доступност система и избегава трајни прекид.

Заштита кварова прекидача (АНСИ 50БФ) пружа критични слој редунданције. Ако релеј издаје наредбу путовања, али придружени прекидач не успева да се отвори, грешка ће трајати. Логика кварове прекида детета открива да струја и даље тече након команде путовања. Након кратког одлагања, шаље секундарни сигнал путовања свим суседним прекидачима. Ово у потпуности изолира подсталац у којој се не поквари неуспели прекидач. Ова "локална резервна копија" спречава заглављени прекидач да угрожава целу станицу.

Прикупљање и праћење података

Један од најзначајнијих напретка у функцији релеја је њихова улога као моћни снимачи података. Ова способност праћења је непроцењива за операторе система и инжењери за планирање.

Сваки модерни нумерички релеј садржи снимач грешака. Ова функција снима високог дигиталне осцилографије - резолуције, у основи снимак напона и тренутних таласних облика током грешке. Ови подаци су пресудни за пост - анализу грешке. Омогућава инжењерима да одреде тачну врсту грешке, локацију и величину. Такође потврђује исправне перформансе система заштите.

Они такође пружају детаљну евидентирање догађаја, који се често називају редоследом диктафона догађаја (Сер). Релеј бележи сваку операцију, постављање промена, аларм и статусне промене са прецизном временском ознаком. То се често синхронизује на ГПС време са подрезом - МиллисеЦонд тачност. Ово ствара тачан временски оквир догађаја, који је неопходан за решавање проблема са сложеним сметњама система.

Поред тога, релеји су у великој мери заменили традиционалне мераче панела. Они пружају континуирани ток високих података - прецизних података. Ово укључује РМС вредности за напон и тренутну, стварну и реактивну снагу (МВ, МВАР), фактор снаге и учесталост. То информацијама чини доступним СЦАДА системима у стварном - времену.

Комуникација и аутоматизација

Прави скок аутоматизације система омогућен је комуникацијом. Савремени релеји су умрежени уређаји. Они говоре софистициране језике једни другима и централним системима управљања.

Камен темељац ове могућности је стандард ИЕЦ 61850. Ово је далеко више од само комуникационог протокола. То је свеобухватан стандард за дизајнирање система за аутоматизацију трафостаница. Дефинише стандардизовани модел података и конфигурацијски језик. То омогућава ИЕД-овима различитих произвођача да се лако комуницирају. Ова интероперабилност је била велики изазов са старијим, власничким протоколима.

ИЕЦ 61850 омогућава висок - брзину, пеер - до - вршњачки комуникацију користећи гуску (генерички објектив оријентисани подлога). Релеј може да емитује поруку о статусу директно другим релејима у трафостаници у само неколико милисекунди. Ово олакшава напредне, високе: - брзине брзине попут подстанице - широко-блокирање и заштите аутобуса. То су бржи и поузданији од својих чврстих претходника.

Ова комуникациона мрежа се протеже изван ограде подстанице. Омогућује широкој шеме заштите подручја које користе податке из целе мреже да би донели интелигентније одлуке. Овај ниво аутоматизације и размене података је сама дефиниција паметне мреже. Модерни релеј преноса електричне енергије је интелигентни чвор који то омогућава све могуће.

Релеји у трафостаницама

Подстаница је сложено окружење са бројним критичним средствима. Свака је потребна посвећена заштита. Улога релеја у трафостаницама је да се обезбеди координирани, вишегодишњи слојевити систем одбране. Помислите на то као двориште слојеве утврђења. Ниједан појединачни релеј не ради сам. Они делују као интегрисани систем како би се осигурала свака компонента заштићена свеобухватно.

То се постиже поделом трафостанице на различите, често се преклапају, зоне заштите. Свака зона - трансформатор, Бусбар, преносне линије - чува се основној шеми заштите. Ова шема је дизајнирана за оптималну брзину и селективност за тај специфични део опреме.

Заштита трансформатора

Велики трансформатор снаге је једна од најскупљих и најкритичнијих средстава у подстаништима. Његова примарна заштита је готово увек трансформаторски диференцијални релеј (87Т). Ова шема омогућава брзу и осетљиву откривање унутрашњих грешака. Ово допуњују други уређаји попут Буцххолз релеја, који открива акумулацију гаса од унутрашњег армирања у уљу - испуњеним трансформаторима. Релеји за навијање температуре (49) чувају се од топлотног преоптерећења. Као последња бацкстоп, пренасељени релеји (50/51) са обе стране пружају резервну заштиту.

Заштита сабирног система

Подстаница је централна тачка везе за све кругове. Кривица у аутобусу је један од најтежих догађаја. Може да поремети целу станицу. Примарна шема је диференцијални релеј сабирнице (87б). Ово је сложена примена диференцијалног принципа. Мора да сумирају струје из свих долазних и одлазних линија и трансформатора повезаних у аутобус. Мора да је апсолутно сигурно да спречи прекидање целе станице за спољну грешку. Ипак, то мора бити довољно брзо да очистите разорну грешку аутобуса у милисекунди.

Хранилица и заштита линија

Сваки пренос или дистрибутивна линија која напушта подстаницу има своју посебну шему заштите. За високи - напонски далековод, то је обично релеј даљине (21) као примарна заштита. То се често споје са неким обликом комуникације - Подршка схема спољашњег спољаштања чак и бржег чишћења грешака. За ниже - хранилице за дистрибуцију напона, координирани скуп пренапонских релеја (50/51) је стандардан. У оба случаја, аутоматски - релеј (79) се обично користи за побољшање поузданости услуге.

Кључ за све рад је координација заштите, такође позната и као време - оцењивање. Релеји се пажљиво постављају тако да је заштитни уређај најближи Гребу прво функционира. Временска кашњења резервних координатора координира се да ради у редоследу само ако примарна заштита не успе. То осигурава да је грешка изолована са минималним могућем утицајем на остатак система напајања.

Неопходан модеран релеј

Функција преноса преноса електричне енергије у основи се трансформише. Еволуирао се из једног- наменски електромеханички уређаја у више- функционалан, дигитални камен темељац модерне мреже за напајање. Његова улога више није само пасивна заштита, већ активно управљање.

Видели смо како се њене функције могу сумирати у четири кључна подручја. Заштита је основна и најкритична улога. Контрола се дешава кроз интелигентну аутоматизацију попут ауто - наслоњања. Мониторинг пружа непроцењиве податке о грешци и прави - временски мерење. Аутоматизација је омогућена високим - стандардима комуникације у брзини попут ИЕЦ 61850.

Како наши електрични решетки постају сложенији, потреба за интелигентним, брзим и адаптивним заштитом расте. Интегришемо повремену обновљиву енергију, дистрибуирану генерацију и двосмерне токове снаге. Напредне функције савременог нумеричког релеја нису само корисне. Апсолутно су неопходни за обезбеђивање поузданог и еластичног напајања који свакодневно зависемо.

Види такође

Цена ПЦБ релеја који купци морају знати

Како одабрати праву врсту релеја за ваш пројекат

8 најбољих ПЦБ релеја за поуздано изворе у 2025

Како надоградити електрични систем свог аутомобила са правилним релејним ожичењем