Differential na proteksyon: prinsipyo ng pagpapatakbo, device, scheme. Proteksyon ng pagkakaiba-iba ng transformer. Longitudinal line differential protection

Talaan ng mga Nilalaman:

Differential na proteksyon: prinsipyo ng pagpapatakbo, device, scheme. Proteksyon ng pagkakaiba-iba ng transformer. Longitudinal line differential protection
Differential na proteksyon: prinsipyo ng pagpapatakbo, device, scheme. Proteksyon ng pagkakaiba-iba ng transformer. Longitudinal line differential protection
Anonim

Sa artikulo ay malalaman mo ang tungkol sa kung ano ang differential protection, kung paano ito gumagana, kung anong mga positibong katangian mayroon ito. Pag-uusapan din nito kung ano ang mga pagkukulang ng differential protection ng mga linya ng kuryente. Matututuhan mo rin ang mga praktikal na pamamaraan para sa pagprotekta sa mga device at linya ng kuryente.

proteksyon sa kaugalian
proteksyon sa kaugalian

Ang differential na uri ng proteksyon ay kasalukuyang itinuturing na pinakakaraniwan at pinakamabilis. Nagagawa nitong protektahan ang system mula sa mga phase-to-phase na short circuit. At sa mga sistemang iyon na gumagamit ng solidong pinagbabatayan na neutral, madali nitong mapipigilan ang paglitaw ng mga single-phase na short circuit. Ginagamit ang differential na uri ng proteksyon para protektahan ang mga linya ng kuryente, high power na motor, transformer, generator.

Mayroong dalawang uri ng differential protection sa kabuuan:

  1. Na may mga tensyon na nagbabalanse sa isa't isa.
  2. Na may circulating current.

Ang artikulong ito ayang parehong mga uri ng differential na proteksyon ay isinasaalang-alang upang matutunan hangga't maaari ang tungkol sa mga ito.

Differential na proteksyon gamit ang circulating currents

Ang prinsipyo ay ang mga agos ay inihahambing. At upang maging mas tumpak, mayroong isang paghahambing ng mga parameter sa simula ng elemento, ang proteksyon na kung saan ay isinasagawa, pati na rin sa dulo. Ginagamit ang scheme na ito sa pagpapatupad ng longitudinal type at transverse. Ang dating ay ginagamit upang matiyak ang kaligtasan ng isang solong linya ng kuryente, mga de-koryenteng motor, mga transformer, mga generator. Ang longitudinal differential line na proteksyon ay karaniwan sa modernong industriya ng kuryente. Ang pangalawang uri ng differential protection ay ginagamit kapag gumagamit ng mga linya ng kuryente na tumatakbo nang magkatulad.

Proteksyon ng longitudinal differential ng mga linya at device

proteksyon ng pagkakaiba-iba ng transpormer
proteksyon ng pagkakaiba-iba ng transpormer

Para ipatupad ang longitudinal type na proteksyon, kinakailangang i-install ang parehong kasalukuyang mga transformer sa magkabilang dulo. Ang kanilang pangalawang paikot-ikot ay dapat na konektado sa bawat isa sa serye sa tulong ng karagdagang mga de-koryenteng wire na kailangang konektado sa kasalukuyang mga relay. Bukod dito, ang mga kasalukuyang relay na ito ay dapat na konektado sa pangalawang windings nang magkatulad. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, pati na rin sa pagkakaroon ng isang panlabas na maikling circuit, ang parehong kasalukuyang ay dadaloy sa parehong pangunahing windings ng mga transformer, na kung saan ay magiging pantay-pantay sa phase at sa magnitude. Ang isang bahagyang mas maliit na halaga ay dadaloy sa pamamagitan ng electromagnetic current winding ng relay. Maaari mo itong kalkulahin gamit ang isang simpleng formula:

Ir=I1-I2.

Ipagpalagay na ang kasalukuyang mga dependence ng mga transformer ay ganap na magkatugma. Samakatuwid, ang nabanggit na pagkakaiba sa kasalukuyang mga halaga ay malapit sa o katumbas ng zero. Sa madaling salita, Ir=0 at hindi gumagana ang proteksyon sa ngayon. Ang auxiliary wiring na nag-uugnay sa pangalawang windings ng mga transformer ay nagpapalipat-lipat ng kasalukuyang.

Scheme ng longitudinal type differential protection

longitudinal differential protection
longitudinal differential protection

Ang differential protection circuit na ito ay nagbibigay-daan sa iyong makakuha ng pantay na halaga ng mga alon na dumadaloy sa pangalawang circuit ng mga transformer. Batay dito, maaari nating tapusin na ang scheme ng proteksyon na ito ay pinangalanan dahil sa prinsipyo ng operasyon. Sa kasong ito, ang lugar na direktang matatagpuan sa pagitan ng kasalukuyang mga transformer ay nahuhulog sa zone ng proteksyon. Kung sakaling magkaroon ng short circuit, sa protection zone, kapag pinapagana mula sa isang gilid ng transformer, ang kasalukuyang I1 ay dumadaloy sa paikot-ikot na electromagnetic relay. Ito ay ipinadala sa pangalawang circuit ng transpormer, na naka-install sa kabilang panig ng linya. Ito ay kinakailangan upang bigyang-pansin ang katotohanan na mayroong isang napakataas na pagtutol sa pangalawang paikot-ikot. Samakatuwid, halos walang kasalukuyang dumadaloy dito. Ayon sa prinsipyong ito, gumagana ang kaugalian ng proteksyon ng mga gulong, generator, mga transformer. Kung sakaling ang I1 ay lumabas na katumbas o mas malaki sa Ir, ang proteksyon ay magsisimulang gumana, na magbubukas sa contact group ng mga switch.

Short circuit at proteksyon sa circuit

Kung sakaling magkaroon ng short circuit sa loob ng protektadong lugar, parehogilid, ang isang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng electromagnetic relay, katumbas ng kabuuan ng mga alon ng bawat paikot-ikot. Sa kasong ito, ang proteksyon ay isinaaktibo din sa pamamagitan ng pagbubukas ng mga contact ng mga switch. Ipinapalagay ng lahat ng mga halimbawa sa itaas na ang lahat ng mga teknikal na parameter ng mga transformer ay eksaktong pareho. Samakatuwid, akor=0. Ngunit ang mga ito ay mainam na mga kondisyon, sa katotohanan, dahil sa maliliit na pagkakaiba sa pagganap ng mga magnetic system ng pangunahing mga alon, ang mga de-koryenteng kasangkapan ay naiiba nang malaki sa bawat isa, kahit na sa parehong uri. Kung may mga pagkakaiba sa mga katangian ng kasalukuyang mga transformer (kapag ipinatupad ang proteksyon ng differential-phase ng istraktura), kung gayon ang mga alon ng pangalawang circuit ay magkakaiba, kahit na ang mga pangunahing ay ganap na pareho. Ngayon ay kailangan nating isaalang-alang kung paano gumagana ang differential protection circuit sa kaganapan ng isang panlabas na short circuit sa linya ng kuryente.

Panlabas na short circuit

longitudinal line differential protection
longitudinal line differential protection

Sa pagkakaroon ng isang panlabas na short circuit, ang isang hindi balanseng kasalukuyang ay dadaloy sa pamamagitan ng differential protection electromagnetic relay. Ang halaga nito ay direktang nakasalalay sa kung anong kasalukuyang dumadaan sa pangunahing circuit ng transpormer. Sa normal na mode ng pag-load, ang halaga nito ay maliit, ngunit sa pagkakaroon ng isang panlabas na maikling circuit, nagsisimula itong tumaas. Ang halaga nito ay depende rin sa oras pagkatapos ng pagsisimula ng fault. Bukod dito, dapat nitong maabot ang pinakamataas na halaga nito sa mga unang ilang yugto pagkatapos ng pagsisimula ng pagsasara. Sa oras na ito na ang buong I short circuit ay dumadaloy sa mga pangunahing circuit ng mga transformer.

Nararapat ding tandaan na sa una ang short circuit ay binubuo ng dalawang uri ng kasalukuyang - direkta at alternating. Tinatawag din silaaperiodic at periodic na mga bahagi. Ang aparato ng proteksyon ng kaugalian ay tulad na ang pagkakaroon ng isang aperiodic na bahagi sa kasalukuyang ay dapat palaging magdulot ng labis na saturation ng transformer magnetic system. Dahil dito, ang hindi balanseng potensyal na pagkakaiba ay tumataas nang husto. Kapag nagsimulang bumaba ang kasalukuyang short circuit, bumababa rin ang hindi balanseng halaga ng system. Ayon sa prinsipyong ito, isinasagawa ang differential protection ng transformer.

Sensitivity ng mga protective structure

proteksyon ng differential phase
proteksyon ng differential phase

Lahat ng uri ng differential protection ay mabilis na kumikilos. At hindi sila gumagana sa pagkakaroon ng mga panlabas na maikling circuit, kaya kinakailangan na pumili ng mga electromagnetic relay, na isinasaalang-alang ang maximum na posibleng hindi balanseng kasalukuyang sa system sa pagkakaroon ng isang panlabas na maikling circuit. Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin sa katotohanan na ang ganitong uri ng proteksyon ay may napakababang sensitivity. Upang madagdagan ito, dapat mong matugunan ang maraming kundisyon. Una, kinakailangan na gumamit ng mga kasalukuyang transformer na hindi mababad ang mga magnetic circuit sa sandaling ang kasalukuyang dumadaloy sa pangunahing circuit (anuman ang halaga nito). Pangalawa, ito ay kanais-nais na gumamit ng fast-saturating type electrical appliances. Dapat silang konektado sa pangalawang windings ng mga elemento upang maprotektahan. Ang isang electromagnetic relay ay konektado sa isang mabilis na saturating na transpormer (kasalukuyang proteksyon sa kaugalian ay nagiging maaasahan hangga't maaari) kasabay ng pangalawang paikot-ikot nito. Ganito gumagana ang generator o transformer differential protection.

Taasan ang sensitivity

proteksyon sa pagkakaiba-iba ng busbar
proteksyon sa pagkakaiba-iba ng busbar

Ipagpalagay na may naganap na panlabas na short circuit. Sa kasong ito, ang isang tiyak na kasalukuyang dumadaloy sa mga pangunahing circuit ng mga proteksiyon na mga transformer, na binubuo ng mga aperiodic at periodic na bahagi. Ang parehong "mga bahagi" ay naroroon sa hindi balanseng kasalukuyang na dumadaloy sa pangunahing paikot-ikot ng isang mabilis na saturating na transpormer. Sa kasong ito, ang aperiodic component ng kasalukuyang makabuluhang saturates ang core. Samakatuwid, ang pagbabago ng kasalukuyang sa pangalawang circuit ay hindi nangyayari. Sa pagpapalambing ng aperiodic component, ang isang makabuluhang pagbaba sa saturation ng magnetic circuit ay nangyayari, at unti-unti ang isang tiyak na kasalukuyang halaga ay nagsisimulang lumitaw sa pangalawang circuit. Ngunit ang pinakamataas na antas ng hindi balanseng kasalukuyang ay magiging mas mababa kaysa sa kawalan ng isang mabilis na saturating na transpormer. Samakatuwid, maaari mong pataasin ang sensitivity sa pamamagitan ng pagtatakda ng kasalukuyang halaga ng proteksyon na mas mababa sa o katumbas ng maximum na halaga ng hindi balanseng potensyal na pagkakaiba.

Mga positibong katangian ng differential protection

Sa mga unang yugto, ang magnetic circuit ay puspos nang napakalakas, halos hindi nangyayari ang pagbabago. Ngunit pagkatapos mabulok ang aperiodic component, ang periodic na bahagi ay nagsisimulang magbago sa pangalawang circuit. Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin sa katotohanan na ito ay napakahalaga. Samakatuwid, ang electromagnetic relay ay nagpapatakbo at pinapatay ang protektadong circuit. Ang isang napakababang antas ng pagbabago para sa unang humigit-kumulang isa at kalahating yugto ng panahon ay nagpapabagal sa pagkilos ng circuit ng proteksyon. Ngunit hindi ito gumaganap ng malaking papel sa pagbuo ng mga praktikal na circuit protection circuit.

Transformer differential protection ay hindi gumagana sa mga kaso kung saan may pinsala sa electrical circuit sa labas ng protection zone. Samakatuwid, hindi kinakailangan ang pagkaantala ng oras at pagpili. Ang oras ng pagtugon sa proteksyon ay mula 0.05 hanggang 0.1 segundo. Ito ay isang malaking bentahe ng ganitong uri ng proteksyon sa kaugalian. Ngunit may isa pang kalamangan - isang napakataas na antas ng sensitivity, lalo na kapag gumagamit ng isang mabilis na saturating na transpormer. Kabilang sa mga mas maliliit na pakinabang, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna gaya ng pagiging simple at napakataas na pagiging maaasahan.

Mga negatibong katangian

circuit ng proteksyon ng kaugalian
circuit ng proteksyon ng kaugalian

Ngunit ang parehong longitudinal at transverse differential na proteksyon ay may mga disadvantages. Halimbawa, hindi nito kayang protektahan ang electrical circuit kapag nalantad sa mga short circuit mula sa labas. Gayundin, hindi nito mabubuksan ang electrical circuit kapag sumasailalim sa matinding overload.

Sa kasamaang palad, ang proteksyon ay maaaring gumana kung ang auxiliary circuit ay nasira, kung saan ang pangalawang winding ay konektado. Ngunit ang lahat ng mga bentahe ng differential protection na may circulating current ay nakakagambala sa mga maliliit na disadvantages na ito. Ngunit nagagawa nilang protektahan ang mga linya ng kuryente na napakaikling haba, hindi hihigit sa isang kilometro.

proteksyon sa pagkakaiba ng linya
proteksyon sa pagkakaiba ng linya

Madalas na ginagamit ang mga ito sa pagpapatupad ng proteksyon ng mga wire, sa tulong kung saan pinapagana ang iba't ibang device na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng mga power station at generator. Kung ang haba ng linya ng kuryente ay napakalaki, halimbawa, ito ay ilang sampu-sampung kilometro, proteksyon ayon saang circuit na ito ay napakahirap gawin, dahil kinakailangang gumamit ng mga wire na may napakalaking cross section para sa pagkonekta ng mga electromagnetic relay at ang pangalawang winding ng mga transformer.

Kung gagamit ka ng mga karaniwang wire, ang load sa kasalukuyang mga transformer ay magiging masyadong malaki, pati na rin ang hindi balanseng kasalukuyang. Ngunit kung tungkol sa sensitivity, lumalabas na napakababa nito.

Mga disenyo ng mga protection relay at saklaw ng mga circuit

differential protection device
differential protection device

Sa napakahabang linya ng kuryente, isang circuit ang ginagamit kung saan mayroong protective relay ng isang espesyal na disenyo. Gamit ito, maaari kang magbigay ng isang normal na antas ng sensitivity, at gumamit ng karaniwang mga wire sa pagkonekta. Gumagana ang transverse differential protection sa pamamagitan ng paghahambing ng kasalukuyang sa dalawang linya sa mga phase at magnitude.

Ang high-speed differential protection ay ginagamit sa mga linya ng kuryente kung saan ang boltahe ay dumadaloy sa hanay na 3-35 thousand volts. Nagbibigay ito ng maaasahang proteksyon laban sa phase-to-phase short circuit. Ang proteksyon ng kaugalian ay isinasagawa bilang dalawang-phase dahil sa ang katunayan na ang network ng kapangyarihan na may mga operating voltage sa itaas ay hindi pinagbabatayan ng mga neutral. Kung hindi, ang neutral ay konektado sa ground sa pamamagitan ng isang arc chute.

Mga pantulong na wire sa disenyo ng mga protective circuit

prinsipyo ng pagpapatakbo ng proteksyon sa kaugalian
prinsipyo ng pagpapatakbo ng proteksyon sa kaugalian

Ang mga kasalukuyang transformer ay malapit sa isa't isa. Samakatuwid, ang mga auxiliary wire ay medyo maikli. Kapag gumagamit ng maliit na diameter na mga wire saang mga transformer ay malantad sa medyo mababang pagkarga. Tulad ng para sa hindi balanseng kasalukuyang, ito ay maliit din. Ngunit ang antas ng sensitivity ay napakataas. Sa kaganapan ng isang disconnection ng anumang linya, ang proteksyon sa kaugalian ay nagiging kasalukuyang, walang pagkaantala sa oras at pagpili. Para maiwasan ang mga maling alarma, idiskonekta ng mga auxiliary contact sa linya ang circuit.

Straverse circuit differential protection

proteksyon sa pagkakaiba ng generator
proteksyon sa pagkakaiba ng generator

Ang transverse na proteksyon ay malawakang ginagamit sa pagbuo ng mga line system na tumatakbo nang magkatulad. Ang mga switch ay naka-install sa magkabilang panig ng linya. Ang ilalim na linya ay ang mga naturang linya ay napakahirap protektahan ng mga simpleng circuit. Ang dahilan dito ay imposibleng makamit ang isang normal na antas ng pagpili. Upang mapabuti ang pagpili, ang pagkaantala ng oras ay dapat na maingat na piliin. Ngunit sa kaso ng paggamit ng isang transversely directed differential protection, ang pagkaantala ng oras ay hindi kinakailangan, ang selectivity ay medyo mataas. Mayroon siyang mga pangunahing organo:

  1. Power direction. Madalas na ginagamit ang double-acting power direction relays. Minsan ginagamit ang isang pares ng single-acting differential protection relay na gumagana sa iba't ibang direksyon ng kuryente.
  2. Simula - bilang panuntunan, ang mga high-speed relay na may pinakamataas na posibleng kasalukuyang ay ginagamit sa papel nito.

Ang disenyo ng system ay ang mga kasalukuyang transformer na may pangalawang windings na konektado sa isang circulating current circuit ay naka-install sa mga linya. Ngunit ang lahat ng kasalukuyang windings ay inililipat sa serye, pagkataposkung ano ang kanilang konektado sa tulong ng mga karagdagang wire sa kasalukuyang mga transformer. Upang gumana ang proteksyon ng differential-phase, ang boltahe ay ibinibigay sa relay gamit ang mga busbar ng mga pag-install. Nasa kanila na naka-install ang buong kit. Kung titingnan mo ang circuit para sa paglipat sa mga pangalawang circuit ng mga transformer at isang proteksiyon na relay, maaari nating tapusin kung bakit ito ay tinatawag na "itinuro ang walo". Ang buong sistema ay ginawa sa dalawang set. May isang set sa bawat dulo ng linya, na nagbibigay ng kasalukuyang differential protection para sa linya ng kuryente.

Single-phase relay circuit

transverse differential na proteksyon
transverse differential na proteksyon

Ang boltahe sa proteksyon relay ay ibinibigay sa reverse phase sa kung ano ang kinakailangan upang madiskonekta ang isang linya na may pinsala. Sa normal na operasyon (kabilang ang pagkakaroon ng isang panlabas na maikling circuit), tanging ang hindi balanseng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng mga paikot-ikot na relay. Upang maiwasan ang mga maling biyahe, kinakailangan na ang mga panimulang relay ay may kasalukuyang biyahe na mas malaki kaysa sa hindi balanseng kasalukuyang. Isaalang-alang ang gawain ng pagprotekta sa dalawang linya.

Sa simula ng short circuit, may ilang kasalukuyang dumadaloy sa protection zone ng pangalawang linya. Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin sa katotohanan na:

  1. Start relay activated.
  2. Sa gilid ng isang substation, binubuksan ng power direction relay ang mga contact sa circuit breaker.
  3. Mula sa gilid ng pangalawang substation, nadidiskonekta rin ang linya gamit ang mga switch.
  4. Sa power direction relay, ang torque ay negatibo, samakatuwid ang mga contact ay bukas.

Sa mga windings ng first line protection relayang direksyon ng kasalukuyang paggalaw ay nagbabago (na may kaugnayan sa unang linya) sa panahon ng isang maikling circuit. Ang power direction relay ay nagpapanatili sa contact group sa bukas na estado. Bukas ang mga circuit breaker sa gilid ng magkabilang substation.

Tanging ang naturang line differential protection lang ang maaaring gumana nang maayos kapag ang parehong linya ay tumatakbo nang magkaparehas. Sa kaganapan na ang isa sa mga ito ay naka-off, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng proteksyon sa kaugalian ay nilabag. Dahil dito, ang karagdagang proteksyon ay humahantong sa hindi pumipili na pagsara ng pangalawang linya sa panahon ng mga panlabas na short circuit. Sa kasong ito, ito ay nagiging isang ordinaryong direksyon na kasalukuyang, at wala itong pagkaantala sa oras. Upang maiwasan ito, ang cross-directional na proteksyon ay awtomatikong hindi pinagana sa panahon ng pagdiskonekta ng isang linya sa pamamagitan ng pagsira sa circuit gamit ang auxiliary contact.

Mga karagdagang uri ng proteksyon

differential protection relay
differential protection relay

Ang mga tripping current ng mga panimulang relay ay dapat na mas malaki kaysa sa hindi balanseng mga alon sa panahon ng isang panlabas na short circuit. Upang maiwasan ang mga maling positibo kapag ang isa sa mga linya ay nadiskonekta at ang pinakamataas na kasalukuyang load ay dumaan sa natitirang isa, kinakailangan na ito ay mas malaki kaysa sa hindi balanseng potensyal na pagkakaiba. Kung mayroong transverse na uri ng differential protection sa linya, dapat magbigay ng mga karagdagang degree.

Pahihintulutan nilang maprotektahan ang isang linya kapag naka-off ang parallel na linya. Kadalasan ang mga ito ay ginagamit para sa overcurrent na proteksyon sa panahon ng isang panlabas na short circuit (sa kasong ito ang differential protection ay hindi tumutugon). Bilang karagdagan, karagdagang proteksyonay isang backup sa differential (kung nabigo ang huli).

proteksyon sa kasalukuyang kaugalian
proteksyon sa kasalukuyang kaugalian

Directional at non-directional current protection, cut-offs, atbp. ay kadalasang ginagamit. Ang cross-directional differential protection ay simple sa disenyo, napaka maaasahan at malawakang ginagamit sa mga power network na may boltahe na 35 thousand volts o higit pa. Ganito gumagana ang differential protection, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay medyo simple, ngunit kailangan mo pa ring malaman ang kahit man lang sa mga pangunahing kaalaman sa electrical engineering upang maunawaan ang lahat ng intricacies.

Inirerekumendang: