Λειτουργία του ρελέ μετάδοσης ισχύος: Προστασία και έλεγχος πλέγματος

Βασικά σημεία

Τα ρελέ μετάδοσης ισχύος είναι οι σιωπηλοί κηδεμόνες του ηλεκτρικού δικτύου. Σκεφτείτε τους ως το νευρικό σύστημα του δικτύου ενέργειας. Μείνουν συνεχώς σε εγρήγορση και μπορούν να αντιδράσουν σε μικροδευτερόλεπτα.

Η λειτουργία του ρελέ μετάδοσης ισχύος επικεντρώνεται στην ανίχνευση προβλημάτων ή συνθηκών σφάλματος στο δίκτυο. Όταν εντοπίζουν προβλήματα, αναλαμβάνουν γρήγορα δράση. Αυτό σχεδόν πάντα σημαίνει να σκοντάψετε ένα διακόπτη κυκλώματος για να απομονώσετε την ελαττωματική ενότητα.

Αυτή η γρήγορη απομόνωση είναι κρίσιμη. Προστατεύει τον ακριβό εξοπλισμό αξίας εκατομμυρίων δολαρίων. Αυτό περιλαμβάνει μετασχηματιστές, γεννήτριες και γραμμές μεταφοράς. Εξίσου σημαντικό, διατηρεί το συνολικό πλέγμα σταθερό. Χωρίς ρελέ, μικρά προβλήματα θα μπορούσαν να εξαπλωθούν και να προκαλέσουν μαζικές διακοπές.

Τα σύγχρονα ρελέ κάνουν περισσότερα από την προστασία. Χειρίζονται επίσης προηγμένες εργασίες ελέγχου. Παρακολουθούν τα συστήματα λεπτομερώς. Ενεργοποιούν την αυτοματοποίηση του δικτύου που κάνει το σημερινό έξυπνο πλέγμα. Αυτές οι έξυπνες συσκευές είναι αφανής ήρωες. Εξασφαλίζουν ότι η ισχύς ρέει αξιόπιστα στα σπίτια και τις επιχειρήσεις μας.

Θεμελιώδης αρχή λειτουργίας

Στην καρδιά του, ένα ρελέ κάνει μια "απόφαση" μέσα από μια απλή αλλά απίστευτα γρήγορη διαδικασία. Αισθάνεται, συγκρίνει και λειτουργεί.

Πρώτον, ο ρελέ ελέγχει συνεχώς την υγεία του συστήματος ισχύος. Παρακολουθεί τις βασικές ηλεκτρικές μετρήσεις όπως το ρεύμα, την τάση, τη συχνότητα και τις γωνίες φάσης. Αυτές οι πληροφορίες έρχονται στο ρελέ μέσω ειδικών μετασχηματιστών οργάνων. Αυτοί είναι μετασχηματιστές ρεύματος (CTS) και μετασχηματιστές τάσης (VTS ή PTS). Βγαίνουν κάτω από το υψηλό - σήματα τάσης σε ασφαλή επίπεδα.

Στη συνέχεια, η εσωτερική λογική του ρελέ συγκρίνει αυτές τις πραγματικές μετρήσεις χρόνου - έναντι των προκαθορισμένων ορίων. Αυτή η κρίσιμη ρύθμιση ονομάζεται "pick - up" τιμή. Όσο τα πάντα παραμένουν μέσα σε κανονικά όρια, το ρελέ απλώς παρακολουθεί και περιμένει.

Εάν συμβεί σφάλμα, το ρεύμα μπορεί να αυξάνεται ή να πέσει η τάση. Όταν η μετρούμενη τιμή διασχίζει την επιλογή - επάνω, το ρελέ πηγάζει σε δράση. Η επαφή εξόδου κλείνει. Αυτό ολοκληρώνει ένα χαμηλό -} τάση DC που ενεργοποιεί το πηνίο του ταξιδιού ενός διακόπτη κυκλώματος. Αυτός ο ισχυρός μηχανισμός ανοίγει τον διακόπτη, σταματώντας το ρεύμα σφάλματος και απομονώνει το πρόβλημα. Η όλη διαδικασία συμβαίνει σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου.

Η τεχνολογία πίσω από αυτή την αρχή έχει αλλάξει δραματικά όλα αυτά τα χρόνια. Έχει μετακινηθεί από μηχανικά συστήματα σε ισχυρούς μικροεπεξεργαστές.

Πρωτογενής λειτουργία: Προστασία

Ενώ τα ρελέ μπορούν να κάνουν πολλά πράγματα, πάνω από το 80% του σκοπού τους επικεντρώνεται σε μια κρίσιμη δουλειά: προστασία του συστήματος. Γι 'αυτό υπάρχουν. Ο στόχος είναι να ανιχνευθούν και να καθαριστούν τα σφάλματα με τέλεια ακρίβεια, ταχύτητα και ασφάλεια. Αυτό εξασφαλίζει ελάχιστη διαταραχή και μέγιστη ασφάλεια.

Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν διάφορα συστήματα προστασίας για να το επιτύχουν. Κάθε σχήμα προστατεύει από συγκεκριμένους τύπους αποτυχιών σε συγκεκριμένο εξοπλισμό. Ένα σύγχρονο αριθμητικό ρελέ μπορεί να χειριστεί πολλές από αυτές τις λειτουργίες ταυτόχρονα σε μία μόνο συσκευή. Αυτό παρέχει στρώσεις και ολοκληρωμένη προστασία. Ας εξερευνήσουμε τις πιο σημαντικές προστατευτικές λειτουργίες.

Προστασία υπερβολικής ρεύματος (50/51)

Αυτή είναι η πιο βασική και ευρέως χρησιμοποιούμενη προστασία. Λειτουργεί σε μια απλή ιδέα: Εάν το ρεύμα υπερβαίνει ένα καθορισμένο επίπεδο, ταξιδέψτε τον διακόπτη. Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιεί τους αριθμούς συσκευών ANSI 50 και 51.

Το στιγμιαίο στοιχείο υπερέντασης (50) αντιδρά χωρίς καθυστέρηση. Είναι υψηλό για να πιάσει μόνο σοβαρές, υψηλές - σφάλματα μεγέθους όπως άμεσα βραχυκυκλώματα. Η δουλειά του είναι να καθαρίσει αυτά τα επικίνδυνα γεγονότα όσο το δυνατόν γρηγορότερα.

Ο χρόνος - overcurrent στοιχείο (51) προσθέτει μια σκόπιμη χρονική καθυστέρηση. Η καθυστέρηση είναι συνήθως αντίστροφη. Αυτό σημαίνει ότι όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα, τόσο πιο γρήγορα λειτουργεί το ρελέ. Αυτό επιτρέπει αβλαβείς προσωρινές συνθήκες όπως ο κινητήρας που αρχίζει να συμβαίνει χωρίς να προκαλεί ψευδή ταξίδια. Παρέχει εξακολουθεί να παρέχει αξιόπιστη προστασία για παρατεταμένες υπερφόρτητες και μικρότερες βλάβες.

Αυτός ο τύπος προστασίας είναι η ραχοκοκαλιά για τροφοδότες διανομής. Χρησιμεύει επίσης ως ουσιαστική προστασία δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας για σχεδόν όλους τους σημαντικούς εξοπλισμούς. Αυτό περιλαμβάνει γραμμές μεταφοράς και μετασχηματιστές όταν αποτυγχάνει η πρωτογενή προστασία.

Διαφορική προστασία (87)

Για υψηλή τιμή-, κρίσιμο εξοπλισμό, η διαφορική προστασία είναι το χρυσό πρότυπο. Ονομάζεται ANSI 87, αυτό το σχέδιο προσφέρει απαράμιλλη ταχύτητα, ευαισθησία και επιλεκτικότητα. Είναι η κύρια μέθοδος για την προστασία των μετασχηματιστών, των γεννήτρων, των λεωφορείων και των κινητήρων.

Η αρχή χρησιμοποιεί τον τρέχοντα νόμο του Kirchhoff. Το άθροισμα των ρευμάτων που εισέρχονται σε μια ζώνη πρέπει να ισούται με το άθροισμα που το αφήνει. Το ρελέ χρησιμοποιεί CTS για να μετρήσει το ρεύμα που ρέει μέσα και έξω από τον προστατευμένο εξοπλισμό. Για παράδειγμα, μετρά και τις δύο πλευρές των περιελίξεων ενός μετασχηματιστή.

Ο αλγόριθμος του ρελέ ψηφιακά αφαιρεί αυτά τα ρεύματα. Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας ή για σφάλματα εκτός της προστατευόμενης ζώνης, τα ρεύματα εξισορροπούν. Το διαφορικό ρεύμα παραμένει κοντά στο μηδέν. Το ρελέ παραμένει σταθερό.

Αλλά αν ένα σφάλμα εμφανιστεί μέσα στον εξοπλισμό, το ρεύμα που ρέει μέσα δεν θα ισούται με το ρεύμα που ρέει έξω. Αυτό δημιουργεί ένα σημαντικό διαφορικό ρεύμα. Το ρελέ λειτουργεί σχεδόν αμέσως για να ταξιδέψει διακόπτες από όλες τις πλευρές του εξοπλισμού. Αυτό το απομονώνει εντελώς. Η επιλεκτικότητα της διασφαλίζει ότι δεν θα λειτουργήσει για σφάλματα εκτός της ζώνης του, εμποδίζοντας τα λανθασμένα ταξίδια.

Προστασία απόστασης (21)

Η προστασία απόστασης είναι ο εργάτης για την προστασία των γραμμών μετάδοσης τάσης.-. Η μεγαλοφυία του έγκειται στον προσδιορισμό όχι μόνο ότι συνέβη ένα σφάλμα, αλλά όπου βρίσκεται κατά μήκος της γραμμής.

Το ρελέ (ANSI 21) υπολογίζει συνεχώς την αντίσταση της γραμμής μετάδοσης. Αυτό το κάνει με τη μέτρηση της τάσης και του ρεύματος στη θέση του (z=v/i). Κατά τη διάρκεια των κανονικών συνθηκών, η αντίσταση είναι υψηλή, που ρυθμίζεται από το φορτίο. Όταν εμφανιστεί σφάλμα, οι σταγόνες τάσης και οι αυξήσεις του ρεύματος. Αυτό προκαλεί την πτώση της μέτρησης της σύνθετης αντίστασης.

Βασικά, αυτή η μετρούμενη αντίσταση είναι άμεσα ανάλογη προς την απόσταση από το ρελέ με το σφάλμα. Πολύ χαμηλή αντίσταση σημαίνει ένα σφάλμα κοντά στον υποσταθμό. Η υψηλότερη αντίσταση σημαίνει ένα σφάλμα περαιτέρω κάτω από τη γραμμή.

Για να εφαρμόσει αυτή την αρχή τόσο με ταχύτητα όσο και συντονισμό, η προστασία απόστασης χρησιμοποιεί πολλαπλές ζώνες.

Η ζώνη 1 καλύπτει περίπου το 80-90% του μήκους της προστατευόμενης γραμμής. Εάν η υπολογιζόμενη σύνθετη αντίσταση σφάλματος εμπίπτει σε αυτό το εύρος, τα ταξίδια αναμετάδοσης αμέσως χωρίς καθυστέρηση. Αυτό παρέχει γρήγορη εκκαθάριση για τα περισσότερα σφάλματα στη γραμμή. Η ζώνη είναι σκόπιμα καθορισμένη από το απομακρυσμένο άκρο για να αποφευχθεί η υπέρβαση λόγω σφαλμάτων μέτρησης.

Η ζώνη 2 καλύπτει ολόκληρη την προστατευμένη γραμμή συν περίπου το 50% της επόμενης μικρότερης γειτονικής γραμμής. Λειτουργεί με σύντομη χρονική καθυστέρηση, όπως 300-400 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η κύρια δουλειά του είναι η προστασία του τελικού 10-20% της αρχικής γραμμής και η υποστήριξη της προστασίας στην παρακείμενη γραμμή.

Η ζώνη 3 φτάνει ακόμη περισσότερο πέρα ​​από τη ζώνη 2 και λειτουργεί με ακόμη μεγαλύτερη καθυστέρηση. Παρέχει απομακρυσμένο αντίγραφο ασφαλείας για σφάλματα περαιτέρω στο σύστημα. Αυτό εξασφαλίζει ότι τα σφάλματα εκκαθαρίζονται ακόμη και αν αποτύχουν πολλές άλλες συσκευές.

Προστασία κατεύθυνσης (67)

Η τυπική προστασία υπερέντασης είναι "τυφλή". Βλέπει μόνο το τρέχον μέγεθος, όχι την κατεύθυνση. Σε απλά ακτινικά συστήματα, αυτό λειτουργεί καλά. Αλλά σε πολύπλοκα, διασυνδεδεμένα δίκτυα με παράλληλα μονοπάτια, αυτή η τύφλωση μπορεί να προκαλέσει λανθασμένα τις υγιείς γραμμές.

Η προστασία κατεύθυνσης (ANSI 67) προσθέτει νοημοσύνη. Χρησιμοποιεί τη μέτρηση τάσης ως αναφορά για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης ροής ρεύματος σε σχέση με τη θέση του ρελέ. Το ρελέ μπορεί να ρυθμιστεί μόνο για σφάλματα "προς τα εμπρός" (μακριά από το δίαυλο υποσταθμού) και μπλοκάρει για "αντίστροφα" σφάλματα.

Αυτό είναι κρίσιμο σε συστήματα βρόχου. Όταν εμφανιστεί σφάλμα, οι τρέχουσες τροφοδοσίες σε αυτό και από τις δύο κατευθύνσεις. Οι κατευθυντήριες ρελέ εξασφαλίζουν μόνο τους διακόπτες στην παραβιασμένη γραμμή ανοιχτή για να απομονώσουν το πρόβλημα. Αυτό αφήνει παράλληλα υγιή μονοπάτια στην υπηρεσία και εμποδίζει τις διακοπές.

Άλλες κρίσιμες λειτουργίες

Πέρα από αυτά τα πρωτογενή σχήματα, τα ρελέ εκτελούν πολλούς άλλους ζωτικούς προστατευτικούς ρόλους.

Κάτω από την προστασία της τάσης (27/59) προστατεύει τον εξοπλισμό ενάντια σε καταστροφικά επίπεδα τάσης. Αυτά μπορεί να προκύψουν από διάφορες συνθήκες του συστήματος και να προστατεύουν τη μόνωση και τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά.

Κάτω από την προστασία συχνότητας (81) είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθερότητα του δικτύου. Εάν μια σημαντική γεννήτρια ταξιδεύει εκτός σύνδεσης, μειώνεται η συχνότητα του συστήματος. Το στοιχείο 81 μπορεί να ξεκινήσει τα συστήματα αυτόματης απόρριψης φορτίου. Αυτό αποσυνδέει σκόπιμα τα μπλοκ πελατών για την παραγωγή και το φορτίο εξάρτησης, αποτρέποντας την συνολική κατάρρευση του δικτύου.

Η προστασία αρνητικής αλληλουχίας ανιχνεύει μη ισορροπημένες συνθήκες φάσης. Αυτές οι συνθήκες συχνά προέρχονται από μη ισορροπημένες βλάβες ή ανοιχτές φάσεις. Δημιουργούν επιβλαβή ρεύματα σε περιστρεφόμενες μηχανές όπως γεννήτριες και κινητήρες, προκαλώντας ταχεία υπερθέρμανση. Αυτή η λειτουργία προστατεύει αυτά τα ακριβά περιουσιακά στοιχεία από σοβαρές ζημιές.

Ανατομία ενός σφάλματος

Η θεωρία είναι ένα πράγμα. Βλέποντας ένα ρελέ σε δράση είναι ένα άλλο. Ας περπατήσουμε μέσα από ένα πραγματικό σενάριο - για να κατανοήσουμε την ταχύτητα και την ακρίβεια που εμπλέκονται.

Η σκηνή: μια γραμμή μετάδοσης 230 kV εκτείνεται 50 μίλια μεταξύ δύο υποσταθμών. Εμφανίζει ένα μόνο - φάση - σε - σφάλμα γείωσης από μια απεργία αστραπής mid - span. Εδώ είναι ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου - από - millisecond κατανομή από την προοπτική του συστήματος.

T =0 ms: Η αστραπή χτυπά έναν αγωγό. Μια τεράστια ποσότητα ενέργειας εγχέεται. Το ρεύμα σφάλματος των χιλιάδων ενισχυτών αρχίζει να ρέει και από τα δύο άκρα της γραμμής προς τη θέση σφάλματος. Η τάση στην παραβιαζόμενη φάση καταρρέει κοντά στο μηδέν.

T =2 MS: Οι CTS και VTs και στους δύο υποσταθμούς αναπαράγουν πιστά αυτές τις μη φυσιολογικές συνθήκες ως μικρότερα, μετρήσιμα σήματα. Το υψηλό ρεύμα κορεσμό των δευτερογενών κυκλωμάτων CT. Τα VTs αναφέρουν τη σοβαρή πτώση τάσης.

T =5 MS: Τα αριθμητικά ρελέ απόστασης (ANSI 21) και στα δύο άκρα λαμβάνουν αυτά τα δεδομένα. Οι ισχυροί μικροεπεξεργαστές τους εκτελούν σύνθετους αλγόριθμους χιλιάδες φορές ανά δευτερόλεπτο. Υπολογίζουν αμέσως την αντίσταση στο σφάλμα. Και τα δύο ρελέ καθορίζουν ότι η σύνθετη αντίσταση είναι πολύ εντός της στιγμιαίας ρύθμισης ζώνης 1. Αυτό επιβεβαιώνει ένα σοβαρό σφάλμα εσωτερικής γραμμής.

T =10 ms: Η εσωτερική λογική των ρελέ επικαλείται τα κριτήρια σφάλματος. Οι αλγόριθμοι επιβεβαιώνουν τον τύπο σφάλματος, τη θέση και τη σοβαρότητα. Η απόφαση γίνεται. Τα Relays επιβεβαιώνουν τις εξόδους του ταξιδιού τους, στέλνοντας ένα σήμα τάσης DC στα πηνία ταξιδιού του κυκλώματος.

T =12 ms: Το σήμα ταξιδιού ενεργοποιεί τα ισχυρά πηνία ταξιδιού μέσα στο υψηλό - διακόπτες κυκλώματος τάσης και στους δύο υποσταθμούς. Αυτή η ενέργεια ξεδιπλώνει τον μηχανικό μηχανισμό λειτουργίας του διακόπτη.

T =40-50 MS: Οι τεράστιες επαφές των κυκλωμάτων διαχωρίζονται φυσικά. Καθώς χωρίζουν, ένα τεράστιο ηλεκτρικό τόξο σχηματίζει μεταξύ τους. Ταυτόχρονα, μια έκρηξη υψηλής - αερίου πίεσης SF6 κατευθύνεται στο τόξο, σβήνοντας το μέσα σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου. Η ροή του ρεύματος σφάλματος σταματάει πλήρως.

Δημοσίευση - Ανάλυση σφαλμάτων: Η γραμμή απομονώνεται με επιτυχία από το πλέγμα σε λιγότερο από τρεις κύκλους ενός κύματος 60 Hz. Αργότερα, ένας μηχανικός προστασίας θα έχει πρόσβαση εξ αποστάσεως στα ρελέ από το γραφείο του. Θα κατεβάσουν την εγγραφή σφάλματος, ένα υψηλό αρχείο - ανάλυση που εμφανίζει ακριβή τάση και κυματομορφές ρεύματος πριν, κατά τη διάρκεια και μετά το σφάλμα. Θα αναθεωρήσουν επίσης την ακολουθία του αρχείου καταγραφής συμβάντων. Αυτό παρέχει ένα χρονικό ρεκόρ κάθε δράσης που πήρε το ρελέ. Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν στον μηχανικό να επαληθεύει το σύστημα προστασίας να λειτουργεί σωστά, να αναλύσει τα χαρακτηριστικά της βλάβης και να διασφαλίσει ότι το πλέγμα είναι έτοιμο για την αποκατάσταση της γραμμής.

Εξέλιξη στον αυτοματισμό

Η λειτουργία ενός ρελέ μετάδοσης ισχύος έχει εξελιχθεί πολύ πέρα ​​από μια απλή συσκευή "ανίχνευσης και ταξιδιού". Η μετατόπιση από τον ηλεκτρομηχανικό σε μικροεπεξεργαστή - που βασίζονται σε αριθμητικά ρελέ τους έχει μετατρέψει σε multi - λειτουργικές ευφυείς ηλεκτρονικές συσκευές (IEDs). Αυτά είναι τα θεμέλια της σύγχρονης αυτοματοποίησης δικτύου.

Αυτά τα IED δεν είναι πλέον απλώς παθητικοί υπερασπιστές. Είναι ενεργοί συμμετέχοντες στον έλεγχο και τη διαχείριση του συστήματος ενέργειας. Αυτή η εξέλιξη έχει επεκτείνει το ρόλο τους σε έλεγχο, παρακολούθηση και επικοινωνία. Αυτό τα καθιστά απαραίτητα για ένα πιο έξυπνο, πιο ανθεκτικό πλέγμα.

Προχωρημένες λειτουργίες ελέγχου

Τα σύγχρονα ρελέ τώρα χειρίζονται προληπτικές και αυτόματες ενέργειες ελέγχου που ενισχύουν την αξιοπιστία και την ασφάλεια του δικτύου.

Η αυτόματη - reclosing (ANSI 79) είναι ένα πρωταρχικό παράδειγμα. Οι στατιστικές δείχνουν ότι τα 80 - 90% των σφάλων γραμμής μετάδοσης είναι προσωρινά, όπως η απεργία αστραπής στο προηγούμενο παράδειγμα μας. Μόλις σβήσει το τόξο, το σφάλμα έχει φύγει. Ένα αυτόματο - reclose συνάρτηση θα εντοπίσει αυτόματα τον διακόπτη του κυκλώματος να κλείσει ξανά μετά από μια σύντομη "νεκρή ώρα", συνήθως λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Εάν το σφάλμα ήταν πράγματι προσωρινό, η γραμμή επανενεργοποιείται με επιτυχία. Αυτό βελτιώνει δραματικά τη διαθεσιμότητα του συστήματος και αποφεύγει μια παρατεταμένη διακοπή.

Η προστασία της αποτυχίας του διακόπτη (ANSI 50BF) παρέχει ένα κρίσιμο στρώμα πλεονασμού. Εάν ένα ρελέ εκδίδει μια εντολή ταξιδιού, αλλά ο σχετικός διακόπτης κυκλώματος αποτυγχάνει να ανοίξει, το σφάλμα θα παραμείνει. Η λογική αποτυχίας του διακόπτη ανιχνεύει ότι το ρεύμα εξακολουθεί να ρέει μετά την εντολή ταξιδιού. Μετά από σύντομη καθυστέρηση, στέλνει ένα δευτερεύον σήμα ταξιδιού σε όλους τους γειτονικούς διακόπτες. Αυτό απομονώνει πλήρως τον δίαυλο υποσταθμού όπου βρίσκεται ο αποτυχημένος διακόπτης. Αυτό το "τοπικό αντίγραφο ασφαλείας" εμποδίζει έναν κολλημένο διακόπτη να θέσει σε κίνδυνο ολόκληρου του σταθμού.

Απόκτηση και παρακολούθηση δεδομένων

Μία από τις σημαντικότερες προόδους στη λειτουργία αναμετάδοσης είναι ο ρόλος τους ως ισχυροί καταγραφείς δεδομένων. Αυτή η ικανότητα παρακολούθησης είναι ανεκτίμητη για τους χειριστές του συστήματος και τους μηχανικούς σχεδιασμού.

Κάθε σύγχρονος αριθμητικός ρελέ περιέχει έναν καταγραφέα σφάλματος. Αυτή η συνάρτηση καταγράφει την ψηφιακή αλαντογραφία -, ουσιαστικά ένα στιγμιότυπο τάσης και ρεύματος κυματομορφών κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος. Αυτά τα δεδομένα είναι ζωτικής σημασίας για την ανάρτηση - ανάλυση σφάλματος. Επιτρέπει στους μηχανικούς να καθορίζουν τον ακριβή τύπο σφάλματος, τη θέση και το μέγεθος. Επαληθεύει επίσης τη σωστή απόδοση του συστήματος προστασίας.

Παρέχουν επίσης λεπτομερή καταγραφή συμβάντων, που συχνά ονομάζεται ακολουθία συμβάντων καταγραφής (SER). Το ρελέ καταγράφει κάθε λειτουργία, ρύθμιση της αλλαγής, του συναγερμού και της αλλαγής κατάστασης με ακριβή χρονική σήμανση. Αυτό συχνά συγχρονίζεται με το χρόνο GPS με την ακρίβεια του Millisecond. Αυτό δημιουργεί ένα ακριβές χρονοδιάγραμμα των γεγονότων, το οποίο είναι απαραίτητο για την αντιμετώπιση πολύπλοκων διαταραχών του συστήματος.

Επιπλέον, τα ρελέ έχουν αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό τους παραδοσιακούς μετρητές. Παρέχουν μια συνεχή ροή υψηλής - δεδομένων μέτρησης ακρίβειας. Αυτό περιλαμβάνει τιμές RMS για τάση και ρεύμα, πραγματική και αντιδραστική ισχύ (MW, MVAR), συντελεστή ισχύος και συχνότητα. Αυτό καθιστά τις πληροφορίες διαθέσιμες στα συστήματα SCADA σε πραγματικό χρόνο -.

Επικοινωνία και αυτοματοποίηση

Το πραγματικό άλμα στον αυτοματισμό του συστήματος είναι ενεργοποιημένο με επικοινωνία. Τα σύγχρονα ρελέ είναι συσκευές δικτύωσης. Μιλούν εξελιγμένες γλώσσες μεταξύ τους και στα κεντρικά συστήματα ελέγχου.

Ο ακρογωνιαίος λίθος αυτής της ικανότητας είναι το πρότυπο IEC 61850. Αυτό είναι πολύ περισσότερο από ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας. Είναι ένα ολοκληρωμένο πρότυπο για το σχεδιασμό συστημάτων αυτοματοποίησης υποσταθμών. Ορίζει ένα τυποποιημένο μοντέλο δεδομένων και μια γλώσσα διαμόρφωσης. Αυτό επιτρέπει στους IED από διαφορετικούς κατασκευαστές να επικοινωνούν άψογα. Αυτή η διαλειτουργικότητα ήταν μια σημαντική πρόκληση με παλαιότερα, ιδιόκτητα πρωτόκολλα.

Το IEC 61850 επιτρέπει την υψηλή - ταχύτητα, peer - σε - επικοινωνία από ομοτίμους χρησιμοποιώντας μηνύματα χήνας (γενικά αντικειμενικά προσανατολισμένα συμβάντα υποσταθμού). Ένα ρελέ μπορεί να μεταδίδει ένα μήνυμα κατάστασης απευθείας σε άλλα ρελέ στον υποσταθμό σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτό διευκολύνει την προηγμένη, υψηλή - σχήματα ταχύτητας όπως ο υποσταθμός - ευρύτατα συστήματα αλληλεπίδρασης και προστασίας από το λεωφορείο. Αυτά είναι ταχύτερα και πιο αξιόπιστα από τους προκάτοχούς τους.

Αυτό το δίκτυο επικοινωνίας εκτείνεται πέρα ​​από το φράχτη του υποσταθμού. Επιτρέπει τα συστήματα προστασίας ευρείας περιοχής (WAP) που χρησιμοποιούν δεδομένα από όλο το δίκτυο για να λαμβάνουν πιο έξυπνες αποφάσεις. Αυτό το επίπεδο αυτοματισμού και ανταλλαγής δεδομένων είναι ο ίδιος ο ορισμός του έξυπνου δικτύου. Το σύγχρονο ρελέ μετάδοσης ισχύος είναι ο ευφυής κόμβος που καθιστά δυνατή.

Ρελέ σε υποσταθμούς

Ένας υποσταθμός είναι ένα πολύπλοκο περιβάλλον με πολυάριθμα κρίσιμα περιουσιακά στοιχεία. Ο καθένας απαιτεί ειδική προστασία. Ο ρόλος των ρελέ σε υποσταθμούς είναι η παροχή ενός συντονισμένου, πολλαπλού - στρώματος αμυντικού συστήματος. Σκεφτείτε το σαν στρωμένες οχυρώσεις του κάστρου. Κανένα μόνο ρελέ δεν λειτουργεί μόνος του. Λειτουργούν ως ολοκληρωμένο σύστημα για να διασφαλίσουν ότι κάθε στοιχείο προστατεύεται διεξοδικά.

Αυτό επιτυγχάνεται διαιρώντας τον υποσταθμό σε διακριτές, συχνά επικαλυπτόμενες, ζώνες προστασίας. Κάθε ζώνη - ένας μετασχηματιστής, ένα busbar, μια γραμμή μετάδοσης - φυλάσσεται από ένα κύριο σχήμα προστασίας. Αυτό το σχήμα έχει σχεδιαστεί για βέλτιστη ταχύτητα και εκλεκτικότητα για αυτό το συγκεκριμένο κομμάτι εξοπλισμού.

Προστασία μετασχηματιστών

Ένας μεγάλος μετασχηματιστής ισχύος είναι ένα από τα πιο ακριβά και κρίσιμα περιουσιακά στοιχεία σε έναν υποσταθμό. Η πρωταρχική προστασία του είναι σχεδόν πάντα ένας διαφορικός ρελέ μετασχηματιστών (87T). Αυτό το σχήμα παρέχει γρήγορη και ευαίσθητη ανίχνευση εσωτερικών σφαλμάτων. Αυτό συμπληρώνεται από άλλες συσκευές όπως ένα ρελέ Buchholz, το οποίο ανιχνεύει τη συσσώρευση αερίου από το εσωτερικό τόξο σε πετρέλαιο - γεμάτες μετασχηματιστές. Τα ρελέ θερμοκρασίας περιέλιξης (49) προστατεύουν τη θερμική υπερφόρτωση. Ως τελικό backstop, τα υπερμεγέθη ρελέ (50/51) και στις δύο πλευρές παρέχουν αντίγραφα ασφαλείας.

Προστασία από το busbar

Το busbar του υποσταθμού είναι το κεντρικό σημείο σύνδεσης για όλα τα κυκλώματα. Ένα σφάλμα στο λεωφορείο είναι ένα από τα πιο σοβαρά γεγονότα. Μπορεί να διαταράξει ολόκληρο το σταθμό. Το πρωταρχικό σχήμα είναι ένα διαφορικό ρελέ λεωφορεία (87b). Αυτή είναι μια πολύπλοκη εφαρμογή της διαφορικής αρχής. Πρέπει να συνοπτεί τα ρεύματα από όλες τις εισερχόμενες και εξερχόμενες γραμμές και τους μετασχηματιστές που συνδέονται με το λεωφορείο. Πρέπει να είναι απολύτως ασφαλές να αποφευχθεί η ανάληψη ολόκληρου του σταθμού για εξωτερικό σφάλμα. Ωστόσο, πρέπει να είναι αρκετά γρήγορο για να καθαρίσει ένα καταστροφικό σφάλμα λεωφορείου σε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Τροφοδότη και προστασία γραμμών

Κάθε γραμμή μετάδοσης ή διανομής που αφήνει τον υποσταθμό έχει το δικό του ειδικό σύστημα προστασίας. Για τις υψηλές γραμμές μετάδοσης τάσης -, αυτό είναι συνήθως ένα ρελέ απόστασης (21) ως πρωτογενή προστασία. Αυτό είναι συχνά σε συνδυασμό με κάποια μορφή επικοινωνίας - βοηθητικό σχήμα Tripping για ακόμη ταχύτερη εκκαθάριση σφάλματος. Για το χαμηλότερο - τροφοδότες διανομής τάσης, ένα συντονισμένο σύνολο υπερέντμων ρελέ (50/51) είναι στάνταρ. Και στις δύο περιπτώσεις, ένα αυτόματο - reclose relay (79) χρησιμοποιείται συνήθως για τη βελτίωση της αξιοπιστίας των υπηρεσιών.

Το κλειδί για την πραγματοποίηση όλων των εργασιών είναι ο συντονισμός προστασίας, επίσης γνωστός ως Time - βαθμολόγηση. Τα ρελέ είναι προσεκτικά ρυθμισμένα έτσι ώστε η προστατευτική συσκευή που βρίσκεται πιο κοντά στο σφάλμα να λειτουργεί πρώτα. Οι χρονικές καθυστερήσεις των ρελέ αντίγραφων ασφαλείας συντονίζονται για να λειτουργούν διαδοχικά μόνο εάν αποτύχει η πρωτογενή προστασία. Αυτό εξασφαλίζει ότι ένα σφάλμα είναι απομονωμένο με τον ελάχιστο δυνατό αντίκτυπο στο υπόλοιπο σύστημα ενέργειας.

Το απαραίτητο σύγχρονο ρελέ

Η λειτουργία ενός ρελέ μετάδοσης ισχύος έχει μετασχηματιστεί θεμελιωδώς. Έχει εξελιχθεί από ένα μόνο - σκοπό ηλεκτρομηχανική συσκευή σε ένα multi - λειτουργικό, ψηφιακό ακρογωνιαίο λίθο του σύγχρονου ηλεκτρικού δικτύου. Ο ρόλος του δεν είναι πλέον μόνο παθητική προστασία, αλλά ενεργός διαχείριση.

Έχουμε δει πώς οι λειτουργίες του μπορούν να συνοψιστούν σε τέσσερις βασικούς τομείς. Η προστασία είναι ο πρωταρχικός και πιο κρίσιμος ρόλος. Ο έλεγχος συμβαίνει μέσω ευφυούς αυτοματισμού όπως το Auto - reclosing. Η παρακολούθηση παρέχει ανεκτίμητα δεδομένα σφάλματος και πραγματική μέτρηση χρόνου. Η αυτοματοποίηση είναι ενεργοποιημένη από το υψηλό - πρότυπα επικοινωνίας ταχύτητας όπως το IEC 61850.

Καθώς τα ηλεκτρικά μας δίκτυα γίνονται πιο περίπλοκα, η ανάγκη για έξυπνη, γρήγορη και προσαρμοστική προστασία αυξάνεται. Ενσωματώνουμε τη διαλείπουσα ανανεώσιμη ενέργεια, την κατανεμημένη παραγωγή και τις requitional ρεύματος ισχύος. Οι προηγμένες λειτουργίες του σύγχρονου αριθμητικού ρελέ δεν είναι μόνο επωφελείς. Είναι απολύτως απαραίτητα για τη διασφάλιση της αξιόπιστης και ανθεκτικής τροφοδοσίας που εξαρτάται από κάθε μέρα.

Δείτε επίσης

Η τιμή του PCB μεταδίδει τι πρέπει να γνωρίζουν οι αγοραστές

Πώς να επιλέξετε τον σωστό τύπο ρελέ για το έργο σας

8 Καλύτεροι προμηθευτές ρελέ PCB για αξιόπιστη προμήθεια το 2025

Πώς να αναβαθμίσετε το ηλεκτρικό σύστημα του αυτοκινήτου σας με σωστή καλωδίωση ρελέ