Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

PÓKA GYULA 1 BME-VMT  Védelmek és automatikák  6. előadás. Differenciál-elvű védelmek. Differenciálvédelem és szakaszvédelem. Transzformátor differenciálvédelem.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "PÓKA GYULA 1 BME-VMT  Védelmek és automatikák  6. előadás. Differenciál-elvű védelmek. Differenciálvédelem és szakaszvédelem. Transzformátor differenciálvédelem."— Előadás másolata:

1 PÓKA GYULA 1 BME-VMT  Védelmek és automatikák  6. előadás. Differenciál-elvű védelmek. Differenciálvédelem és szakaszvédelem. Transzformátor differenciálvédelem  Előadó: Póka Gyula év, I. félév

2 PÓKA GYULA 2 BME-VMT Differenciál-elvű védelmek

3 PÓKA GYULA 3 BME-VMT Differenciál-elvű védelmek Differenciál-elvű védelmek (Differential Protection, Differencialschutz) Három alapvető tulajdonság: 1.) minden belső zárlatra pillanatműködésű (t = 0): mert határai egzaktak 2.) külső zárlatra érzéketlen: nem ad rá tartalékvédelmet 3.) a védett elem két (vagy több) végpontja között információs összeköttetést (csatornát) igényel Mennyiségek, amelyeket összehasonlít: a.) áramok összegezése (Kirchhoff I.) (k.dia) b.) áramirány-összehasonlítás (k.dia) c.) teljesítményirány-összehasonlítás (k.dia) d.) távolsági védelmek mérésössze- hasonlítása (lásd később a védelmi parancs-átvitelnél) Két alapvető csoport differenciálszakasz- védelem: védelem: a végpontok azonos különböző állomásban vannak Lényege: a védett elem két (vagy több) végpontján uralkodó villamos mennyiségek összehasonlítása útján dönt  belső vagy külső

4 PÓKA GYULA 4 BME-VMT Differenciál-elvű védelmek csatornái. Differenciálvédelemnél: végpontok saját állomáson belül. Csatorna: maga az állomási szekunderezés (újabban néha fénykábel) Differenciálvédelem alapkapcsolása: belső zárlatkülső zárlat Külső:I>=0 Klasszikus differenciálvédelem, belső és külső zárlat. 1.) Kirchhoff I. törvénye: 2.) Áramirány-össze- hasonlítás elve. Védett objektum XXXXXXXXXX XXXXXXXXXX XXXXXXXXXX.. NF GÉP CSATORNA HULLÁMZÁR MSZ Vivőfrekvenciás összeköttetés (40…500 kHz) CSATOLÓ- KONDENZÁTOR x Szakaszvédelemnél: (Line Differential Protection, Pilot Wire Protection, Phase Comparison Protection, Streckenschutz) végpontok különböző állomáson. Csatorna: .) kábel (erősáramú, postai) .) vivőfrekvenciás csatorna .) mikrohullámú összeköttetés .) fénykábel (pl. védővezetőben) Belső:I>=Iz

5 PÓKA GYULA 5 BME-VMT Stabilizálás, fékezés. Stabilizálás (fékezés) módszerei: 1.) Nagy árambeállítás  I> beállítás = nagy érték. PROBLÉMA: Kirchhoff I. törvénye csak akkor igaz, ha az áramváltók pontosan képezik le a primer áramot a szekunder oldalra, nagyságra, alakra és szögre egyaránt. Fékezés megvalósítása fázisáramokkal (az F-tekercsekkel): 2.) Áramirány-stabilizálás. Pl.:  I  +  I A .  I B .cos    I> be (  : fázisszög I A és I B között, pozitív irányok befelé) 3.) Fékezéses stabilizálás. Pl.:  I  .(  I A  +  I B  +  I C  + …)   I> be, vagy két végpont esetén:  I  .  I A  I B    I> be (részletesen most következik). 4.) Nagyimpedanciájú differenciálvédelem (részletesen később).

6 PÓKA GYULA 6 BME-VMT Lineáris és nemlineáris fékezés I hiba IZIZ I szek I’ p r ITIT Idealizált áramváltó- karakterisztika. Fékezéssel stabilizált karakterisztika I fékező  I A  +  I B  +… 2xI T ITIT I kioldó  I,  I Külső zárlat, nem egyező áramváltó-áttétel Külső zárlat, egyező áramváltó-áttétel I ALAP BELSŐ ZÁRLAT VONALA KIOLD RETESZEL KÜLSŐ ZÁRLAT TERÜLETE Lineáris karakterisztika I HATÁR RETESZEL KIOLD Törés- pontok NEMLINEÁRIS KARAKTERISZTIKA

7 PÓKA GYULA 7 BME-VMT A lineáris és nemlineáris fékezés viszonyai és feltételei.

8 PÓKA GYULA 8 BME-VMT A PROTECTA által gyártott differenciál- védelem kioldási karakterisz- tikái.

9 PÓKA GYULA 9 BME-VMT Nagyimpedanciájú differenciálvédelem. U> R F feszültség- függő ellenállások R C Differenciál-relé II II Önálló áramváltó-magot igényel (belső zárlat: U M  ). ID’ID’ ID’ID’ IA’IA’ IB’IB’IC’IC’ ZRZR ZgZg IgIg D áramváltó Diff.relé  I védett objektum Diff.relé  I A B C D Többvégpontú (többlábú) differenciálvédelem Külső közeli zárlat a D leágazáson. Beállítási egyenletek: (Z R  nagy,  I>  U>) Ki kell számítani az U M mértékadó feszültséget: Pl.: U M =. .(R V + R SZ ) 100 V U beállítás  2xU M 200 V U fesz.függő ell.  2xU beállítás 400 V U ÁV könyök > U fesz.függő ell. 600 V R V R SZ U M = I’zmax. .(R V + R SZ )  I=I h

10 PÓKA GYULA 10 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem.

11 PÓKA GYULA 11 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem. 1.) Külön differenciálvédelem a nagyfeszültségű, és külön a szekunder oldali tekercselésekre. II II Nagyimpedanciájú tr. diff. védelem 2.) Egyetlen differenciálvédelem a transzformátor mindkét (mindhárom) tekercsére II II Kéttekercselésű tr. diff. védelemHáromtekercselésű tr. diff. védelem áramváltó- csoport

12 PÓKA GYULA 12 BME-VMT Nagyimpedanciájú transzformátor differenciálvédelem. Áramváltó-áttételek kötöttsége: külön a primer és külön a szekunder oldal áramváltói azonos áttételűek legyenek. Például: kV: 1200/1 A 10,5 kV: 3000/1 A 10,5 kV dada dbdb dcdc abcabc Pl.: 400/120/10,5 kV-os boostertranszformátor P n = 250/250/50 MVA, I n = 361/1146/2749 A áramváltó DADA DBDB DCDC ABCABC 400 kV c b a 120 kV DBDB differenciál- relék

13 PÓKA GYULA 13 BME-VMT U t t [Vs]  2  max  max U=U max (sinωt) (bekapcsolás a legkedvezőtlenebb időpontban) Hibás megszólalást okozhat  mert a bekapcsolási áramlökés csak az egyik lezáró áramváltó-csoporton folyik át. Görbealak az aszimmetrikus telítés miatt (következő dián): I g gerjesztőáram szinuszos görbéjének minden második (pl. pozitív) félhullámához csúcsosan kiugró lökés adódik. Transzformátor differenciálvédelem problémái. 1.) Bekapcsolási áramlökés (A.)

14 PÓKA GYULA 14 BME-VMT Bekapcsolási áramlökés alakja Aszimmetrikus telítés igig i i, Φ Φ Φ ΦeΦe t’ i’ t i

15 PÓKA GYULA 15 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem problémái. 1.) Bekapcsolási áramlökés (B.) Megoldások a hibás megszólalás elkerülésére: A.) Galvanikusan összetartozó részekre bontás + nagy impedan- ciájú differenciálvédelem alkalmazása. B.) Második harmonikus reteszelés vagy fékezés: C.) Egyenirányítás után: Minden félhullám nagy: zárlat. Csak minden második félhullám nagy: bekapcsolási áramlökés. D.) Nagymértékű érzéketlenítés: elektromechanikus:  (3…3,5).I tr n, elektronikus:  (6…8).I tr n ; Nem jó, mert: 1.) érzéketlen, 2.) néha belső zárlatra sem működik. E.) Késleltetés; nem jó, mert a differenciálvédelem legfőbb előnyét veszti el; hidegen hengerelt lemeznél lassú a csillapodás! ötödik harmonikus reteszelés vagy fékezés. ÉS MÉG: túlgerjesztett transzformátor okozta szimmetrikus telítés miatt:

16 PÓKA GYULA 16 BME-VMT Emlékeztető: II II Kéttekercselésű tr. diff. védelemHáromtekercselésű tr. diff. védelem áramváltó- csoport Egyetlen diff. védelem a transzformátor mindkét (mindhárom) tekercsére. Probléma: 1.) szögforgatás 2.) áttétel-kiegyenlítés

17 PÓKA GYULA 17 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem problémái. 2.) Szögforgatás. (A.) CSAK FÁZISBAN LÉVŐ ÁRAMOK HASONLÍTHATÓK ÖSSZE! Megoldás: „Szétválasztott” differenciálvédelem alkalmazása, VAGY a transzformátor áramait vissza kell forgatni. 2.) Transzformátorok kapcsolási csoportja: Y, D vagy Z és óraszám. Például: Y(o)d11 : primer csillag (+ földelt: o), szekunder delta kapcsolású, és az azonos fázisok közötti szögeltérés: Primer feszültség, 12 h Szekunder feszültség, 11 h 11 h u a 12 h U A Reálisan lehetséges kapcsolások: Dy1,Dy5,Dy7,Dy11,Dd0,Dd6,Dz0,Dz2, Dz4,Dz6,Dz8,Dz10,Yy0,Yy6,Yd1,Yd5, Yd7,Yd11, Yz1,Yz5,Yz7,Yz11 1.) Szögforgatást okoz / / a csillag/delta/zegzug kapcsolás: ha a két oldali kapcsolás nem azonos, Upr és Uszek, valamint Ipr és Iszek között (azonos) szögeltérés létezik.

18 PÓKA GYULA 18 BME-VMT Differenciálvédelmi elrendezés régebbi megoldás. Differen- ciál- védelem Á i =I pr /I sz á i =i pr /i sz m=U n /u n Á k =I kpr /I ksz á k =i kpr /i ksz Y/Y, Y/Δ, vagy  /Y A nagyfeszültségű áramváltó-tekercsek természetesen mindig csillagkapcsolásúak A négy áramváltó áttétele és kapcsolása a nyíl szerint értendő, a lehetséges kapcsolások primer/szekunder irányban: Az áramváltók megfelelő kapcsolásával a szögforgatást, megfelelő áttételével a transzformátor áttételét lehet kiegyenlíteni.

19 PÓKA GYULA 19 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem problémái. 2.) Szögforgatás. (B.) Módszer a visszaforgatásra az áramváltók szekunderében: 1.) Ciklikus fáziscsere (n x 120 o ), illetve polaritáscsere (180 o ) 2.) Csillag-kapcsolás (0 o ), illetve delta-kapcsolás (30 o ). Segítő szabály: A.) Ha a transzformátor kapcsolási csoportja páros: ÁV szekunder [sz/sz] legyen Y/Y vagy  /  + a fenti 1.) módszer. Például: 6 h  egyik (pl. kisebb feszültségű) oldalon polaritáscsere. 4 h  egy ciklikus fáziscsere (nx4 órát forgat). B.) Ha a transzformátor kapcsolási csoportja páratlan: ÁV szekunder [pr/sz] legyen Y/  vagy [sz/sz]  /Y+ a fenti 1.) módszer

20 PÓKA GYULA 20 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem problémái. 2.) Szögforgatás. Példa. (C.) ABCABC abcabc IAIBICIAIBIC iaibiciaibic UAUBUCUAUBUC u ac u ba u cb UAUA UBUB UCUC u ac azonos oszlopon uaua ubub ucuc 12 h U A 11 h u a Ii uU Pozitív irányok. u ba u cb Következő ábrán: csak a szekunder tekercsek

21 PÓKA GYULA 21 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem problémái. 2.) Szögforgatás. (D.) IAIBICIAIBIC IAIBICIAIBIC iaibiciaibic iaibiciaibic Diff.- védelem Diff.- védelem I A -I B iaia iaia i a -i c IAIA iaia -I B IAIA IAIA -i c iaia A B C Bármelyik kapcsolás jó. DE: ha egyik oldal földelt csillagpontú: ott kötelező a delta (hálózati FN zárlat miatt) (köv.dia) 21 „A” variáció„B” variáció a b c áramváltó szekunder tekercsek

22 PÓKA GYULA 22 BME-VMT Hálózati FN zárlat hatása 3I 0 Földelt csillag/delta transzformátor IZIZ IZIZ I = 0 IZIZ

23 PÓKA GYULA 23 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem problémái. 3.) Áttétel-kiegyenlítés (áramváltó-áttételek kötöttsége) Differen- ciál- védelem Á i =I pr /I sz á i =i pr /i sz m=U n /u n Á k =I kpr /I ksz á k =i kpr /i ksz Eredő áttétel számítása (áramváltó-áttételek kötöttsége): BME-VMT PÓKA GYULA 23 Áramváltó-áttételt meg kell szorozni az alábbival tényezővel (nyíl irányában véve) csillag/delta kapcsolás: delta/csillagkapcsolás: 3 3 1

24 PÓKA GYULA 24 BME-VMT Transzformátor differenciálvédelem problémái. 3.) Áttétel-kiegyenlítés (áramváltó-áttételek kötöttsége) II Példa: háromtekercselésű transzformátor differenciálvédelme. 2. módszer: áramazonosság számítása. I 1tr névleges i = I 1tr névleges.m 2 i = I 1tr névleges.m 1 m1m1 m2m2 Itt NEM az i 2tr névleges vagy i 3tr névleges, árammal, hanem a NAGYFESZÜLTSÉGŰ OLDALRÓL ÁTSZÁMÍTOTT árammal kell számolni! áramváltó- csoport m 1 = U NF /U KF1 m 2 = U NF /U KF2 NF KF1 KF2 A védelemnél kb. relé-névleges legyen (pl. 1 A) Ez itt az áramváltó-áttételek kötöttsége.

25 PÓKA GYULA 25 BME-VMT Transzformátor-differenciálvédelmi elrendezés megoldás numerikus védelmekre a mintavételezett áramértékek kombinált feldolgozása – a transzformátor kapcsolási csoportja miatti szögforgatás szögeltérését mátrix-transzformációval kiegyenlíteni Első paraméter: kapcsolási kód beállítása: Dy1, Dy5, Dy7, Dy11, Dd0, Dd6, Dz0, Dz2, Dz4, Dz6, Dz8, Dz10, Yy0, Yy6, Yd1, Yd5, Yd7, Yd11,Yz1,Yz5, Yz7, Yz11 a mintavételezett értékek arányos változtatása – a transzformátor és az áramváltók áttételét nagyságváltoztatással kiegyenlíteni Második paraméter: illesztési áram beállítása mindegyik oldalra: a transz- formátor áttételének és az áramváltók különböző áttételének kiegyenlítése. a földelt csillag/delta kapcsolású transzformátorok külső FN zárlatra rátáplálnak – ezért csillag-oldalon a védelemnek mindig delta kapcsolás szerint kell számolni

26 PÓKA GYULA 26 BME-VMT Gyűjtősín-differenciálvédelem. Külső zárlat áramképe. Lehet: nemlineáris fékezésű, áramirány-összehasonlító, nagyimpedanciájú.

27 PÓKA GYULA 27 BME-VMT SZAKASZVÉDELEM

28 PÓKA GYULA 28 BME-VMT Szakaszvédelem. Hasonlítás lehet: lineáris jel: áram, vagy a vele arányos feszültség nemlineáris jel: fázishelyzet, vagy félhullám (nagyság nélkül) logikai: zárlati teljesítmény, vagy távolsági védelmi jel (később) UxUx UyUy Külső zárlat: I x = I y, és így a hurokra: U x + U y = 0 IxIx IyIy U> Fesz. összehasonlító szak.véd. Kábel Z Z R R Párh. relékkel Kábel Alapvető problémák: 1.) csatorna igénye, 2.) mindkét oldalon kell kioldás, tehát kell relé. Lineáris jel: pl.: RR FF FF Soros relékkel Kábel F = fékező tekercs, R = diff.relé = R FF Kábel (csatorna) R FF Egy kábelér Z’=Z’= Nagy kábel- feszültség!

29 PÓKA GYULA 29 BME-VMT Fázis-össze- hasonlító szakasz- védelem. (Phase comparison protection) PÓKA GYULA 29 Nemlineáris jel: áram- fázishelyzet összehasonlítása (nagysága nélkül) + 3/1 fázisú átalakító

30 PÓKA GYULA 30 BME-VMT Numerikus (mikroprocesszoros, digitális) szakaszvédelem. Példaként jó megoldás: - ha fénykábel összeköttetést alkalmaz - ha mindhárom fázisáram pillanatértékét külön-külön hasonlítja - ha fékezést alkalmaz Mikroprocesszoros szakaszvédelem elvileg minden módszert használni tud.

31 PÓKA GYULA 31 BME-VMT V É G E ! BME-VMT


Letölteni ppt "PÓKA GYULA 1 BME-VMT  Védelmek és automatikák  6. előadás. Differenciál-elvű védelmek. Differenciálvédelem és szakaszvédelem. Transzformátor differenciálvédelem."

Hasonló előadás


Google Hirdetések