Načelo diferencialne zaščite

Da bi zagotovili dolgoročno delovanje električne opreme uporablja različne vrste zaščite. Diferencialna zaščita se pogosto uporablja zaradi visoke hitrosti. To se uporablja v omrežjih z ozemljeno nevtralno za varno obratovanje daljnovodov, elektromotorjev, modularnih naprav, transformatorjev, avtotransformatorje in generatorjev iz kratkih stikov, kot tudi za domačo uporabo.

Vrste in značilnosti dela

Diferencialna zaščita je ena od vrst relejne zaščite, za katero je značilna absolutna selektivnost in hitrost hitrega odziva. Obstajajo takšne vrste odklonov: prečni in vzdolžni. Izbira ustrezne obrambne zaščite je neposredno odvisna od situacije in da jo je mogoče pravilno uporabiti, je treba vedeti, v katerih primerih se uporablja, načelo delovanja, pa tudi glavne pomanjkljivosti in omejitve.

Vzdolžna zaščita

Vzdolžna difuzijska zaščita mora biti vgrajena v vlogo glavne enote za zaščito močnih transformatorjev in avtotransformerjev.

Osnovne zahteve:

1. Enotni transformatorji in avtotransformatorji s prostornino 6300 kVA.
2. Vzporedno pa delovni transformatorji in avtotransformatorji z zmogljivostjo 4000 kVA.
3. Zanesljiva in brez hrupa komunikacijska povezava med 2 transformatorjema.
4. Transformatorji in avtotransformatorjev z zmogljivostjo 1000 kVA (trenutna Kritična ne more doseči zahtevano občutljivost za kratek stik na sklepih visokonapetostnimi, z maksimalno zaščito ne sme biti več kot 0,5 sekunde).

Shema 1 - Vzdolžna diferencialna zaščita transformatorja:

Načelo delovanja diferencialne zaščite je primerjava vrednosti faznih tokov, ki tečejo skozi zaščitene odseke ustreznih vodov. Uporabljajo se tokovni transformatorji, ki služijo za merjenje trenutne jakosti na zaščitenem delu vezja. Sekundarni navitji teh transformatorjev so povezani s trenutnimi releji, zato se trenutna razlika nanaša na navitje releja.

Med normalnim delovanjem bo trenutna razlika v trenutnem relejnem vezju nič. Vendar pa v primeru kratkega stika na relay navijanje ne bo vplivala razlika, temveč vsota tokov. Relejni kontakti so zaprti in se izda ukaz za popolnoma izklop poškodovanega dela vezja.

Vendar to vse dobro deluje le v teoriji. V realnem primeru tok teče skozi trenutno tuljavo releja, ki ni enaka nič. Ta tok imenujemo tok neuravnoteženosti.

Glavni razlogi za nastanek neuravnoteženega toka na releju navitja:

1. Karakteristike tokovnih transformatorjev imajo pogosto nekoliko drugačne značilnosti. Pri proizvajalcu se sproščajo v parih, predhodno preizkušajo in prilagodijo svoje značilnosti (spreminjanje števila navojev, da se zagotovi skladnost s preoblikovalnim razmerjem, ki ga je treba zaščititi).
2. Pojav magnetnega toka, ki se pojavi v navitjih zaščitenega transformatorja. V normalnem načinu vrednost tega toka doseže do 5% nominalne vrednosti. Ko transformator deluje v prostem teku, ta tok lahko za kratek čas večkrat presega nominalno vrednost.
3. Različne povezave primarnih in sekundarnih navitij transformatorja (zvezda in delta). Pri tej razlagi se trenutni vektor v primarnih in sekundarnih navitjih izravna za 30 stopinj, zaradi česar je težko izbrati število zavojev. To je mogoče zlahka nadomestiti s pravilno povezavo navitij (na strani zvezde, jih povezuje trikotnik in na strani trikotnika zvezde).

Upoštevati je treba, da lahko sodobne naprave, zgrajene na osnovi mikroprocesorjev, kompenzirajo sami in zato je treba v nastavitvah te naprave preprosto določiti.

Prečna zaščita

Uporablja se samo za visokonapetostno črto. Prečna diferencialna zaščita izbere in odzove eno poškodovano linijo.

Sestavljen je iz trenutnega releja moči, ki je, kot pri vzdolžni diferencialni zaščiti, povezan z ustreznim odsekom na razliko tokov.

Tok se napaja prek releja, ki je povezan s serijo, da samodejno odstranijo zaščito, ko je problemska linija odklopljena, da bi se izognili njegovemu delovanju med kratkim stikom (kratek stik). Navor na releju smeri moči je odvisen neposredno od toka, napetosti in tudi od kota med temi vektorskimi količinami.

V primeru kratkega stika bo trenutna vrednost na eni od vrstic večja od druge, in tok v releju bo imel isto smer kot v prvi vrstici. Zato rele zapira kontakt (amperaža bo dovolj, da pritegne jedro), in odklopnik bo odrezal črto z večjo trenutno vrednostjo. Enako se bo zgodilo, ko se v drugi vrstici prikaže nominalna trenutna vrednost, vendar se bo odprla druga skupina kontaktorjev.

Shema 2 - Prečna diferencialna zaščita transformatorja

Princip delovanja navzkrižne zaščite je približno enako kot v vzdolžni, vendar je velika razlika: sedanji transformator mora biti nameščen na koncu posameznih linij, ki so priključeni na tej spletni strani.

Prednosti in slabosti

Kljub široki uporabi zaradi visoke hitrosti delovanja ima vsaka vrsta diferencialne zaščite prednosti in slabosti.

Prednosti vzdolžne diferencialne zaščite:

1. Absolutna selektivnost.
2. Zmožnost uporabe z drugimi vrstami zaščite.
3. Odličen za daljnovode (LEP) kratke dolžine.
4. Omogočanje omrežja v sili brez odlašanja.

Pomanjkljivosti vzdolžne zaščite vključujejo:

1. Učinkovitost oblikovanja daljnovodov je zmanjšana.
2. Naprave za spremljanje okvare pomožnih žic so potrebne za prilagoditev diferencialne zaščite.
3. Pojav neuravnoteženega toka.
4. Visoka cena pri uporabi releja (rele z zaviranjem).
5. Zelo zapleteno izvajanje (poleg tega so za tokovne transformatorje zgrajene komunikacijske linije).

Prednosti prečne diferencialne zaščite:

1. Visoka selektivnost (100%).
2. Ne vpliva na delovanje drugih relejev v tokokrogih.
3. Trenutne sprožitve.

Slabosti prečne zaščite:

1. Ko je sprožen, je treba ponovno zagnati zaščito.
2. Ne uporablja se v obliki osnovne in edine zaščite.
3. Upoštevati je treba mrtva območja, ki so več.
4. Zaščiti koncev linije in bus postaje ne moremo zaščititi.
5. Ni mogoče določiti lokacije kratkega stika.
6. Ne velja za daljnovode, kjer je potrebno izključiti poškodovane površine.
7. Se ne uporablja pri odklopnikih.
8. Linijo je treba popolnoma odklopiti s poškodbami.

Uporaba v vsakdanjem življenju

Te vrste zaščite se lahko uporabljajo za stanovanjske objekte v omrežjih od 230 do 400 V, vendar se te naprave imenujejo dvofazne naprave. Imajo dve vrsti: diferencialni avtomat in naprave za preostale tokove. Njihov princip delovanja temelji na preiskavi Kirchhoff zakon (Zakon o I), kar pomeni naslednje pravilo: vrednost vhodnih in izhodnih tokov mora biti enaka. Če se ustvari tok uhajanja, se vrednosti ne ujemajo, zaščitni odsek pa je prekinjen.

Glavni vzroki toka uhajanja:

1. Dotaknite se delov opreme, ki je pod silo osebe ali živali.
2. Razčlenitve v izolaciji ožičenja ali opreme.

V nekaterih primerih se avtomatizacija (Diphapark) sproži, kadar ni obremenitve (priključeni porabniki električne energije). Glavni vzrok je napaka naprave ali trenutna puščanja v razvodni škatli. Vendar, če je naprava uporabna, v tem primeru, polno zaustavitev strojev po difapparata, in preveriti vse elemente tokokroga na temo kratkega stika. Za izbiro diferencialne zaščite je potrebno upoštevati prostore in značilnosti električnih vezij, ki jih je treba zaščititi.

Diff zaščita je najboljša izbira za stanovanja z ožičenjem brez ozemljitve. Da bi zagotovili največjo učinkovitost, je treba postaviti 3-stopenjsko zaščito (več naprav za 10, 30 in 100-300 mA).

Za zagotovitev varnosti ga je treba preveriti s pritiskom na gumb "Test" vsaj 2-krat na mesec, po možnosti v rednih intervalih.

Difavatus - boljša zaščita, ki opravlja funkcije RCD in stikala. Če v stanovanjski zgradbi obstaja generator, ki se pogosto uporablja, se lahko ta vrsta zaščite uporabi tudi za to. Tokokrog vključuje tokovni rele, ki je priključen na trenutni transformator. Rele mora biti nameščen na statorju med ničelnimi točkami, vključeno zvezdo. Pri normalnem delovanju zaščita ne deluje, toda kadar pride do okvare med obratom, se pojavi razlika v magnetnih tokovih releja in zaščita se sproži.

Lahko se uporablja tudi difuzna zaščita in za zaščito pred večfaznimi napakami. Za to morate kupiti posebno dvofazno napravo za večfazno zaščito.

Povečanje učinkovitosti diferencialne zaščite

Kljub velikemu številu prednosti pred drugimi vrstami zaščite je zaradi razlike v zaščiti potrebna večja učinkovitost delovanja v izrednih razmerah pri obratovanju generatorjev. Za to je treba upoštevati naslednja pravila:

1. Preklop dodatnih uporov na merilne releje.
2. Minimizacija aperiodičnih veličin in nastavitev izrezov za prehodne tokove neuravnoteženosti.
3. Relay aplikacija z zakasnjenim odzivnim časom.

Tako se difrakcijska zaščita široko uporablja za zagotovitev stabilnega delovanja električnih naprav in daljnovodov, zaščite pred požarom in požari, nepredvidenih finančnih stroškov ter ohranjanja človeškega življenja in zdravja.