- Uređaj i princip rada
- Izračun trenutne operacije MTZ
- Vrste nadstrujne zaštite
- Primjeri i opis MTZ shema
- Videozapis uz temu
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Zbog raznih razloga često se događaju nesreće u električnim mrežama. U slučaju kratkog spoja, to je štetno za sve električne uređaje. Ako se ne poduzmu zaštitne mjere, posljedica nekontroliranog povećanja struje može biti ne samo oštećenje električnih instalacija u području od mjesta nesreće do izvora energije, već i onemogućavanje cijelog elektroenergetskog sustava. Kako bi se izbjegle negativne posljedice nesreća, primjenjuju se različiti načini zaštite električne energije:
- prečica;
- diferencijalna faza;
- visokoučinkovita prenaponska zaštita električnih krugova (MTZ).
Od ovih vrsta zaštite najčešći je MTZ. Ova jednostavna i pouzdana metoda sprječavanja opasnih preopterećenja linija našla je široku primjenu osiguravajući selektivnost, odnosno sposobnost da se selektivno odgovori na različite situacije.
Uređaj i princip rada
Strukturno, MTZ se sastoji od dvije važne komponente: prekidača i vremenskog releja. Mogu se kombinirati u jedan dizajn ili postaviti u zasebne blokove.
Razlike od trenutne granice
Od svih vrsta zaštite za pouzdanost vodeći strujni prekid. Primjer je zaštita kućanskih električnih mrežnih uređaja pomoću osigurača ili šaržnih strojeva. Metoda strujnog isključivanja osigurava isključivanje napona zaštićenog kruga u izvanrednim situacijama. No, kako bi se nastavilo napajanje, potrebno je ukloniti uzrok isključivanja i zamijeniti osigurač ili uključiti prekidač.
Nedostatak takvog sustava je u tome što se isključenje može dogoditi ne samo zbog kratkog spoja, već i zbog kratkotrajnog viška parametara struje opterećenja. Osim toga, potrebno je uključiti ljude kako bi se obnovila zaštita. Ovi nedostaci nisu kritični u kućnoj mreži, ali su neprihvatljivi u zaštiti razgranatih vodova.
Zbog činjenice da su vremenski releji predviđeni u MTZ dizajnu koji odgađaju rad mehanizama prekida, kratko ignoriraju padove napona. Osim toga, strujni releji su projektirani tako da se vraćaju u svoj početni položaj nakon što se eliminira uzrok otvaranja kontakata.
Upravo ta dva čimbenika u osnovi razlikuju MTZ od jednostavnih trenutnih prekida, sa svim njihovim nedostacima.
Načelo MTZ-a
Postoji zavisna veza između čvora kašnjenja i strujnog releja, zbog čega se prekid ne događa u početnoj fazi povećanja struje, već neko vrijeme nakon pojave abnormalne situacije. Ovo vremensko razdoblje je prekratko da struja dosegne kritičnu razinu koja bi mogla naštetiti zaštitnom krugu. Ali to je dovoljno da se spriječe mogući lažni alarmi zaštitnih uređaja.
Princip rada sustava MTZ podsjeća na zaštitu struje. Razlika je u tome što trenutni prekid odmah razbija krug, a prekostrujna zaštita to čini nakon određenog vremena. To razdoblje, od trenutka hitnog povećanja struje do njegove granice, naziva se vremensko kašnjenje. Ovisno o ciljevima i prirodi zaštite, svaki pojedini vremenski korak postavlja se na temelju izračuna.
Najkraće vremensko kašnjenje postavljeno je na najudaljenijim dijelovima linija. Kako se prekostrujni uređaj približava trenutnom izvoru, povećava se vremensko kašnjenje. Te su vrijednosti određene vremenom potrebnim za aktiviranje zaštite i nazivaju se koraci selektivnosti. Mreže izgrađene prema navedenom načelu tvore zone djelovanja koraka selektivnosti.
Takav pristup osigurava zaštitu oštećenog područja, ali ne isključuje cijelu liniju, budući da se koraci selektivnosti povećavaju kao prenaponska zaštita od mjesta nesreće. Razlika u vrijednostima koraka omogućuje da zaštitni uređaji smješteni u susjednim područjima ostaju u stanju mirovanja sve dok se ne vrate trenutni parametri. Budući da se napon vraća u normalu gotovo odmah nakon odsijecanja zone s kratkim spojem, nesreća ne utječe na rad susjednih područja.
Primjeri sigurnosti
MTZ korištenje:
- kako bi se lokalizirale i neutralizirale međufazne pogreške;
- zaštititi mreže od kratkotrajnih preopterećenja;
- za isključivanje strujnih transformatora u izvanrednim situacijama;
- kao zaštitnik pri pokretanju snažne, hlapljive opreme.
Vremensko kašnjenje je vrlo korisno kod pokretanja motora. Činjenica je da se na početku uočava značajno povećanje ulaznih struja u krugovima namotaja, koje sustavi zaštite mogu doživjeti kao hitnu situaciju. Zbog malog kašnjenja u vremenu, prekostrujna zaštita zanemaruje promjene u parametrima mreže koji se javljaju tijekom pokretanja ili samo pokretanja elektromotora. U kratkom vremenu, strujne vrijednosti se približavaju normalno i uklanja se uzrok za slučajno isključivanje. Stoga se sprječavaju lažno pozitivni rezultati.
Primjer spajanja MTZ elektromotora prikazan je na dijagramu na slici 1. U ovom dijagramu vremenski relej osigurava da se elektromotor pouzdano pokreće sve dok se strujni relej ne odazove.
Slično tome, radi i vremensko kašnjenje tijekom kratkotrajnih preopterećenja u zaštićenoj mreži koje nisu povezane s hitnim smetnjama. Prekid je valjan samo u slučajevima kada se na zaštićenoj liniji pojavi značajan višak nominalnih vrijednosti, koji u vremenu prelazi brzinu zatvarača.
Za pouzdanu zaštitu u praksi često se koriste dvostupanjski, pa čak i trostupanjski sustavi zaštite za dijelove lanca. Standardna zaštitna značajka u tri koraka je sljedeća (slika 2):
Trenutne vrijednosti su označene na apscisi, a vrijeme odgode u sekundama na osi ordinate. Krivulja u obliku hiperbole pokazuje smanjenje vremena zaštite od povećanja preopterećenja. Kada struja dosegne oznaku 170 A, uključuje se vrijeme prekostrujne zaštite. Vremensko kašnjenje je 0, 2 sekunde, nakon čega dolazi do gašenja pri 200 A. To znači da se krug prekida u slučaju neuspjeha u zaštiti drugih uređaja.
Izračun trenutne operacije MTZ
Stabilnost rada i pouzdanost funkcije prekostrujne zaštite ovise o postavljanju parametara za radnu struju. Proračuni bi trebali osigurati zajamčeni rad releja u slučaju nezgoda, međutim, njegov rad ne bi trebao biti pod utjecajem parametara struje opterećenja, kao i kratkoročnih pucanja koja se događaju u načinu rada pokretanja motora.
Treba imati na umu da pretjerano osjetljivi releji mogu uzrokovati lažne pozitivne rezultate. S druge strane, podcijenjeni parametri rada ne mogu jamčiti sigurnost stabilnog rada električnih uređaja. Stoga, pri izračunu postavki, potrebno je odabrati srednje tlo.
Postoji formula za izračunavanje prosječne vrijednosti struje na koju odgovara elektromagnetski relej 1]:
I sz > I n. maks.,
gdje i sz . - minimalna primarna struja na koju bi reagirala zaštita, i n. maks . - ograničenje opterećenja struje.
Povratna struja releja odabrana je tako da je dovoljno ponovno zatvoriti kontakte u istrošenom uređaju. Da bismo ga definirali, koristimo formulu:
I s = k n. × k Ja rob maks .
Ovdje je I povratna struja, k n . - koeficijent pouzdanosti, k s - koeficijent samopokretanja, slave. maks . - vrijednost maksimalne radne struje.
Da bi se povratne i odzivne struje približile što je moguće bliže, izračunat će se povratni koeficijent, izračunat po formuli:
k u = ja sam / ja . uzimajući u obzir što sam sz. = k n. × k Ja rob maks . / k u
U idealnom slučaju, k u = 1, ali u praksi je taj koeficijent uvijek manji po jedinici. Osjetljivost zaštite je viša, veća je kv kvadratna vrijednost, stoga zaključak: da bi se povećala osjetljivost, potrebno je odabrati k u rasponu koji teži 1.
Vrste nadstrujne zaštite
U električnim mrežama koriste se 4 vrste MTZ-a. Njihovo korištenje diktiraju uvjeti koje je potrebno stvoriti za pouzdan rad električne opreme.
MTZ s trenutnom vremenskom odgodom
U takvim uređajima vremensko kašnjenje se ne mijenja. Za podešavanje postavki za razdoblje dostatno za aktiviranje releja s neovisnim karakteristikama, uzimaju se u obzir razine selektivnosti. Svaka sljedeća izloženost (u smjeru izvora struje) povećava se od prethodnog za vremensko razdoblje koje odgovara stupnju selektivnosti. Naime, u izračunima je potrebno pridržavati se uvjeta selektivnosti.
MTZ s vremenskim kašnjenjem ovisnim o struji
U ovoj zaštiti proces postavljanja MTZ postavki zahtijeva složenije izračune. Ovisne karakteristike, u slučaju indukcijskih releja, odabiru se prema IEC standardu: t C3 = A / (k n - 1), gdje su A, n koeficijenti osjetljivosti, k = I slave / I cf je omjer struje.
Iz formule slijedi da vremensko kašnjenje više nije konstanta. To ovisi o nekoliko parametara, uključujući i o snazi struje koja pada na svitke releja, a ta je ovisnost inverzna. Međutim, brzina zatvarača nije linearna, njezina je značajka blizu hiperboli (sl. 3). Takvi uređaji za prenaponsku zaštitu koriste se za zaštitu od opasnih preopterećenja.
MTZ s ograničenim vremenskim kašnjenjem ovisnim o struji
U uređajima ove vrste relejne zaštite kombinirana su dva stupnja zaštite: ovisni dio s hiperboličkom karakteristikom i neovisni. Važno je napomenuti da je vremensko-strujna karakteristika nezavisnog dijela ravna, glatko konjugirana s hiperbolom. Pri malim multiplicitetima kritičnih struja, karakteristika zavisnog perioda je strmija, a kod višestrukih - nagibna krivulja (koja se koristi za zaštitu električnih motora velike snage).
MTZ s pokretanjem (blokiranjem) releja minimalnog napona
Kod ove vrste diferencijalne zaštite primjenjuje se kombinacija MTZ-a pomoću učinka minimalnog napona. U elektromehaničkom releju kontakti će se otvoriti samo kada povećanje struje mreže dovede do pada potencijalne razlike. Ako pad premaši donju granicu zadane vrijednosti napona - to će prouzročiti ispitivanje zaštite. Budući da je zadana vrijednost postavljena za pad napona, relej neće reagirati na iznenadne strujne udare u mreži.
Primjeri i opis MTZ shema
Radi zaštite namota transformatora, kao i drugih elemenata mreža s jednostranom snagom, koriste se različiti programi.
MTZ na stalnoj radnoj struji.
Osobitost ove sheme je da se zaštitni elementi upravljaju ispravljenom strujom, koja mijenja polaritet kao odgovor na izvanredne situacije. Nadzor napona provodi se pomoću integralnih mikroelemenata.
Da bi se zaštitile linije od djelovanja kratkospojnika od faze do faze, dvofazni krugovi se koriste na dva ili jedan strujni relej.
Jedan relej na radnu struju
Ova zaštita koristi trenutni startni relej koji reagira na promjenu razlike potencijala dviju faza. Jedan relejni MTZ reagira na sve međufazne kratke spojeve.
Prednosti : jedan strujni relej i samo dvije žice za spajanje.
nedostaci:
- relativno niska osjetljivost;
- nedovoljna pouzdanost - u slučaju kvara jednog zaštitnog elementa, lančani dio ostaje nezaštićen.
Pojedinačni relej koristi se u distribucijskim mrežama, gdje napon ne prelazi 10 tisuća V, kao i za siguran start elektromotora.
Dvo-redna radna struja
U ovoj shemi, strujni krugovi tvore nepotpunu zvijezdu. MTZ s dva releja reagira na kratke spojeve u fazama u fazi.
Nedostaci ove sheme uključuju ograničenu osjetljivost. MTZ koji provode dvofazni krugovi široko se koriste, osobito u mrežama koje koriste izolirane neutralne. No, prilikom dodavanja međufaznih releja može raditi u mrežama s gluhonemljenim neutralnim.
Trehreleynaya
Shema je vrlo pouzdana. On sprječava posljedice svih kratkih spojeva reagirajući i na jednofazne kratke spojeve. Trofazni krugovi mogu se koristiti u slučajevima s gluhonemim neutralnim, iako postoje moguće situacije s faznim i jednofaznim zatvaranjem.
Iz slike 4. može se razumjeti shema rada trofaznog, tro-linijskog MTZ-a.
Shema dvofazne tro-relejne veze MTZ prikazana je na slici 5. \ t
Na označenom dijagramu:
- KA - strujni relej;
- KT - vremenski relej;
- KL - srednji relej;
- KH - relej pokazivača;
- YAT - isklopna zavojnica;
- SQ - kontaktni blok, krug otvaranja;
- TA - strujni transformator.