460 likes | 641 Views
Distanční ochrany. Distanční ochrany. - pracují na principu měření impedance zkratové smyčky. Distanční ochrany. Distanční ochrany. Činnost ochrany je dána funkcí jednotlivých členů kterými je zpravidla vybavena:
E N D
Distanční ochrany - pracují na principu měření impedance zkratové smyčky
Distanční ochrany • Činnost ochrany je dána funkcí jednotlivých členů kterými je zpravidla vybavena: • Popudový člen, který zjišťuje, že vznikl v chráněné soustavě zkrat. Popudový člen může být nadproudový nebo impedanční. • měřící člen, který bývá realizován jako amplitudový či fázový komparátor anebo číslicově u digitálních ochran • směrový člen, který určuje zda zkrat leží ve směru působnosti ochrany • časový člen • logika která rozhoduje o vypnutí
Blokové schéma distanční ochrany Distanční ochrany
Měřící člen • na základě vstupních hodnot měří-vyhodnocuje impedanci • při poklesu impedance pod nastavenou hodnotu dává popud k vypnutí
Měřící člen musí spolehlivě rozlišit všechny druhy zkratů, které mohou v trojfázové soustavě nastat: - jednopólové - AN, BN, CN - dvoupólové izolované - AB, BC, CA - dvoupólové zemní - ABN, BCN, CAN - trojpólový izolovaný - ABC - trojpólový zemní - ABCN
Měřící člen obecná charakteristika distanční ochrany
Měřící člen impedanční s kruhovou charakteristikou ve středové poloze
Měřící člen „mho“ charakteristika
Měřící člen „offset mho“ charakteristika
Měřící člen reaktanční, rovnoběžná s reálnou osou
Měřící člen směrová přímková, procházející počátkem
Měřící člen odporová charakteristika
Měřící člen obecná přímková charakteristika
Měřící člen obecná polygonální charakteristika
Měřící člen polygonální charakteristika
Měřící člen • Dva typy měřících členů: • s amplitudovým komparátorem • s fázovým komparátorem
Amplitudový komparátor • skládá se z: • součtového členu • - pomocí bočníků, předřadných odporů a sčítacích transformátorů vytváří výstupní signály: • --řídící (operate) SO • --omezovací (restraint) Sr
Amplitudový komparátor b) vlastního komparátoru - porovnává po usměrnění absolutní hodnoty signálů SO a Sr - působí, je-li:
Fázový komparátor - srovnává fázi výstupních veličin S1 a S2 získaných v součtovém členu
Kompenzace stejnosměrné složky • pokud jsou napětí a proud harmonické, tak platí pro měřenou impedanci • kompenzace se provádí pomocí tzv. „modelové impedance“ • Modelovou impedancí mohou být přímo impedance Z1 a Z2 v součtovém členu
Kompenzace stejnosměrné složky • časový průběh proudu lze popsat rovnicí: • úbytek napětí na impedanci Z1
Kompenzace stejnosměrné složky • Dosadíme-li za proud dostaneme: • pro odstranění stejnosměrné složky musí být • ...časové konstanty zkratového proudua modelové impedance jsou stejné
Kompenzace stejnosměrné složky • pak lze napsat
Nastavování měřících členů distančních ochran • provádí se zpravidla se třemi až čtyřmi stupni s časovým odstupňováním pro selektivní působení • při nastavování dosahu jednotlivých stupňů musíme brát v úvahu rozlišovací schopnost (přesnost ΔZ) měřícího impedančního členu, přesnost jistících transformátorů, přesnost určení parametrů vedení, uvažovaná chyba měření bývá v praxi zpravidla 10-20% nastavené impedance • zpoždění prvního členu je dáno časem ochrany (20 až 100ms) + doba vypínače • druhý a další stupeň je zpožděn o koordinační časový interval (0,3-0,5)s
Distanční ochrany • Nastavení ochrany v místě A • 1. rychlý stupeň: Z1 = kZAB , kde k je bezpečnostní koeficient jehož velikost závisí na očekávané přesnosti měření impedance a bývá 0,8 až 0,9 • 2. stupeň: Z2 = k(ZAB + kZBC) • 3. stupeň: Z3 = k[ZAB + k(ZBC + kZCD)] • 4. stupeň: dosah je dán citlivostí popudového členu ochrany • ZAB, ZBC, ZCD jsou sousledné impedance jednotlivých úseků
Distanční ochrany • Přepočet primárních hodnot
Distanční ochrany • !!! Pokud je možné oboustranné napájení, je nutné do uzlu nasadit dvě ochrany pro oba směry toku proudu !!!
Popudový člen a) nadproudový měřící člen b) impedanční měřící člen - mají charakteristiku „mho“ nebo „offset mho“. - bývají zpravidla ve všech třech fázích a v neutrále pro zachycení všech druhů zkratů - v izolovaných sítích stačí popudové členy pro zachycení trojpólových a dvojpólových zkratů pouze ve dvou fázích.
Nastavení popudových členů distančních ochran • - Nadproudové popudové členy se nastavují podle stejných zásad jako nadproudové nezávislé ochrany s tím, že je nutné uvažovat minimální zkratový proud kontrolou při všech druzích zkratu. • - Pro impedanční popud musí platit podmínka, že popudový člen nesmí působit při normálním provozu tj. • Umin - nejnižší očekávané napětí v normálním provozu (obvykle je Umin = 0,9 Un) • Imax - největší proud vedení (obvykle dovolené proudové zatížení vedení)
Nastavení popudových členů distančních ochran • Popudový člen musí být dále schopen zachytit zkraty v sousedním úseku, který ochrana zálohuje • kde kc - koeficient citlivosti a doporučuje se kc > 1,5 • Zk max - největší hodnota zkratové impedance měřená ochranou při zkratu na konci chráněného úseku
Příčiny nesprávného měření vzdálenosti poruchy • - přídavné napájení
Příčiny nesprávného měření vzdálenosti poruchy • Přechod jednoduchého vedení na dvojité (paralelní)
Příčiny nesprávného měření vzdálenosti poruchy • Vliv odporu oblouku při dvoustraně napájeném zkratu
Příčiny nesprávného měření vzdálenosti poruchy • vliv odbočky na vedení
Kompenzace při zemních zkratech • Trojpólový zkrat • Dvoupólový izolovaný
Kompenzace při zemních zkratech • Jednopólový zemní zkrat • Dvoupólový zemní zkrat
Hlavní výhody distančních ochran • a) Poměrně dobrá selektivnost působení • b) Malé zpoždění při likvidaci zkratů vzniklých v prvním stupni tj.80-90% délky chráněného úseku. Toto příznivě přispívá k udržení stability chodu elektrizační soustavy • c) Mnohem vyšší citlivost při zkratech než u nadproudových ochran
Nevýhody distančních ochran • a) Složitost ochrany a tím i vysoká cena • b) Reagují na kývání a přetížení. Nutno je vybavit závorou proti kývání či vhodnou konstrukcí charakteristik měřících členů. • c) Možnost chybné činnosti při ztrátě měřeného napětí. Nutno ji vybavit dodatečným blokováním při poruše jistícího transformátoru napětí • d) Při nastavení dosahu jednotlivých stupňů je přesnost měření částečně ovlivňována příčnými admitancemi vedení • e) Potíže při nastavování druhého a dalšího stupně při složitějších zapojeních sítě