 Védelmek és automatikák  7. előadás. Távolsági védelem.. 2012-2013 év, I. félév  Előadó: Póka Gyula

Távolsági védelem Általános tudnivalók Hurkolt hálózatra távvezetékeinek zárlatvédelmére kétféle védelem alkalmazható: távolsági védelem, amely lépcsős impedancia-idő karakterisztikájával és teljesítmény-irányreléjével alkalmas erre, és szakaszvédelem, amely a két végpont villamos mennyiségeit hasonlítja össze (differenciál-elvű védelem). A távolsági védelmet nagyfeszültségű hurkolt hálózatok távvezetékeinek zárlatvédelmére igen gyakran alkalmazzák, mivel irányításával és fokozatainak megfelelő beállításával szelektívvé tehető, és nem igényel összeköttetést (csatornát) a két oldal között [csak begyorsítására szoktak alkalmazni “igen/nem” védelmi parancsátvitelt (lásd később)] BME-VMT PÓKA GYULA 2

Távolsági védelem által védett távvezeték. Hurkolt hálózaton zárlat felléptekor mindkét (mindegyik) oldali megszakítót ki kell kapcsolni! BME-VMT PÓKA GYULA 3

Távolsági védelem lépcsős karakterisztikája AB BC harmadik fokozat második fokozat t t 3 2 első fokozat s1 , s2 , s’1 = maximális mérési hiba -s1 +s1 -s2 +s2 -s’1 t 2 B C önidő A önidő l kordináta rendszer: ha S ß t S = zárlati teljesítményirány à BME-VMT PÓKA GYULA 4

Séma a beállításszámításhoz. ZAB ZBC A V C B Xtr  a párhuzamosan kapcsolt transzformátorok eredője Beállítandó védelem S BME-VMT PÓKA GYULA 5

V védelem fokozatainak beállításszámítása. Első fokozat beállítási egyenlete:  (biztosan ne érjen át a következő [BC] távvezetékre) Második fokozat beállítási egyenletei: a.) minimum feltétel:  (biztosan elérjen a védett [AB] távvezeték végéig, azaz védje az első fokozattal nem védett szakaszt) b.) első maximum feltétel: (biztosan ne ütközzön a következő [BC] vezeték második fokozata elejével = első fokozata végével) c.) második maximum feltétel: (biztosan ne nyúljon át a B gyűjtősínre csatlakozó transzformátorokon [leágazásokra]) BME-VMT PÓKA GYULA 6

Mérőelem érzékelési egyenletei különböző zárlatfajtáknál Zm ZV I Zárlat helye ~ UG Im Védelem fel-szerelési helye Uvéd FN és 2FN zárlat: A UA véd=UAG-Im1Zm1-Im2Zm2-Im0Zm0=I1ZV1+I2ZV1+I0ZV0 ZV1-et kiemelve,és az áramokkal átosztva: ahol: A véd A Három egyenlet ciklikus fáziscserével

Mérőelem érzékelési egyenletei különböző zárlatfajtáknál ~ Zm ZV Védelem fel-szerelési helye Zárlat helye Im I UG Uvéd 2F zárlatnál: Mivel U1véd = Uh1 + I1.Z1, és U2véd= Uh2 + I2.Z2 továbbá 2F és 2FN zárlatnál: U1h= U2h ezekből: U1véd – U2véd = Z1.(I1 – I2) és így UCB= UC – UB = a.U1 – a2.U2 – a2.U1 – a.U2 = (a – a2).(U1véd – U2véd) azaz UCB = (a – a2).Z1.(I1 – I2) és mivel: IC – IB = a.I1 – a2.I2 – a2.I1 – a.I2 = (a – a2).(I1 – I2) Így Három egyenlet ciklikus fáziscserével

Szétválasztás: 3.Io> jelenléte vagy hiánya Mérőelem érzékelési egyenletei különböző zárlatfajtáknál FN és 2FN zárlat esetén tehát: ahol: A véd A 3-3 egyenlet ciklikus fáziscserével 3F, 2F és 2FN zárlat esetén tehát: C B Szétválasztás: 3.Io> jelenléte vagy hiánya

Elektromechanikus távolsági védelem felépítése. Mérő elem Ébresztő elemek Ki- vá- lasz- tó rend- szer Teljesítmény- irányelem Parancsvégre- hajtó elem Többlépcsős időrelé 3Io > rel é KI 0000 végkioldás megszakítóra kioldás mér őelem-fokozatátkapcsolás BME-VMT PÓKA GYULA 10

Elektronikus és digitális távolsági védelem felépítése. Több fokozat irányváltással A mérőelemek poligon karakterisztikájuak EVA esetén fáziskiválasztás is 3I0> Első fokozati mérőelemek AB BC CA A0 B0 C0 Második fokozati mérőelemek önidő t2 3I0> engedélyezés Harmadik, negyedik, stb. fokozati mérőelemek (hasonló felépítésűek, mint a második fokozat) t3, t4, stb. Parancs-végrehajtó elem Megszakító kioldás Időrelék KI Kimenő relék BME-VMT PÓKA GYULA 11

Ív- (és HIBA-) ellenállás miatt bŐvített impedancia-terület, amit a távolsági védelem mérőelemének érzékelni kell! védett elem impedancia-iránya jX betáplálási torzítási tényező: ζ = Izárl/Ivéd ˝ RÍV A védelem és a zárlat helye közötti impedancia Zeredő R BME-VMT PÓKA GYULA 12

Külön mérő- és irányelem komplex karakterisztikája jX RETESZEL második fokozat karakterisztikája első fokozat karakterisztikája KIOLD (impedancia-körkarakterisztika) R irányelem védendő távvezeték impedancia-iránya mérőelemek: második fokozat határa VEZETÉK VÉGE első fokozat határa Ívkompenzálás R tengely irányába eltolt kör-karakterisztikával BME-VMT PÓKA GYULA 13

Mérőelem MHO karakterisztikája BME-VMT PÓKA GYULA 14

Poligon karakterisztika PÓKA GYULA 15

Távvezeték impedanciaszöge Módosított poligon karakterisztika Üzemi terhelés nagyobb lehet Lengési érzékenység kisebb lesz betáplálási torzítási tényező: ζ = Izárl/Ivéd miatt ledöntés jX R Távvezeték impedanciaszöge Üzemi terhelés területe BME-VMT PÓKA GYULA 16

Különböző karakterisztikák lengésérzékenysége . . . . BME-VMT PÓKA GYULA 17

Áramváltók szekunder köreinek bekötése. BME-VMT PÓKA GYULA 18

Áramváltók polaritásának ellenőrzése. + BME-VMT PÓKA GYULA 19

Reed relé túlfeszültség-csökkentő köre. megszakító kioldó tekercs C E R védelem belseje – KI + BME-VMT PÓKA GYULA 20

V É G E ! BME-VMT PÓKA GYULA 21