Princíp diferenčnej ochrany

Na zabezpečenie dlhodobej prevádzky elektrického zariadenia sa používajú rôzne typy ochrany. Diferenciálna ochrana je široko používaná kvôli vysokej rýchlosti. Používa sa v sieťach s tlmeným neutrálom pre bezpečnú prevádzku elektrických vedení, elektromotorov, prefabrikátov, transformátorov, autotransformátorov a generátorov zo skratov, ako aj pre domáce použitie.

Typy a funkcie práce

Ochrana rozdiel je druh prenos, ktorý sa líši absolútnu selektivita a veľmi vysokou rýchlosťou odozvy. Existujú také typy deformácií: priečne a pozdĺžne. Výberom vhodného difzaschity priamo závisí od konkrétnej situácie, ale aby bolo možné správne aplikovať, je potrebné vedieť, v ktorých prípadoch sa uplatňuje princíp činnosti, rovnako ako veľké nevýhody a obmedzenia.

Pozdĺžna ochrana

Pozdĺžna difúzna ochrana musí byť inštalovaná v úlohe hlavnej pre ochranu silných transformátorov a autotransformátorov.

Základné požiadavky:

1. Jednoduché transformátory a autotransformátory s kapacitou 6300 kVA.
2. Súčasne pracujú transformátory a autotransformátory s kapacitou 4000 kVA.
3. Spoľahlivé a bezhlučné komunikačné spojenie medzi 2 transformátormi.
4. Transformátory a autotransformátory s výkonom 1000 kVA (prúdové obmedzenie nemôže dosiahnuť požadovanú citlivosť v prípade skratu na vysokonapäťových svorkách, maximálna ochrana by nemala presiahnuť 0,5 sekundy).

Schéma 1 - Pozdĺžna diferenciálna ochrana transformátora:

Princípom fungovania diferenciálnej ochrany je porovnanie hodnôt fázových prúdov prechádzajúcich cez chránené úseky príslušných vedení. Používajú sa prúdové transformátory, ktoré slúžia na meranie prúdovej sily na chránenom úseku obvodu. Sekundárne vinutia týchto transformátorov sú prepojené s prúdovými relé, v dôsledku čoho sa aktuálny rozdiel aplikuje na reléové vinutie.

Počas bežnej prevádzky bude aktuálny rozdiel v obvode prúdového relé nulový. Avšak v prípade skratu by navíjanie relé nebolo ovplyvnené rozdielom, ale súčtom prúdov. Reléové kontakty sú zatvorené a vydaný príkaz na úplné vypnutie poškodenej časti obvodu.

To všetko funguje iba teoreticky. V skutočnom prípade preteká prúd cez reléovú cievku, ktorá nie je rovná nule. Tento prúd sa nazýva nesúladový prúd.

Hlavné príčiny vzniku nevyváženého prúdu na relé navíjacieho prúdu:

1. Vlastnosti prúdových transformátorov majú často mierne odlišné charakteristiky. Vo výrobnom závode sú uvoľnené v pároch, skôr skontrolované a upravené ich vlastnosti (zmeny v počte závitov vinutia, aby v súlade s pomerom dodržiavanie transformátor má byť chránený).
2. Výskyt magnetizačného prúdu, ktorý sa objavuje vo vinutíach chráneného transformátora. V normálnom režime dosiahne hodnota tohto prúdu až 5% nominálnej hodnoty. Keď transformátor pracuje vo voľnobehu, tento prúd môže krátkodobo prekročiť nominálnu hodnotu niekoľkokrát.
3. Rôzne pripojenia primárneho a sekundárneho vinutia transformátora (hviezda a delta). Pri tejto interpretácii bude aktuálny vektor v primárnom a sekundárnom vinutí vyrovnaný o 30 stupňov, čo sťažuje výber počtu závitov. To možno ľahko kompenzovať pripojením vinutia správne (na strane hviezdy, sú spojené trojuholníkom a na strane trojuholníka hviezdou).

Je potrebné vziať do úvahy, že moderné zariadenia postavené na základe mikroprocesorov sú schopné samy kompenzovať, a preto je potrebné jednoducho špecifikovať nastavenia tohto zariadenia.

Priečna ochrana

Použiteľné len pre vedenie vysokého napätia. Priečna diferenciálna ochrana vyberá a odpojuje jednu poškodenú čiaru.

Skladá sa z aktuálneho relé, ktoré je pripojené, ako v prípade pozdĺžnej diferenciálnej ochrany, od zodpovedajúceho oddielu k rozdielu prúdov.

Prúd je privádzaný do relé cez sériovo prepojené kontakty na automatické odstránenie ochrany, keď je problémová linka odpojená, aby sa zabránilo jej činnosti počas skratu (skrat). Krútiaci moment na relé smeru napájania závisí priamo od prúdu, napätia a tiež od uhlu medzi týmito vektorovými veličinami.

V prípade skratu bude aktuálna hodnota na jednej z čiar väčšia ako druhá a prúd v relé bude mať rovnaký smer ako v prvom riadku. V dôsledku toho relé zatvorí svoj kontakt (intenzita prúdu je dostatočná na to, aby pritiahla jadro) a odmrazovač odreže linku s vyššou hodnotou prúdu. To isté sa stane, keď sa v druhom riadku zobrazí menovitá hodnota prúdu, ale otvorí sa ďalšia skupina stykačov.

Schéma 2 - Priečna diferenciálna ochrana transformátora

Princíp priečnej ochrany je približne rovnaký ako pozdĺžny, ale existuje hlavný rozdiel: prúdové transformátory by mali byť inštalované na koncoch jednotlivých vedení, ktoré sú spojené s touto časťou.

Výhody a nevýhody

Napriek širokej aplikácii kvôli vysokej rýchlosti prevádzky každý typ diferenciálnej ochrany má svoje výhody a nevýhody.

Výhody pozdĺžnej ochrany diferenciálu:

1. Absolútna selektivita.
2. Schopnosť používať s inými typmi ochrany.
3. Výborná pre elektrické vedenia (LEP) krátkej dĺžky.
4. Bezodkladné deaktivovanie núdzovej siete.

Nevýhody pozdĺžnej ochrany zahŕňajú:

1. Efektívnosť návrhu dlhých elektrických vedení je znížená.
2. Pre nastavenie ochrany diferenciálu sú potrebné zariadenia na monitorovanie poruchy pomocných vodičov.
3. Vznik prúdu nevyváženosti.
4. Vysoké náklady pri používaní relé (relé s brzdením).
5. Veľmi zložitá implementácia (navyše komunikačné linky sú postavené pre transformátory prúdu).

Výhody priečnej diferenciálnej ochrany:

1. Vysoká selektivita (100%).
2. Neovplyvňuje činnosť iných relé v obvodoch.
3. Okamžité spúšťanie.

Nevýhody priečnej ochrany:

1. Po uvedení do prevádzky je potrebné reštartovať ochranu.
2. Nepoužíva sa vo forme základnej a jedinej ochrany.
3. Je potrebné brať do úvahy mŕtve zóny, ktoré sú niekoľko.
4. Nie je možné chrániť konce linky a zbernicu rozvodne.
5. Nedá sa určiť umiestnenie skratu.
6. Nevzťahuje sa na elektrické vedenia, kde je potrebné len odpojiť poškodené oblasti.
7. Nie je použiteľné s ističom.
8. Je potrebné úplne odpojiť vedenie od poškodenia.

Aplikácia v každodennom živote

Tieto typy ochrany môžu byť použité pre obytné budovy v sieťach od 230 do 400 voltov, ale tieto zariadenia sa nazývajú dvojfázové zariadenia. Sú to dva typy: diferenciálne automaty a zariadenia na zvyškové prúdy. Zásada ich konania je založená na dôsledku zákona Kirchhoffa (I zákona), ktorý zahŕňa nasledujúce pravidlo: hodnoty prichádzajúcich a odchádzajúcich prúdov by mali byť rovnaké. Ak sa generuje zvodový prúd, hodnoty sa nezhodujú a chránená časť je odpojená.

Hlavné príčiny únikového prúdu:

1. Dotýkanie sa častí zariadení, ktoré sú pod záťažou osoby alebo zvierat.
2. Poruchy izolácie elektrického vedenia alebo linky zariadenia.

V niektorých prípadoch sa spúšťa automatizácia (Diphapark), keď nie je žiadna záťaž (pripojené spotrebiče elektrickej energie). Hlavnou príčinou je nesprávna funkcia prístroja alebo únik prúdu v samotnej skrinke. Ak je však zariadenie funkčné, potom je v tomto prípade nutné úplne vypnúť všetky zariadenia po dvojfázovom zariadení a všetky prvky obvodu sa skontrolujú, či sú poškodené. Na výber diferenciálnej ochrany je potrebné brať do úvahy miestnosti a vlastnosti elektrických obvodov, ktoré sa majú chrániť.

Diferenčná ochrana je najlepšou voľbou pre byty s elektroinštaláciou bez uzemnenia. Pre zaistenie maximálnej účinnosti nevyhnutné, aby ochrana 3 úrovni (viac zariadení 10, 30 i100-300mA).

Na zaistenie bezpečnosti sa musí skontrolovať stlačením tlačidla "Test" najmenej 2 krát za mesiac, najlepšie v pravidelných intervaloch.

Difavatus - lepšia ochrana, ktorá vykonáva funkcie RCD a prepínača. Ak existuje generátor v obytnej budove, ktorá je široko používaná, môže sa na ňu použiť aj tento typ ochrany. Obvod obsahuje prúdové relé, ktoré je pripojené k prúdovému transformátoru. Relé musí byť namontované na stator medzi nulovými bodmi a hviezdou. Pri bežnej prevádzke ochrana nefunguje, ale keď dôjde k poruche v obraze, objaví sa rozdiel v magnetickom toku relé a ochrana sa spustí.

Môže sa použiť aj difúzna ochrana a na ochranu pred viacfázovými poruchami. Aby ste to dosiahli, musíte si zakúpiť špeciálne dvojfázové zariadenie na viacfázovú ochranu.

Zvyšovanie účinnosti diferenciálnej ochrany

Napriek obrovskému množstvu výhod oproti iným typom ochrany vyžaduje diferenciálna ochrana zvýšenie efektívnosti jej prevádzky v núdzovej situácii pri prevádzke generátorov. Za týmto účelom je potrebné dodržať nasledujúce pravidlá:

1. Spínanie prídavných rezistorov na meranie prúdových relé.
2. Minimalizácia aperiodických veličín a nastavenie obmedzení pre prechodné prúdy nevyváženosti.
3. Aplikácia relé s oneskoreným časom odozvy.

Tak difzaschita široko používa na zabezpečenie stabilnej prevádzky elektrických zariadení a elektrické prenosové vedenie, ochranu pred požiarmi a požiarmi, nepredvídateľné finančné náklady, ako aj pre zachovanie ľudského života a zdravia.