전력선의 계전기 보호는 어떻습니까

전기를 소비자에게 지속적이고 안정적으로 전달하는 것은 전력 엔지니어가 지속적으로 해결하는 주요 작업 중 하나입니다. 이를 제공하기 위해 배전 변전소와 연결 전력선으로 구성된 전기 네트워크가 만들어졌습니다. 장거리로 에너지를 이동하기 위해 연결 와이어가 매달린 지지대가 사용됩니다. 그들은 주변 공기층에 의해 그들 자신과 지면 사이를 절연시킵니다. 이러한 선은 절연 유형에 따라 가공선이라고 합니다.

운송 고속도로의 거리가 짧거나 안전상의 이유로 전력선을 땅에 숨길 필요가 있는 경우 케이블이 사용됩니다.

오버 헤드 및 케이블 전력선은 지속적으로 전압이 낮으며 그 값은 전기 네트워크의 구조에 따라 결정됩니다.

전력선 계전기 보호 목적

케이블이나 연장된 가공선로의 어떤 위치에서든 절연 불량이 발생하면 선로에 인가된 전압으로 인해 손상된 부분을 통해 누설 또는 단락 전류가 발생합니다.

단열재 파손의 원인은 파괴적인 영향을 제거하거나 지속할 수 있는 다양한 요인이 될 수 있습니다. 예를 들어, 가공 전력선의 전선 사이를 날아 다니는 황새는 날개와 화상으로 위상 간 회로를 생성하여 근처에 떨어집니다.

또는 폭풍우가 치는 동안 지지대에 매우 가깝게 자라는 나무가 돌풍에 의해 전선에 쓰러져 단락을 일으켰습니다.

첫 번째 경우에는 짧은 시간 동안 단락이 발생했다가 사라졌고 두 번째 경우에는 절연 위반이 장기간 지속되어 유지 보수 담당자가 제거해야 했습니다.

이러한 손상은 발전소에 큰 피해를 줄 수 있습니다. 결과 단락의 전류는 전력선의 전선을 태울 수있을뿐만 아니라 변전소의 전력 장비를 파괴 할 수있는 엄청난 열 에너지를 가지고 있습니다.

이러한 이유로 전력선에 손상이 발생하면 즉시 수리해야 합니다. 이것은 공급측의 결함이 있는 라인에서 전압을 제거함으로써 달성됩니다. 이러한 전력선이 양쪽에서 전원을 공급받는 경우 양쪽 모두 전원을 차단해야 합니다.

모든 전력선 상태의 전기적 매개 변수를 지속적으로 모니터링하고 비상 상황의 경우 모든 측면에서 전압을 제거하는 기능은 전통적으로 릴레이 보호라고하는 복잡한 기술 시스템에 할당됩니다.

형용사 "릴레이"는 전자기 릴레이를 기반으로 하는 기본 기반에서 파생되었으며, 그 디자인은 첫 번째 전력선의 출현과 함께 발생했으며 오늘날까지 개선되고 있습니다.

전력 엔지니어 실무에 널리 도입된 모듈식 보호 장치 마이크로프로세서 기술과 컴퓨터 기술을 기반으로 계전기 장치의 완전한 교체를 배제하지 않으며 확립된 전통에 따라 계전기 보호 장치에도 도입됩니다.

릴레이 보호의 원리

네트워크 모니터링 기관

전력선의 전기적 매개변수를 모니터링하려면 네트워크의 일반 모드와의 편차를 지속적으로 모니터링하고 동시에 안전한 작동 조건을 충족할 수 있는 측정 도구가 필요합니다.

모든 전압이 있는 전력선에서 이 기능은 변압기를 측정하는 데 할당되며 변압기로 분류됩니다.

• 전류(TT);

• 전압(VT).

보호 작동의 품질이 전체 전기 시스템의 신뢰성에 가장 중요하기 때문에 도량형 특성에 의해 결정되는 측정 CT 및 VT에 작동 정확도에 대한 요구 사항이 증가합니다.

릴레이 보호 및 자동화 장치(릴레이 보호 및 자동화)에 사용하기 위한 측정 변압기의 정확도 등급은 «0.5», «0.2» 및 «P» 값으로 표준화됩니다.

계기 전압 변압기

110kV 가공선에 변압기를 설치하는 일반적인 모습이 아래 사진에 나와 있습니다.

여기에서 VT는 연장선을 따라 설치되는 것이 아니라 전기 변전소의 개폐 장치에 설치되어 있음을 알 수 있습니다. 각 변압기는 가공선 및 접지 회로의 해당 도체에 기본 단자로 연결됩니다.

2차 권선에서 변환된 전압은 전원 케이블의 해당 도체를 통해 스위치 1P 및 2P를 통해 출력됩니다. 보호 및 측정 장치에 사용하기 위해 2차 권선은 VT-110 kV의 사진과 같이 "스타" 및 "델타" 방식에 따라 연결됩니다.

감소시키다 전압 손실 릴레이 보호의 정밀한 작동, 특수 전원 케이블이 사용되며 설치 및 작동에 대한 요구 사항이 증가합니다.

측정 VT는 각 유형의 선간 전압에 대해 생성되며 특정 작업을 수행하기 위해 다양한 방식에 따라 전환될 수 있습니다. 그러나 그들은 모두 전송선 전압의 선형 값을 100볼트의 2차 값으로 변환하는 일반 원칙에 따라 작동하며, 특정 스케일에서 1차 고조파의 모든 특성을 정확하게 복사하고 강조합니다.

VT의 변압비는 1차 회로와 2차 회로의 선간 전압 비율에 의해 결정됩니다. 예를 들어 고려되는 110kV 가공선의 경우 다음과 같이 작성됩니다. 110000/100.

계측기 변류기

이 장치는 또한 1차 전류의 고조파 변화를 최대로 반복하여 1차 라인 부하를 2차 값으로 변환합니다.

전기 장비의 쉬운 작동 및 유지 보수를 위해 변전소의 분배 장치에도 설치됩니다.

변류기 그들은 VT와 다른 방식으로 오버 헤드 라인 회로에 포함됩니다. 일반적으로 직류 와이어의 형태로 한 번만 표시되는 1 차 권선이있는 그들은 단순히 라인 위상의 각 와이어로 절단됩니다.이것은 위의 사진에서 명확하게 볼 수 있습니다.

CT 변환 비율은 전력선 설계 단계에서 공칭 값 선택 비율에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 전력선이 600암페어를 전달하도록 설계되고 5A가 CT 2차측에서 제거될 경우 지정 600/5가 사용됩니다.

전기에서는 사용되는 2차 전류 값에 대해 두 가지 표준이 허용됩니다.

• 110kV 이하의 모든 CT에 대해 5A;

• 330kV 이상 라인의 경우 1A.

보조 TT 권선은 다양한 방식에 따라 보호 장치에 연결하기 위해 연결됩니다.

• 풀스타;

• 불완전한 별;

• 삼각형.

각 화합물에는 고유한 특성이 있으며 다양한 방식으로 특정 유형의 보호에 사용됩니다. 전류 트랜스포머와 전류 릴레이 코일을 풀 스타 회로에 연결하는 예가 사진에 나와 있습니다.

이것은 많은 보호 계전기 회로에 사용되는 가장 단순하고 가장 일반적인 고조파 필터입니다. 여기에서 각 위상의 전류는 동일한 이름의 별도 릴레이에 의해 제어되며 모든 벡터의 합은 공통 중성선에 포함된 코일을 통과합니다.

전류 및 전압 측정 변압기를 사용하는 방법을 사용하면 전력 장비에서 발생하는 기본 프로세스를 릴레이 보호 하드웨어에서 사용하고 논리 작동을 위한 알고리즘을 생성하기 위해 정확한 규모로 보조 회로로 전송할 수 있습니다. 비상 장비 프로세스를 제거하는 장치.

수신된 정보를 처리하는 권한

계전기 보호에서 주요 작동 요소는 다음 두 가지 주요 기능을 수행하는 전기 장치인 계전기입니다.

• 예를 들어 전류와 같은 관찰된 매개변수의 품질을 모니터링하고 정상 모드에서는 접촉 시스템의 상태를 안정적으로 유지하고 변경하지 않습니다.

• 설정점 또는 응답 임계값이라는 임계값에 도달하면 즉시 접점의 위치를 ​​전환하고 관찰된 값이 정상 범위로 돌아올 때까지 이 상태를 유지합니다.

2차 회로에서 전류 및 전압 릴레이를 전환하기 위한 회로 형성 원리는 복소 평면에서의 벡터 양에 의한 정현파 고조파 표현을 이해하는 데 도움이 됩니다.

그림의 아래 부분에는 소비자 전원 공급 장치 작동 모드에서 3상 A, B, C의 정현파 분포의 일반적인 경우에 대한 벡터 다이어그램이 표시됩니다.

전류 및 전압 회로 상태 모니터링

부분적으로 보조 신호 처리 원리는 ORU-110의 풀 스타 및 VT 방식에 따라 CT 및 릴레이 권선을 켜는 회로에 표시됩니다. 이 방법을 사용하면 다음과 같은 방법으로 벡터를 추가할 수 있습니다.

이 단계의 고조파에 릴레이 코일을 포함하면 사고 발생시 회로에서 발생하는 프로세스를 완전히 제어하고 작동을 끌 수 있습니다. 이를 위해서는 전류 또는 전압에 적합한 릴레이 장치 설계를 사용하는 것으로 충분합니다.

위의 방식은 다양한 필터를 다양하게 사용하는 특수한 경우입니다.

라인을 통과하는 전력을 제어하는 ​​방법

릴레이 보호 장치는 모든 동일한 전류 및 전압 변압기의 판독 값을 기반으로 전력 값을 제어합니다.이 경우 전류 및 전압 벡터로 표현되는 값과 총 전력, 유효 전력 및 무효 전력의 잘 알려진 공식 및 비율이 사용됩니다.

전류 벡터는 라인 저항에 적용된 emf에 의해 형성되고 활성 부분과 반응성 부분을 동등하게 극복하는 것으로 이해됩니다. 그러나 동시에 구성 요소 Ua 및 Up이 있는 섹션에서 전압 삼각형으로 설명된 법칙에 따라 전압 강하가 발생합니다.

전력은 라인의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전송될 수 있으며 전기를 전송할 때 역전될 수도 있습니다.

그 방향의 변화는 다음과 같은 결과입니다.

• 운영 인력에 의한 부하 전환;

• 과도 및 기타 요인의 영향으로 인한 시스템의 전력 변동;

• 비상 모드의 출현.

계전기 보호 및 자동화 시스템의 일부로 작동하는 전력 계전기(PM)는 방향의 변동을 고려하고 임계값에 도달하면 작동하도록 구성됩니다.

라인 저항 제어 방법

전기 저항 측정을 기반으로 단락 위치까지의 거리를 계산하는 릴레이 보호 장치를 거리 또는 줄여서 DZ 보호라고 합니다. 그들은 또한 작업에 전류 및 전압 변압기 회로를 사용합니다.

저항을 측정하려면 다음을 사용하십시오. 옴의 법칙의 표현고려 중인 회로 섹션에 대해 설명합니다.

정현파 전류가 능동 저항, 용량 저항 및 유도 저항을 통과하면 이들의 전압 강하 벡터가 다른 방향으로 벗어납니다. 이것은 보호 계전기의 동작에 의해 고려됩니다.

이 원리에 따라 많은 유형의 저항 릴레이(RS)가 릴레이 보호 및 자동화 장치에서 작동합니다.

라인 주파수 제어 방법

전력선을 통해 전달되는 전류의 고조파 진동주기의 안정성을 유지하기 위해 주파수 제어 계전기가 사용됩니다. 그들은 내장된 생성기에 의해 생성된 기준 사인파와 선형 측정 변압기에 의해 얻어진 주파수를 비교하는 원리에 따라 작동합니다.

이 두 신호를 처리한 후 주파수 릴레이는 관찰된 고조파의 품질을 결정하고 설정 값에 도달하면 접촉 시스템의 위치를 ​​변경합니다.

디지털 보호에 의한 라인 매개변수 제어 기능

릴레이 기술을 대체하는 마이크로 프로세서 개발은 측정 변압기 TT 및 VT에서 제거되는 전류 및 전압의 2차 값 없이는 작동하지 않습니다.

디지털 보호 장치의 작동을 위해 2차 사인파에 대한 정보는 아날로그 신호에 고주파를 중첩하고 그래프의 교차점에서 제어된 매개변수의 진폭을 고정하는 샘플링 방법으로 처리됩니다.

작은 샘플링 단계, 빠른 처리 방법 및 수학적 근사 방법의 사용으로 인해 2차 전류 및 전압 측정의 높은 정확도를 얻을 수 있습니다.

이러한 방식으로 계산된 수치는 마이크로프로세서 장치의 작동을 위한 알고리즘에 사용됩니다.

릴레이 보호 및 자동화의 논리적 부분

전력선을 따라 전송되는 전기의 전류 및 전압의 초기값은 전류, 전압, 전력, 저항 및 주파수에 대해 릴레이 장치의 민감 기관에 수신되고 필터에 의해 처리되도록 선택된 변압기를 측정하여 모델링한 후, 로직 릴레이 회로의 차례입니다.

그들의 설계는 작동이라고도하는 일정한 정류 또는 교류 전압의 추가 소스에서 작동하는 릴레이를 기반으로하며 이에 의해 공급되는 회로가 작동합니다. 이 용어는 기술적인 의미가 있습니다. 불필요한 지연 없이 스위치를 매우 빠르게 수행합니다.

논리 회로의 작동 속도는 주로 비상 정지 속도와 그에 따른 파괴적인 결과의 정도를 결정합니다.

작업을 수행하는 방식에서 작동 회로에서 작동하는 릴레이를 중간이라고합니다. 측정 보호 장치에서 신호를 수신하고 접점을 집행 기관으로 전환하여 전송합니다. 출력 릴레이, 솔레노이드, 전원 스위치를 분리하거나 닫는 전자석 .

중간 릴레이에는 일반적으로 회로를 만들거나 끊는 데 사용되는 여러 쌍의 접점이 있습니다. 서로 다른 릴레이 보호 장치 간에 동시에 명령을 재생하는 데 사용됩니다.

릴레이 보호의 동작 알고리즘에서 선택성의 원리를 보장하고 특정 알고리즘의 시퀀스를 형성하기 위해 종종 지연이 도입됩니다. 설정 시 보호 동작을 차단합니다.

이 지연 입력은 접점 속도에 영향을 미치는 클록 메커니즘이 있는 특수 시간 릴레이(RV)를 사용하여 생성됩니다.

릴레이 보호의 논리 부분은 특정 구성 및 전압의 전력선에서 발생할 수 있는 다양한 경우를 위해 설계된 많은 알고리즘 중 하나를 사용합니다.

예를 들어 전력선의 전류 제어를 기반으로 하는 두 개의 계전기 보호 논리 작동의 일부 이름만 제공할 수 있습니다.

• 전력 방향(RM 릴레이로 인해) 또는 전력 방향을 고려하여 지연 없이 또는 지연 없이(RF 선택성을 보장) 현재 중단(속도 표시);

• 과전류 보호는 라인 저전압 검사를 포함하거나 포함하지 않고 완전한 차단과 동일한 제어로 제공될 수 있습니다.

다양한 장치의 자동화 요소는 종종 다음과 같은 릴레이 보호 로직의 작동에 도입됩니다.

• 단상 또는 삼상 전원 스위치 재폐로;

• 백업 전원 공급 장치를 켭니다.

• 가속;

• 주파수 언로드.

라인 보호의 논리 부분은 전원 스위치 바로 위의 작은 릴레이 컴파트먼트에서 수행할 수 있습니다. 이는 최대 전압이 10kV인 외부 완전 스위치기어(KRUN)에 일반적이거나 릴레이 룸에서 여러 개의 2x0.8m 패널을 차지합니다. .

예를 들어, 330kV 라인의 보호 논리는 별도의 보호 패널에 배치할 수 있습니다.

• 예약하다;

• DZ — 원격;

• DFZ — 미분 위상;

• VCHB — 고주파 차단;

• OAPV;

• 가속.

출력 회로

출력 회로는 선형 릴레이 보호의 최종 요소 역할을 하며 논리도 중간 릴레이 사용을 기반으로 합니다.

출력 회로는 라인 차단기의 작동 순서를 형성하고 인접한 연결, 장치(예: 차단기 고장 보호 - 차단기 비상 트리핑) 및 기타 계전기 보호 및 자동화 요소와의 상호 작용을 결정합니다.

단순 회선 보호에는 차단기를 트립하는 출력 릴레이가 하나만 있을 수 있습니다. 분기 보호 기능이 있는 복잡한 시스템에서는 특정 알고리즘에 따라 작동하는 특수 논리 회로가 생성됩니다.

비상 시 라인에서 전압을 최종적으로 제거하는 작업은 작동하는 전자석의 힘에 의해 활성화되는 전원 스위치를 통해 수행됩니다. 작동을 위해 강력한 하중을 견딜 수 있는 특수 동력 체인이 제공됩니다.Ki.