16 Zaščita transformatorja

 Dean Jug Zaščita transformatorjev Seminar pri predmetu Razdelilna in industrijska omrežja Mentor: prof. dr. Grega Bizjak Ljubljana, april 2015 1 Zaščita transformatorja ................................................................................................................... 3 1.1 Delitev transformatorjev............................................................................................................ 3 1.1.1 Delitev glede na funkcije ................................................................................................. 3 1.1.2 Glede na ozemljitev zvezdišča......................................................................................... 3 1.2 Okvare transformatorjev............................................................................................................ 4 1.3 Izvedbe zaščite ........................................................................................................................... 5 1.3.1 Zaščitni releji.................................................................................................................... 5 1.3.1.1 Nadtokovna zaščita ....................................................................................... 5 1.3.1.2 Zaščita z varovalkami .................................................................................... 5 1.3.1.3 Podimpedančna zaščita ................................................................................ 5 1.3.1.4 Diferenčna zaščita ......................................................................................... 6 1.3.1.5 Zemljostična zaščita ...................................................................................... 7 1.3.2 Zaščitni neelektrični releji................................................................................................ 8 1.3.2.1 Buchholzova zaščita ...................................................................................... 8 1.4 Delitev zaščite glede na moč ...................................................................................................... 8 2 Zaščita zbiralk ................................................................................................................................ 10 2.1 Vrste in vzroki okvar na zbiralkah............................................................................................. 10 2.2 Izvedbe zaščit ........................................................................................................................... 11 3 2.2.1 Visokoimpedančna zaščita ............................................................................................ 11 2.2.2 Fazno primerjalna zaščita .............................................................................................. 11 2.2.3 Nadtokovna zaščita ....................................................................................................... 11 Zaščita voda................................................................................................................................... 12 3.1 Nadtokovna .............................................................................................................................. 12 3.2 Distančna.................................................................................................................................. 13 3.3 Diferenčna ................................................................................................................................ 15 3.4 Fazno primerjalna..................................................................................................................... 15 3.5 Preobremenitvene zaščite........................................................................................................ 15 4 Vprašanja za ponovitev snovi........................................................................................................ 15 2 1 ZAŠČITA TRANSFORMATORJA
Transformatorji predstavljajo pomemben povezovalni element med proizvajalci in porabniki električne energije. Njihove moči so od nekaj kVA, pa vse do nekaj 100 MVA. 1.1 Delitev transformatorjev 1.1.1 Delitev glede na funkcije Glede na njihove funkcije v elektro energetskem sistemu razdelimo v naslednje skupine: • Transformatorje za povezovanje generatorjev z EES‐om od nekaj MVA do 100 MVA • Prenosne in interkonekcijske za moči nad 100 MVA in zelo visokih napetostnih nivojev. Pri nas 110, 220, 400 kV. • Razdelilne ( do 63 MVA, napetosti nivo 110/20 kV • Distribucijski za napajanje NN omrežji do 1,6 MVA moči Slika 1: Vloge TR v EES 1.1.2 Glede na ozemljitev zvezdišča Kot vsak pomemben energetski element potrebuje tudi TR zaščito. Na izvedbo zaščite predvsem vplivajo njegova moč, izvedba ozemljitve nevtralne točke omrežja na VN in na NN strani TR. Potem vpliva tudi ali je opremljen s krmilnim preklopnikom za regulacijo napetosti pod obremenitvijo ali ima poleg sekundarnega še terciarno navitje. Glede na način ozemljitve TR zvezdišč jih delimo na : • Neozemljena • Direktno ozemljena • Nizkoohmsko ozemljena • Kompenzirana Slika 2:Načini ozemljitve TR zvezdišč Zaščitni sistem TR sestavljajo poleg zaščitnih relejev predvsem še napetostni in tokovni zaščitni TR, tipala neelektričnih veličin in naprave za izvajanje ustreznih zaščitnih ukrepov (odklopniki, naprave za gašenje, odvodniki prenapetosti). 1.2 Okvare transformatorjev Okvare na TR lahko razvrstimo glede na mesto nastanka: • Okvare navitji: − Stik med ovoji ene faze − Stik med navitji dveh faz − Stik med VN in NN navitjem − Stik med navitjem in ozemljenimi deli TR − Prekinitev vodnika • Okvare izolacijskega olja se odražajo v prekomernem segrevanju, izločanju plinov pri delnih razelektritvah ali razpadanju pri obloku • Okvare na pomožnih napravah:pločevini, kotlu, dovodih, izolatorjih, hladilnem sistemu. Slika 3:Električne okvare TR 4 1.3 Izvedbe zaščite Glede na način izvedbe zaščite delimo releje na zaščitne releje, ki jim je vhodna veličina tok in na zaščitne releje ki imajo neelektrične veličine. 1.3.1 Zaščitni releji Zaščitni releji, pri katerih je vhodna napajalna veličina tok: − Nadtokovne zaščite − Zaščita na residualni tok − Zaščite kotla − Diferenčne zaščite − Zaščita pri nesimetriji 1.3.1.1 Nadtokovna zaščita Nadtokovne releje uporabljamo pri večjih TR kot rezervno zaščito, pri manjših enotah pa kot osnovno KS zaščito. Pri enostranskem napajanju namestimo rele samo na primarno stran, pr možnosti dvostranskega napajanja pa na primarno in sekundarno stran. Če TR ni ozemljen, zadostujeta nadtokovna releja v dveh fazah, pri ozemljenih zvezdiščih pa predvidimo releje v vseh treh fazah. Vzbujalni tok releja nastavimo na 1,1‐1,2 max. dopustnega bremenskega toka. Časovna zakasnitev je potrebno uskladiti z ostalimi zaščitami. Običajne vrednosti so v področju 0,4 s do 0,6 s nad nastavitvijo DV zaščite. Trenutni člen nadtokovnega releja pa praviloma nastavimo na vrednost med 8 in 10 kratnikom nazivnega toka. 1.3.1.2 Zaščita z varovalkami Manjši TR so pogosto opremljeni z varovalkami in to na primarni strani in na sekundarni strani, ki varujejo TR le pri KS. Z uporabo varovalk na primarni strani odpade potreba po odklopniku na primarni strani, saj v tem primeru lahko njegovo vlogo prevzamejo močnostne ločilke. Seveda pa moramo biti pri izbiri varovalk previdni. Paziti moramo, da varovalke ne pregorijo pri vklopnem toku TR, oziroma pri kratkotrajnih preobremenitvah. Zelo pogosta zaščita TR do moči 1 MVA je izvedena na primarni SN strani zaščitena z varovalkami, vgrajenimi v odklopni ločilnik. Na NN strani pa je TR zaščiten s bimetalnim relejem, ki deluje na izklop ločilk. 1.3.1.3 Podimpedančna zaščita Zaščita ima več stopenj delovanja. V prvi stopnji delovanja zaščita omogoča doseganje absolutne selektivnosti brez časovnih zakasnitev. Delovanje omejimo na (0,7‐0,8)*Xt, drugo stopnjo na (1,2‐1,3)*Xt in tretjo na (1,2‐
1,3)*Xt+kXv. Časovna zakasnitev prve stopnje je odvisna samo od lastnega časa releja in potrebnega časa delovanja odklopnika. Zakasnitev druge stopnje je med 0,3‐0,5 s. Zakasnitev tretje stopnje pa je odvisna od časovnih nastavitev distančne zaščite voda. 5 Slika 4:Podimpedančna rezervna zaščita energetskega TR 1.3.1.4 Diferenčna zaščita To je najpogosteje uporabljena vrsta KS zaščite. Področje delovanja zaščite sega od tokovnikov na primarni strani do tokovnikov na sekundarni strani. Delovanje temelji na Kirchhoffovem zakonu vozliščnih tokov. Uspešno delovanje je odvisno od upoštevanja nekaterih posebnih zahtev in pogojev obratovanja TR: ‐ Primarni in sekundarni tokovi se v normalnem obratovanju razlikujejo po amplitudi in fazi ‐ Pri vklopu neobremenjenega TR, ki ga okarakterizira velik vklopni tok na primarni strani, je potrebno delovanje zaščite preprečiti ‐ Prevzbujanje TR, ki ga spremlja naraščanje mag. toka, ne sme sprožiti delovanja zaščite ‐ Potrebno je zagotoviti absolutno selektivno delovanje ‐ Zanesljivo delovanje zaščite dobimo za stike med primarnim in sekundarnim navitjem in za medfazne stike, medtem ko so lahko diferenčni tokovi pri medovojnih stikih lahko bistveno manjši. V primeru zemeljskih stikov dobimo dovolj velike diferenčne toke le v primeru ozemljenih zvezdišč in če je zemeljski stik dovolj oddaljen od zvezdišča. 6 Slika 5: Vezava diferenčne zaščite za vezalne skupine Yd5 in Yy0d6 1.3.1.5 Zemljostična zaščita Pri neozemljenih oziroma visoko uporovnih ozemljenih TR steče pri zemeljskem stiku relativno mali tok okvare, ki ne sproži delovanja diferenčne ali nad tokovne zaščite. Kljub malemu toku okvare pa je TR potencialno ogrožen zaradi povišanja linijskih napetosti v ostalih fazah, kar poveča verjetnost nastanka KS preko dvojnega zemeljskega stika. Zaradi tega je potrebno predvideti posebno zaščito za ugotavljanje zemeljskih stikov, ki je lahko izvedena kot selektivna (deluje le pri stikih znotraj TR) ali pa neselektivna, ki deluje pri stikih v segmentu galvansko povezanih omrežji. Slika 6: Selektivna zemeljskostična zaščita transformatorja Na Y‐strani je uporabljena Green‐Holmova vezava tokovnikov, ki meri vsoto linijskih tokov I∑ v zvezdišču pa merimo tok Ie. Tokovniki so vezani tako, da je pri zunanjih stikih I∑+Ie=0, pri notranjih stikih pa dobimo na visokoohmskem uporu R padec napetosti, ki ustreza toku okvare. Visokoohmski diferenčni princip je uporabljen zaradi nizkih nastavitev releja, ki ne sme delovati pri zunanjih okvarah niti v primeru nasičenja tokovnikov. Na Δ strani je vezava 7 podobna, le da moramo uporabiti poseben ozemljitveni TR. Releje običajno nastavljamo na področje (0,02‐0,1)In. 1.3.2 Zaščitni neelektrični releji Zaščitni neelektrični releji, ki delujejo pri ustvarjanju plinov v TR: − Buchholzov rele − Rele na pritisk − Rele na spremembo pritiska Slika 7: Prikaz zaščite z neelektričnimi releji 1.3.2.1 Buchholzova zaščita Zaščito uvrščamo med releje z neelektričnim principom delovanja. Ta zaščita predstavlja standardno opremo oljnih TR in pokriva vse notranje okvare, ki so povezane z: − Odtekanjem olja − Izločanjem plinov ali intenzivnim pretokom olja v raztezno posodo, ki je nameščena na vrhu TR. Delovanje zaščite je selektivno, sprožilni čas pa leži v področju med 50 ms in 100 ms. Rele ima dva senzorja. Prvi meri nivo olja in deluje pri odtekanju olja ali pri počasnem izločanju plinov, ki izrivajo olje iz raztezne posode. Delovanje tega senzorja je posledica tokovno šibkih oblokov. Drugi senzor sproži delovanje releja pri težkih okvarah, ko zaradi intenzivnega obloka TR olje z velikim pritiskom brizgne iz kotla v raztezno posodo. Z buchholzovimi releji so opremljeni vsi TR s konservatorjem. 1.4 Delitev zaščite glede na moč Katere zaščite se uporabljajo pri ščitenju TR glede na moč so prikazane v spodnji tabeli. vrste zaščite varovalke termični posnetek nadtokovna I > kratkostična I >> diferenčna podimpedančna bucholtz < 0.4 + moč v MVA 0.4 – 4 4 – 10 + + + + + >10 + + + + + delovanje selektivno zakasnjeno zakasnjeno,relativno selektivno trenutno, neselektivno selektivno relativno selektivno selektivno 8 V / Hz zemljskostična + + + neselektivno selektivno ali neselektivno V Sloveniji imamo sistemska obratovalna navodila za distribucijska omrežja‐ SONDO v katerih je zapisano katere zaščite je potrebno uporabiti pri zaščiti distribucijskega TR SN/NN in katere zaščite je potrebno uporabiti pri zaščiti energetskega TR VN/SN. O zaščiti distribucijskega TR na govori 31. člen (zaščita distribucijskega transformatorja SN/NN). • Zaščita distribucijskega transformatorja mora obsegati najmanj zaščito pred kratkim stikom, termično preobremenitvijo. Transformatorji nad 400 kVA morajo imeti dodatno še zaščito pred notranjo okvaro. • Za izvedbo zaščite distribucijskega transformatorja moči do vključno 400 kVA zadošča zaščita z varovalkami. Za izvedbo zaščite distribucijskega transformatorja moči nad 400 kVA zadošča na primarni strani zaščita z varovalkami in stikalnim elementom, na sekundarni strani pa termična zaščita z izklopom. Za zaščito energetskega TR pa nam govori člen 29. člen (zaščita energetskega transformatorja VN/SN). • Koncept zaščite se določi v skladu z dovoljeno termično obremenitvijo s ciljem, da se doseže ustrezna selektivnost delovanja zaščite. Zaščita energetskega transformatorja obsega najmanj: diferenčno zaščito, nadtokovno zaščito in kratkostično zaščito, rezervno zaščito z lastnim napajanjem, prenapetostno zaščito, plinski rele transformatorja, plinski rele regulacijskega stikala, termično zaščito, zaščito v nevtralni točki transformatorja Prikaz zaščit za TR manjše moči: Slika 8: Zaščitni sistem dvonavitnega TR manjše moči 9 2 ZAŠČITA ZBIRALK
V obratovanju EES predstavljajo zbiralke najpomembnejši element pri razdeljevanju EE. Kljub njihovi zanemarljivi dolžini v primerjavi z vodi in kabli pa relativna pogostost okvar na zbiralkah, ločilnikih, odklopnikih in merilnih TR ni zanemarljiva. Tudi zaradi vse višjih KS moči v VN omrežjih je potrebno s stališča stabilnega obratovanja KS čim prej selektivno odklopiti. Izpadlo delovanje zaščite bo torej predvsem ogrozilo stabilnost EES, nepotrebno delovanje pa bo povzročilo izpad v dobavi EE na širokem področju. Posebnost te zaščite je tud v tem, da se mora samodejno in sprotno prilagajati trenutnemu stikalnemu stanju v postaji. Uporaba zaščite zbiralk in razprava o njihovi smotrnosti niso še končane niti pri nas niti drugje. Zato bom predstavil nekaj razlogov, ki upravičujejo uporabo ali ji nasprotujejo. − Ker so naprave, priključene na zbiralke (odklopniki, ločilke, tokovniki, napetostniki…), kot tudi same zbiralke grajene dovolj sigurno, nastopajo okvare zbiralk redko. Zato v takih primerih zadošča nekoliko zakasnjeno delovanje rezervne zaščite vodov, TR oz. generatorjev, katerih nadtokovna zaščita zajema tudi okvare na zbiralkah. − Zaščita zbiralk deluje pogosto nepotrebno. Vzroki za to so predvsem: o Nasičenje tokovnih TR, kateremu se zaradi visokih tokov ne moremo vedno izogniti o Prekinitev oz. KS v tokokrogih na sekundarni strani tokovnih TR o Tresljaji oz. udarci, ki lahko aktivirajo zaščito o Motnje v izklopnih tokokrogih, ki prav tako lahko povzročijo izklope vseh, na zbiralke vezanih odklopnikov. Posebno neugodno je pri tem, da ima nepotrebno delovanje zaščite lahko za sistem precej hude posledice. V prid uporabi zaščite zbiralk pa lahko navedemo naslednje: − Okvare na zbiralke niso redke saj jih je med 5 do 20 na 100 let − Delovanje v drugi stopnji distančne zaščite pri okvarah na zbiralkah je včasih zaradi stabilnosti nedopustno. Daljši izklopni čas zaščite zmanjšuje tudi dopuščeno napetost v TK vodih, ki se pojavi pri zemeljskih stikih − Sekcioniranje zbiralk pri okvari na eni sekciji omogoča praktično neprekinjeno napajanje potrošnikov. Po okvari v eni sekciji je po delovanju zaščite lahko izveden avtomatski preklop porabnikov na zdrave sekcije zbiralk − Sodobne zaščite delujejo sigurno in hitro, lahko že po par milisekundah. Številne so že neobčutljive na nasičenje tokovnih TR. Okvare na sekundarnih tokovnih tokokrogih se takoj signalizirajo. Za delovanje se običajno uporabljata dva kriterija, ki morata biti oba izpolnjena, če naj zaščita deluje − V SN omrežjih, varovanih s nadtokovno zaščito, so časi izklopov zbiralk pri okvari običajno nekaj sekund, čas v katerem lahko v oklopljenih postrojih pride pri okvari do velike škode. 2.1 Vrste in vzroki okvar na zbiralkah Okvare nastopajo praktično na vseh elementih, ki jih zajema zaščita zbiralk. Najbolj pogoste okvare so povezane z zemeljskim stikom, saj jih je tudi do 95 %. Pri teh so najpogostejše enofazni zemeljski stik (75%), redkejši so dvofazni zemeljski stiki ( 15%) najredkejši pa trifazni zemeljski stiki (10%). 10 Nepravilni manevri in posegi operaterjev, predvsem odklopi ločilk pod bremenom povzročajo kar precejšne število okvar. Ostali vzroki na zbiralkah so poleg iztrošenosti naprav predvsem atmosferske in stikalne prenapetosti, dinamične in termične preobremenitve pri KS in pa atmosferske razmere (sneg, led,vihar). 2.2 Izvedbe zaščit Posebne zaščite zbiralk delujejo predvsem na osnovi tokov v vseh odvodih. Ker je velika večina okvar povezanih z nastopom zemeljskega stika, delujejo nekatere zaščite zbiral le na residualne tokove. Ker je avtomatsko sekcioniranje zbiralk pri okvari na eni sekciji za celotni sistem zelo ugodno, vse bolj pogosto uporabljamo za posamezne sekcije ločene zaščite zbiralk. Za zaščito zbiralk v omrežjih visokih in zelo visokih napetosti uporabljamo predvsem diferenčne zaščite s primerjavo smeri tokov. Pri diferenčnih zaščitah pa ločimo visoko impedančne diferenčne zaščite, nizko impedančne stabilizirane diferenčne zaščite in pa visoko impedančne stabilizirane diferenčne zaščite. Te so med seboj razlikujejo tudi po doseženih delovnih časih in po zahtevah za zaščitne tokovne TR. Včasih pa uporabljamo za zaščito zbiralk tudi distančno zaščito ostalih delov omrežja. Za zaščito zbiralk v srednje napetostnih omrežjih uporabljamo dva načina. Za zaščito zbiralk v oklopljenih postrojih uporabljamo posebno okrovno zaščito, ki deluje le pri zemeljskih stikih in je uporabna v sistemih, ki so ozemljeni z nizko impedanco. V uporabi je več vrst relejev, ki v osnovi temeljijo na diferenčnem ali fazno primerjalnem principu. 2.2.1 Visokoimpedančna zaščita Pri tej izvedbi gre v osnovi za diferenčni princip, saj je v normalnem stanju vsota tokov, ki pritekajo v zbiralke, enaka vsoti tokov, ki odtekajo. Posebnost je le v merilno vejo dodanem visokoohmskem uporu, s katerim napravimo zaščito neobčutljivo na nasičenje tokovnikov pri zunanjih okvarah. 2.2.2 Fazno primerjalna zaščita Zaščita temelji na osnovi fazne primerjave. Delovanje zaščite ni odvisno od velikosti tokov temveč le od faznih razmer, ki jih določamo na osnovi prehodov izmeničnih signalov skozi nič. Ta zaščita je vanj občutljiva na delno nasičenje tokovnikov. 2.2.3 Nadtokovna zaščita Za enostransko napajana srednjenapetostna omrežja lahko zaščito zbiralk izvedemo tudi s nadtokovno zaščito, ki pa zahteva logično povezavo z zaščitami v posameznih odcepih. 11 Slika 9:Primer zaščite zbiralk enostransko napajanega SN omrežja Nadtokovni rele na napajalni strani je izveden z dvema časovnima stopnjema. V prvi stopnji, ki deluje pri KS na zbiralkah, nastavljamo čas neodvisno od ostalih nastavitev. V primeru zunanje okvare se vzbudi pripadajoči nadtokovni rele v odcepu, ki preko logične ALI povezave blokira delovanje releja na napajalni strani in po času izklopi vod v okvari. V primeru, da rele v odcepu odpove, deluje rele v napajalni veji po času tL. Zahteva je tudi, da zaščita večsistemskih zbiralk samodejno prilagaja trenutni konfiguraciji, tako da je potrebno upoštevati tudi logične signale, ki podajajo položaj ločilnikov v odcepih, spojnem polju in v posameznih sekcijah zbiralk. 3 ZAŠČITA VODA
Kompleksnost in zahteve zaščitnih sistemov nadzemnih vodov in kablov se razlikujejo glede na napetostni nivo, topologijo omrežja, način ozemljitve nevtralne točke in funkcijo omrežja. Po napetosti delimo omrežja na nizkonapetostna, srednjenapetostna in visokonapetostna omrežja. Načine ozemljitve sem predstavil že pri načinu ozemljevanja zvezdišča TR. Po funkciji jih delimo pa na distribucijska, prenosna in interkonekcijska, glede na topologije pa v preprosta radialna, krožna in zankasta. Ker z nadzemnimi vodi in kabli povezujemo ostale elemente, mora biti delovanje pripadajoče zaščite seveda usklajeno z ostalimi zaščitami, tako da so v vseh obratovalnih stanjih zagotovljene zahteve po hitrosti delovanja, zanesljivosti in selektivnosti. Težavo pri nastavljanju zaščite predstavlja dolžina vodov. V primeru zelo kratkih vodov velja, da je impedanca voda mnogo manjša od impedance izvora. V tem primeru bomo zelo težko razlikovali med KS na začetku oziroma na koncu voda. Z uporabo enostavnih nadtokovnih in podimpedančnih relejev zaradi tega težko zagotovimo potrebno selektivnost. V primeru, ko je ščiten vod zelo dolg, je impedanca voda mnogo večja od impedance izvora. KS tok na koncu voda se lahko približuje vrednosti bremenskega toka, kar prav tako otežuje ustrezno nastavitev. Omenjena mejna primera nakazujeta potrebo po povezovanju zaščite na obeh koncih. 3.1 Nadtokovna Uporaba nadtokovne zaščite je s stališča zagotavljanja selektivnosti omejena predvsem na SN omrežje radialnega ali krožnega tipa. Zahtevano selektivnost dosegamo s časovnim stopnjevanjem ali primerno izbiro inverznih karakteristik. 12 Nadtokovni releji s tokovno odvisnimi karakteristikami zahtevajo skrbnejše usklajevanje, zakasnitve pa so v splošnem manjše in odvisne od velikosti KS toka. Časovno stopnjevanje relejev s tokovno neodvisno karakteristiko je odvisno od zmogljivosti stikalne opreme in pozitivnih oziroma negativnih časovnih pogreškov relejev. Časi zakasnitev se gibljejo v področju med 0,3 s in 0,5 s. sprožilni tok Isp nastavimo na vrednost, ki je večja od minimalnega bremenskega IBmax in manjša od minimalnega začetnega KS toka na koncu ščitenega voda. Pri zagotavljanju selektivnosti ima pomembno vlogo tudi povratno razmerje. Na sliki je prikazan primer delovanja nadtokovne zaščite z povratnim razmerjem. Slika 10:Vpliv povratnega razmerja na selektivnost Ob nastopu KS se vzbudita releja na odcepu E in napajalnem vodu A. po preteku nastavljene zakasnitve rele vod E v okvari izklopi, kratkostični tok pa upade na vrednosti, ki je odvisna od obremenitve odcepov B,C in D. če je preostali bremenski tok manjši od prepustnega toka releja A, bo le‐ta prešel v mirovno stanje, tako da bo nadaljnje obratovanje nemoteno. V primeru, da bo preostali bremenski tok večji od popustitvenega, pa bo rele A po nastavljenem času napajalni vod neselektivno izklopil, porabniki B,C in D pa bodo ostali brez napajanja. 3.2 Distančna Osnova zaščite je meritev upornosti iz napetosti in toka. Zaščitno območje se, kot že omenjeno, prične na mestu, kjer so na vodu priključeni tokovni zaščitni TR. Upornost pa se meri od mesta priključka napetostnega zaščitnega TR na vod. Mesto priključka tokovnih in 13 napetostnih TR imenujemo relejna točka. Ker je oddaljenost od relejne točke do mesta okvare sorazmerna upornosti, uporabljamo za te releje ime distančni rele. Spodnja slika prikazuje primer enostavnega dvostranskega napajanega omrežja, v katerem je povezava med postajama B in C izvedena s pralelnim vodom. Že v tem preprostem primeru omrežne topologije z usmerjenimi nadtokovnimi releji ni mogoče več zagotoviti selektivnega delovanja. Slika 11:Neselektivno delovanje v primeru uporabe usmerjene nadtokvne zaščite Če predpostavimo kratek stik na vhodu V2 in opazujemo napajanje zbiralk A, moramo zagotoviti, da bo rele 6 deloval prej kot rele 3, ob napajanju zbiralk D pa mora delovati rele 4 prej kot rele 5. Pri nastopu kratkega stika na vodu V1 pa so zahteve ravno nasprotne (rele 5 mora delovati prej kot rele 4 oziroma rele 3 prej kot rele 6). Poleg omejitve glede zagotavljanja selektivnosti zahtevajo nadtokovni releji znatne zakasnitve, ki predvsem v visokonapetostnih omrežjih s stališča stabilnega obratovanja niso dopustne. Zaradi tega se v VN in zankastih omrežjih kot osnovna zaščita uporablja relativno selektivno distančno zaščito. Njena naloga je, da pravilno izmeri impedanco pozitivnega zaporedja od relejne točke do mesta okvare, ki je pri homogenih vodih proporcionalna razdalji. Ker meritve impedance voda v okvari spremljajo nenatančnosti je potrebno distančno zaščito zasnovati tako, da tudi v primeru netočnih meritev ne pride do neselektivnega delovanja. Zaradi tega je delovanje zaščite sestavljeno iz več zaporednih stopenj, od katerih je le prva absolutna selektivna in trenutna, ostale pa so neodvisno zakasnjene. Slika 12: Stopnje distančne zaščite in njihov doseg Delovanje relejev je usmerjeno, tako da deluje le v primeru, ko tok okvare teče iz zbiralk v vod. V začetku vsakega naslednjega voda namestimo distančne releje z enakimi 14 karakteristikami, v primeru dvostranega napajanja pa tudi v nasprotne konce vodov. Na ta način dobimo časovno‐impedančno karakteristiko delovanja. Slika 13:Časovno‐impedančne karakteristike distančnih relejev 3.3 Diferenčna V primeru krajših vodov (10‐20 km) lahko kot osnovno ali rezervno zaščito uporabimo tudi diferenčno zaščito. Uporaba teh zaščit zahteva signalno povezavo relejev na obeh koncih. 3.4 Fazno primerjalna Osnovni princip te zaščite je primerjava faz tokov na obeh koncih voda. To je torej absolutno selektivna zaščita z dvema relejnima točkama na koncih voda. Zaščiteno območje je med tokovnima TR na obeh straneh voda. Pri tej zaščiti lahko primerjamo le en polval toka. 3.5 Preobremenitvene zaščite Od preventivnih zaščit uporabljamo le pri važnih VN vodih preobremenitvene zaščite, ki pa so lahko v precejšnjo pomoč predvsem operaterjem v centrih vodenja EES. 4 VPRAŠANJA ZA PONOVITEV SNOVI
1) Na kakšne releje delimo zaščito pri TR? Releje delimo na releje, ki imajo električno vhodno veličino in na releje, ki imajo neelektrično vhodno veličino. 2) Katere zaščite predpisuje SONDO za TR VN/SN in TR SN/NN? Zaščita distribucijskega transformatorja SN/NN mora obsegati zaščito pred kratkim stikom, termično preobremenitvijo in zaščito pred notranjo okvaro. Zaščita distribucijskega transformatorja VN/SN mora obsegati diferenčno zaščito, nadtokovno zaščito in kratkostično zaščito, rezervno zaščito z lastnim napajanjem, prenapetostno zaščito, plinski rele transformatorja, plinski rele regulacijskega stikala, termično zaščito, zaščito v nevtralni točki transformatorja 3) Naštej zaščite katere se uporabljajo pri zaščiti zbiralk! Nadtokovna zaščita, visokoimpedančna zaščita in fazno primerjalna zaščita. 4) Kaj je pomen povratnega razmerja pri nadtokovni zaščiti pri ščitenju vodov? Ima pomembno vlogo pri zagotavljanju selektivnosti in s tem omogoča bistveno bolj natančno izklapljanje vodov v primeru okvare. 15