Mjerne veličine u relejnoj zaštiti

Tehnički Fakultet RijekaZavod za elektroenergetiku

Zaštitni releji

Prema mjernoj veličini na koju reagiraju dijele se na:Električne: struja, napon, frekvencija, snaga,

impedancijaNeelektrične: brzina vrtnje, tlak...

Struja kao mjerna veličina Primarni okidači: djeluju mehaničkim putem na

isključenje prekidača. Spojeni na primarnu vrijednost struje

Nadstrujni sekundarni releji: djeluju električnim putem na isključenje prekidača, spojeni su na sekundarnu stranu strujnih transformatora.

Prema vremenskoj karakteristici dijele se na: Trenutne nadstrujne Sa strujno nezavisnom vremenskom karakteristikom Sa strujno zavisnom vremenskom karakteristikom

Nadstrujni releji s vremenski nezavisnom karakteristikom

Prorađuju kad struja premaši podešenu vrijednost, a na isključenje djeluju na isteku podešenog vremenskog zatezanja

Ipog_max Ip

t

IIks

Područje djelovanja releja

Vremensko stupnjevanje

S1 S2 S3

tt2

t1

t0

R1 R2 R3

0,5s1,0s1,5s

Nadstrujni releji s vremenski zavisnom karakteristikom

Što je veća struja to je kraće vrijeme djelovanja

S1 S2 S3

t

t1

t2

R1 R2 R3

t

Kombinacija vremenskih karakteristika

Složena karakteristika u 2 stupnja

t>prema planu podešenja

t>>vlastito vrijeme releja

Ipog_max I>>

t

IIks

brzi nadstrujni član

I>

I>>

I>

t>>

t>

Brzi nadstrujni releji

I>> Od brzog nadstrujnog releja se očekuje da osjeti

minimalnu struju kvara na kraju štićene dionice, a da ne djeluje pri pojavi max. struje kvara na susjednim sabirnicama ili pojavi max pogonske struje

ks = 1,15 – 1,2

)max( sabirnicesusjedneKSspod IkI

Podešenje trenutne nadstrujne zaštite

Izračunati struju 3pKS na mjestu KS, ako je kvar na 75% voda. Koliko je potrebno udešenje nadstrujnog releja R1?

Max. pogonska struja voda 450A, ks = 1,2

KSR1

50MVAXd=25%

50MVAXd=10%

100kV

l=40kmxd=16W

l=50kmxd=20 W

Podešenja nadstrujnih releja

U relej se dovode fazne vrijednosti struja

pi = prijenosni omjer ST

I>

R S T

Spoj nadstrujnog releja za višepolne kvarove na ST

pi

Podešenje za višepolne kvarove (I>, t)

Ipog,max<Ipod<Ik,min

,max ,mins pog kpod

pov os pov

k I II

k k k

Ipog_max Ip

t

IIks

osjetljivostsigurnost

tpod

kpov < 1 (0.9 – 0.95) ks 1.4 kos 1.2

Podešenja nadstrujnih releja Spoj nadstrujnog releja za jednopolne

kvarove

I0>

R S T U relej se dovodi nulta struja

pi = prijenosni omjer STpi

Nadstrujni releji za nultu struju Podešenje releja za nultu struju

R

1,min00,

,max kspod

pov os pov

Ik II

k k k

kpov< 1 (0.9 – 0.95) ks 1.1 kos 1.2

Strujno stupnjevanje radijalne mreže

250MVA11kV

2kmz=0.12ohm/km

2kmz=0.2ohm/km

4MVA11/3.3 kV

7%

KS1 KS2 KS3 KS4

A B C

200m

Strujno stupnjevanje zasniva se na činjenici da se struja kvara mijenja ovisno o položaju mjesta kvara

Vremensko podešavanje nadstrujne zaštite - radijalna mreža

110kV

35kV

10kV

2s

0,5s

0,5s

2,5s3,0s

1,0s

0,5s1,0s

1,0s

3,5s

I>>

0,1s

1,5s

2,0s

...

Usmjereni releji

Releje usmjerimo da djeluju uz određeni smjer struje

Koristi se u zamkastim mrežama i radijalnim mrežama sa višestrukim vodovima

Potrebni releji s obje strane voda

Radijalna mreža s višestrukim vodovima

Mreža s napajanjem s obje strane – zamkasta mreža

S1 S2 S3 S4

R2

0.4s

R5

0.4s

R1

1.2s

R3

0.8s

R6

1.2s

R4

0.8s

K1 K2

U prsten spojena mreža s jednostrukim napajanjem

Nadstrujna zaštita mreže

Izračunati strujna podešenja za višepolne kvarove

Vremenski podesiti releje (promotriti slučaj zatvaranja petlje na sabirnicama C)

Utvrditi mogućnost ugradnje brzog nadstrujnih releja (I>>) u vod 3 (Zv3 = 0,4 W/km; Ik3max v3 = 959 A).

T1 T2

110 kV

35 kVA

B

C

D

300/5 200/5

200/5200/5

1 2

43

KS1

KS2 KS4

KS5

KS3

Nadstrujna zaštita mreže

MJESTO KS Ik3, max A

1 2773

2 1410

3 808

4 1210

5 818

VOD L(km) Ipog,max(A)

1 13,3 210

2 17,5 230

3 18,6 140

4 13,9 110

Nadstrujna zaštita mreže35 kV

A

B

C

D

1,7 s

1 2

43

10 kV10 kV

10 kV

1,7 s

1,3 s 1,3 s0,9 s

0,9 s

0,9 s

0,5 s

0,5 s

0,5 s

10 kV

0,9 s

0,5 s

Nadstrujna zaštita mreže

2,1 s

A B

D

2,1 s0,5 s

0,5 s

0,5 s 0,5 s

0,5 s 1,7 s 1,7 s1,3 s 1,3 s

0,9 s

0,9 s 0,9 s

C

0,5 s

0,9 s

A