9-Vikavirtasuojaus
BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Vikavirtasuojaus BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Vikavirtasuojaus Vika- ja häiriötilanteita – – – – – – oikosulut maasulut ylikuormitus epäsymmetrinen kuorma kytkentätilanteet tehovajaus ja tehoheilahtelut Seurauksia: – – – – – lämpeneminen mekaaninen rasitus hengenvaara sähkön laadun huonontuminen stabiilisuusongelmia Lappeenranta University of Technology 2 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Vikavirtasuojaus Suojarele – – – – mittaa ja tarkkailee havahtuu palautuu toimii Perusrakenteet – – – – ensiörele sähkömekaaninen rele ensiö/toisiorele sähkömekaaninen rele staattiset releet numeeriset releet staattinen rele numeerinen rele3 Lappeenranta University of Technology BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Vikavirtasuojaus Suojauksen filosofia – – – – aukoton selektiivinen luotettava (varasuojaus) edullinen Suojauksen suunnittelu vaatii mm. – tehonjakolaskelmia – vikavirtalaskelmia – stabiilisuuslaskelmia Lappeenranta University of Technology 4 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Vikavirtasuojaus … Tuulivoimapuisto Siirtoverkon suojaus (distanssirele) Muuntajasuojaus (differentiaalirele) Muuntajasuojaus Generaattori- ja moottorisuojaus Lappeenranta University of Technology 5 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Vikavirtasuojaus DC/AC 20 kV maastokatkaisija Hajautettua tuotantoa 20/0.4 kV 110 kV syötön suojaus … Johtolähtösuoja Valokaarisuoja Muuntajasuojaus - Differentiaalirele - Kaasurele - Käämikytkimen painerele - Käämin lämpötila - Öljyn lämpötila - Öljyn korkeus 20 kV syötön suojaus Apusähkösuoja Pienjännitejohtolähtösulakesuojaus Kiskosuoja - Ylijännite, alijännite - Nollajännite (maasulkusuojaus) - Maasulkuvirta (maasulkusuojaus) - Ylivirta - Jälleenkytkentä - Ylitaajuus, alitaajuus.. Lappeenranta University of Technology 6 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Sähkömarkkinalaboratorio, releopetustaulu Lappeenranta University of Technology 7 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Sähkömarkkinalaboratorio, releopetustaulu Lappeenranta University of Technology 8 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Releet Sähkömekaaniset releet – Staattiset releet energia mittamuuntajista (suuri taakka) liikkuvia osia (huolto, hitaus) tehollisarvomittaus huono asettelutarkkuus (suuri porrastus) yleisiä vielä maailmalla uusinakin releinä – Numeeriset releet, nykytekniikkaa – – – – – – – – – – – – – – välivaiheen releitä (sähkömekaaninen numeerinen) energia apusähköyksiköstä nopeita tarkkoja laaja asettelualue vähäinen tilantarve prosessointikyky muistia tietoliikennetoiminnot (integrointi) mittaus- ja rekisteröintitoimintoja hetkellisarvomittaus + laskenta runsaasti asetteluparametreja itsevalvonta Lappeenranta University of Technology 9 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Erilaiset reletyypit ylivirtarele, toimii virran ylittäessä asettelun yli- ja alijänniterele, toimivat jännitteen ylittäessä/alittaessa asettelun taajuusrele, esim. valtakunnallinen tehonvajaussuojaus epäsymmetriarele, vinokuormitus (virrassa myötäkomponentin lisäksi vastakomponentti muodostaa koneissa vastustavaa vääntömomenttia, tärinää, ylijännitettä, ylikuumenemista) vertorele, erovirtojen mittaamiseen perustuva distanssirele, vikapaikan etäisyyden mittaamiseen perustuva suuntarele, virta + virran ja jännitteen välinen kulma (esim. maasulkusuojaus) tehorele, esim. takatehorele, joka estää generaattorin käymisen moottorina Lappeenranta University of Technology 10 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi t Ylivirtareleet 2 3 hetkellinen ylivirtarele (1) 1 I 0 toimii lisäviiveettä kun virta ylittää asetteluarvon vakioaikaylivirtarele (2) aika voidaan asetella, toiminta-aika riippumaton ylivirran suuruudesta käänteisaikaylivirtarele (3) toimii sitä nopeammin, mitä enemmän virta ylittää releeseen asetellun toimintaarvon lämpörele (suojattavan kohteen lämpenemämalli) rele selvittää kuormitusvirrasta kohteen lämpötilan, voidaan ottaa ympäristön lämpötilan vaikutus huomioon (käyttö: erityisesti generaattorit ja moottorit) ylivirtareleiden oikea asettelu edellyttää pienimpien ja suurimpien oikosulkuvirtojen tuntemista Releet asetellaan muutosoikosulkuvirran Ik’ mukaan Lappeenranta University of Technology 11 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Differentiaalireleet (vertorele) virtojen, jännitteiden tai vaihekulmien vertailu haasteena normaalien tapahtumien ja vikojen erottelukyky, esim. muuntajan tyhjäkäyntivirta muuntajan kytkentäsysäysvirta muuntosuhde ja kytkentäryhmä ei voi toimia varasuojana muuntajat, generaattorit, johdot, kiskostot 1 1 I1 I2 A Id = I 1 – I2 Lappeenranta University of Technology 2 H 12 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Distanssireleet Mittaavat releen ja vikapaikan välistä impedanssi – jännite Uv – virta I Z = U/I jX A Z Havahtuminen, kun L O R – ylivirtaelin toimii – ali-impedanssielin toimii – toimintakarakteristika, Zasettelu Soveltuu silmukkaverkon oikosulku- ja maasulkusuojaukseen (pienet vikaresistanssit) Havahtuminen 3 A U U 2 1 I I Lappeenranta University of Technology 13 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Distanssireleen toimintavyöhykkeet toiminta-aika havahtuminen 3. vyöhyke 2. vyöhyke 1. vyöhyke B A A 1. vyöhyke 2. vyöhyke 3. vyöhyke havahtuminen C D B E C F D E F toiminta-aika Distanssireleen vyöhykkeiden asettelu Vyöhyke Hidastus Ulottuma 1 1 0s 2 0,4 s 3 1s Sitä seuraavan johdon alueelle hav. 5s Niin laajalle kuin kuormitus sallii 85 % suojattavasta johdosta 1> 120 % suojattavasta sekä 50 % <1< 85 % seuraavasta johdosta 1) Lappeenranta University of Technology 1) Jos vasta-asemalta lähtee useita johtoja, kuten tavallista, tarkastellaan lyhintä asemalta lähtevää johtoa, jottei selektiivisyys vaarantuisi. 14 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Apuyhteysvertoreleet Johtosuojauksessa, kilometreistä kymmeniin (tarvitaan apuyhteys) Releet keskustelevat keskenään, vaatii tiedonsiirtoyhteyden (linkki, sähköverkko, ymv.) Mahdollistaa nopean laukaisun Tiedonsiirtotien häiriöt otettava huomioon – jännitteenalenema – kapasitanssit – viive (radiolinkkiyhteys, aikaleimat) Lappeenranta University of Technology 15 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Kantaverkon johtosuojaus Suojauksen nopeus kriittinen stabiiliuden kannalta Viallinen verkon osa tulee erottaa muusta verkosta nopeasti, luotettavasti ja selektiivisesti Maasulkusuojauksen nopeusvaatimukset myös vaarajännitteistä 400 kV ja 200 kV verkot tehollisesti maadoitettu 110 kV verkko osittain maadoitettu Siirtoverkko on silmukoitu Suojaus toteutetaan pääasiassa distanssireleillä Suojareleet ovat pääsääntöisesti laukaisevia Lappeenranta University of Technology 16 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Jälleenkytkennät Avojohtojen vikavirtasuojauksen yhteydessä käytetään lähes poikkeuksetta jälleenkytkentöjä; pikajälleenkytkentä, aikajälleenkytkentä. tavoitteena on, että valokaarivioissa lyhyen jännitteettömän ajan aikana valokaari sammuu (vika poistuu) ja verkko saadaan nopeasti uudelleen käyttöön Esimerkki PJK/AJK toiminnasta Ik PJK t1 0,1 0,2 AJK t/s t’ + 0,1 t0 t2 120 t’ + 0,1 t ’ = releeseen aseteltava laukaisun aikahidastus PJK = pikajälleenkytkentä AJK = aikajälleenkytkentä Lappeenranta University of Technology 17 BL20A0700 Sähköverkkotekniikan peruskurssi Muuntajien suojaus Ylivirtasuojaus Differentiaalisuoja Lämpötilan mittaus Kaasurele Kaasuanalyysi Lappeenranta University of Technology 18
© Copyright 2024