dálkové relé je základní zařízení, které vypne jistič v případě poruchy. V obvodech s nízkým jmenovitým výkonem může samotné relé vypnout obvod bez jističe. Relé spolu s jističem společně slouží k ochraně přenosových a distribučních systémů. Relé jsou klasifikována ve velkém na základě principu činnosti. Máme nadproudová relé, diferenciální relé, frekvenční relé atd. pro které je provozní množství aktuální, rozdíl v proudu a frekvenci.
na základě provozního množství se vypočítá množství vyzvednutí. V dálkovém relé je provozní veličina impedance. Na základě impedance přenosového vedení pracuje relé. Impedance přenosového vedení se vypočítá na základě místa poruchy, napětí v době poruchy a poruchového proudu. Dále jsou relé klasifikována jako relé mho, reaktanční relé atd., na základě vzdálenosti ochrany nebo na základě rozpětí přenosového vedení. Tato relé se používají převážně a mají řadu výhod a nejspolehlivější pro všechny případy poruch.
jaké je dálkové relé?
distanční relé jsou ochranné zařízení, které funguje na základě vzdálenosti bodu poruchy na přenosovém vedení. Vzdálenost se vypočítá z generující jednotky. Na základě vzdálenosti se impedance vypočítá vyhodnocením poruchového napětí a poruchového proudu.
teorie dálkového relé
hlavní nutnost dálkového relé nastala v důsledku nevýhod nadproudového nebo přepěťového relé. Hlavní koncept je v závislosti na typu poruchy, jak lze oddělit ochranu se změnami. Například dosah poruchy line to ground (LG) je mnohem menší než dosah třífázové poruchy (LLL). Pokud tedy chceme poskytnout ochranu až do určitého bodu, musíme upravit bod vyzvednutí nadproudových relé. To není možné, protože relé jsou navržena pro jednu hodnotu snímacího proudu.
dálkové relé
proto největší nevýhodou nadproudového relé je poruchový proud závisí na typu poruchy, proto délka vedení, která je chráněna, závisí na typu poruchy. Podobně je vzdálenost ochrany také měněna na základě impedance zdroje. Čím menší je impedance zdroje, tím více je ujetá vzdálenost pro určitý typ poruchy. Proto vzdálenost, pro kterou nadproudové relé chrání vedení, závisí také na impedanci zdroje.
dalším důležitým faktorem, který určuje velikost poruchového proudu, je generované napětí. Generované napětí opět závisí na typu buzení. To je přeexponovaný alternátor pracuje s zaostávajícím účiníkem a podobně, pod excitovaný alternátor pracuje s předním účiníkem. Proto jsou to všechny faktory, na kterých závisí poruchový proud. Na základě těchto faktorů bylo navrženo relé vzdálenosti.
v zásadě je určen pro určitou vzdálenost ochrany. Na základě místa poruchy se vypočítá celková impedance začínající od alternátoru. Impedance se vypočítá na základě poměru napětí a proudu. Impedance přenosového vedení se proto stává provozní veličinou pro dálkové relé.
princip relé
hlavním principem dálkového relé je, že funguje v závislosti na vzdálenosti poruchy v přenosovém vedení. Jeho provoz závisí na impedanci mezi bodem poruchy a bodem, kde je relé instalováno. Impedance mezi bodem poruchy a umístěním relé se vypočítá na základě napětí a proudů přenosového vedení během poruchového případu. Impedance v tomto konkrétním bodě se stává provozní veličinou pro relé.
schéma dálkového relé
následující obrázek ukazuje strukturu principu fungování dálkového relé. Jak je znázorněno, začíná se zdrojem elektrické energie, tj. alternátor. Poté se pro měření proudu použije Proudový transformátor v sérii s linkou. Podobně, potenciální transformátor se používá paralelně s přenosovým vedením, pro měření stupňovitého sestupného napětí.
provoz dálkového relé
tyto dva parametry jsou přiváděny do relé pro vyhodnocení impedance přenosového vedení. Relé je připojeno k jističi, jak je znázorněno. Kdykoli relé pracuje, vyšle vypínací signál do jističe, který okamžitě přeruší nebo izoluje vadné vedení od alternátoru. Jak je znázorněno na obrázku, ZF je impedance poruchy. Předpokládá se, že porucha zasáhne na konci přenosového vedení.
práce relé
za účelem vyhodnocení impedance se napětí vypočítá z potenciálního transformátoru a proud se vypočítá z proudového transformátoru. Nyní pro provoz relé hraje zásadní roli dva důležité točivé momenty. Jedním z nich je vychýlení točivého momentu a druhý obnovuje točivý moment. Tyto dva momenty jsou nejdůležitější pro provoz relé. V dálkovém relé je vychylovací točivý moment produkován sekundárním proudem proudového transformátoru a obnovovací točivý moment je získán napětím potenciálního transformátoru. Za normálních provozních podmínek je obnovovací točivý moment větší než vychylovací točivý moment.
relé tedy zůstává v nepracovním režimu. Ale když dojde k poruše, poruchové proudy se zvyšují, což zvyšuje vychylovací točivý moment. Proto se vychylovací točivý moment stává větší než obnovovací točivý moment a relé pracuje. Jakmile je vychýlený točivý moment zvýšen, uzavřel obvod pohybem jeho dynamických částí. Okruh je uzavřen.
jakmile je vypínací obvod uzavřen, jistič je pod napětím. Vypnutí obvodu může být v podstatě elektromagnetický spínač. Když je obvod pod napětím, otevřou se uzavřené kontakty jističe. Při otevření kontaktů je vadná linka oddělena od zdravé části systému. Takto je zlomová linie izolována. Při otevření kontaktů se mezi kontakty vytvoří oblouk, který je třeba uhasit.
vlastnosti dálkového relé
charakteristiky dálkového relé lze vysvětlit pomocí RX diagramu. Impedance přenosového vedení je reprezentována poloměrem kruhu. Jak je znázorněno, poloměr kruhu je z. fázový úhel mezi R A X nebo také nazývaný impedanční úhel, který představuje polohu vektoru theta, jak je znázorněno. Charakteristiky se skládají ze dvou os. Jedna je osa R a druhá osa X. V diagramu je poloha vektoru zobrazena pro kladné R a kladné X.
impedanční relé charakteristiky
operace lze vysvětlit ve čtyřech kvadrantech. V prvním kvadrantu je R kladný, X kladný, což znamená, že impedance poruchy je větší než normální impedance. Proto bude relé fungovat. Ve druhém kvadrantu je úhel záporný, proto relé nebude fungovat. Podobně ve třetím kvadrantu bude relé fungovat.
v oblasti, kde relé nebude fungovat, je obnovovací točivý moment větší než vychylovací točivý moment. A v provozní oblasti je vychylovací točivý moment větší než obnovovací točivý moment. Dálková relé se používají v krátkých, středních a dlouhých přenosových vedeních.
typy relé
viděli jsme, že dálkové relé je navrženo pro určitou vzdálenost. Na základě vzdálenosti a charakteristik lze distanční relé klasifikovat jako
Reaktanční relé
v tomto typu je osa X rovnoběžná s osou R.
reaktivní charakteristiky
tento typ relé nebude pracovat pro odpor vedení. Bude fungovat pouze pro reaktanci
výhody
- nebude reagovat na oblouk
- může být použit pro malé přenosové vedení
- může být schopen rychle snímat poruchu
nevýhody
- v reaktančních charakteristikách nelze použít pro relé pro lokalizaci poruch
- nebude schopen rozlišit mezi poruchou v naší stanici nebo jiné stanici
- není vhodný pro dlouhé přenosové vedení.
impedanční relé
charakteristiky jsou reprezentovány kružnicí, jak je znázorněno před
výhody
- přidání směrového prvku může být použito pro lepší výkon
nevýhody
- jedná se o nesměrové relé, které je relé bude reagovat na poruchu na obou stranách CT
- křivka charakteristik je příliš velká, takže mal-provoz je možný
- nelze jej použít pro dlouhé přenosové vedení.
MHO relé nebo Admitanční charakteristiky
MHO relé se nejčastěji používají pro dlouhé přenosové vedení.
admitance charakteristiky
výhody
- oblast poruchy je dobře definovaná
- je směrová, takže může být navržena pro provoz pro konkrétní stranu
- může být použita pro dlouhé přenosové vedení. Bude reagovat jak na odporovou poruchu, tak na reaktivní poruchu
nevýhody
- nemůže být použit pro malé přenosové vedení.
proto jsme viděli pracovní princip, provozní charakteristiky, typy a výhody dálkových relé. Většina relé může být připojena k mikroprocesorům pro rychlé a spolehlivé operace. Lze si myslet, že můžeme použít dálkové relé pro vysokofrekvenční operace?