BL20A0600 Sähkönsiirtotekniikka Siirtojohdon suojaus
Kantaverkon johtosuojaus Suojauksen nopeus kriittinen stabiilisuuden kannalta Maasulkusuojauksen nopeusvaatimukset myös vaarajännitteistä. U m = 1500 /sqrt(t) [V] U m = I m * R f 400 kv ja 200 kv verkot tehollisesti maadoitettu 110 kv verkko osittain maadoitettu Siirtoverkko on silmukoitu 29.11.2011 3
Siirtojohdon suojaus Määräysten mukaiset vaarajänniterajat ( 110 kv). Vian kestoaika s TR StM asemilla johdoilla 0,20 1200 V 2200 V 3300 V 0,20 0,35 900 V 2200 V 1700 V 3300 V 2500 V 0,35 0,50 650 V 1700 V...1400 V 2500 V 2100 V 0,50 430 V 1400 V 2100 V 29.11.2011 4
Distanssireleet Mittaavat impedanssia (rele vikapaikka) jännite U V virta I Z=U/I jx A Havahtuminen, kun ylivirtaelin toimii ali-impedanssielin toimii toimintakarakteristika, Z asettelu O Z L R Silmukkaverkon oikosulku- ja maasulkusuojaus (pienet vikaresistanssit) 29.11.2011 5
Distanssireleen mittauselin ja toiminta Kytkevä rele tunnistaa vikatyypin ja kytkee releen sitä vastaavaan kytkentään (hidas) Ei kytkevä rele kullekin vikatyypille oma mittauselin (nopeampi) Releellä on yleensä useita toiminta-alueita havahtumisvyöhyke (suuntaamaton) toimintavyöhykkeet (suunnatut) 29.11.2011 6
Distanssireleen toimintakarakteristikat Yleensä kolme toiminta-aluetta Sähkömekaanisilla releillä toiminta-alueet ympyröitä Numeerisilla releillä vapaasti määritettävissä tarkempi suojausalue Heikoissa verkoissa lähivikojen määrityksessä voi tulla ongelmia (pieni jännite) Pitkien raskaasti kuormitettujen johtojen suojauksessa käytetään kompoundointia (vika- ja kuormitusvirran erottaminen toisistaan) Kuormitus ja valokaariresistanssi vaikeuttavat releen toimintaa 29.11.2011 7
Siirtojohdon suojaus 29.11.2011 8
Siirtojohdon suojaus 29.11.2011 9
400 kv verkon suojaus Kaksi distanssirelettä oikosulku- ja maasulkusuojaukseen pääsuojana yhden jakson rele (20 ms) apuyhteystoiminto, 1.vyöhykkeen laukaisu koko johtopituudelle Yksi nollavirtarele maasulkusuojaukseen (hidastettu 1,3 s) distanssit 50, STM 500 Kaksi jälleenkytkentärelettä (apuyhteystoiminto) Kaksi katkaisijavikasuojaa Osaksi salpareleet distanssien yhteydessä Tahdissaoloreleet jälleenkytkentäreleiden yhteydessä 29.11.2011 10
29.11.2011 11
Siirtojohdon suojaus Havahtuminen 3 A 2 1 29.11.2011 12
Distanssireleen vyöhykkeiden asettelu Vyöhyke Hidastus Ulottuma 1 1 0 s 85 % suojattavasta johdosta 2 0,4 s 1 > 120 % suojattavasta sekä 50 % <1< 85 % seuraavasta johdosta 1) 3 1 s Sitä seuraavan johdon alueelle hav. 5 s Niin laajalle kuin kuormitus sallii 1) Jos vasta-asemalta lähtee useita johtoja, kuten tavallista, tarkastellaan lyhintä asemalta lähtevää johtoa, jottei selektiivisyys vaarantuisi. 29.11.2011 13
Siirtojohdon suojaus 29.11.2011 14
Apuyhteys distanssireleen yhteydessä Suora keskinäislaukaisu aliulottumalla (harvinainen) Sallivan ehdon vaativa keskinäislaukaisu Sallivan ehdon vaativa keskinäislaukaisu yliulottumalla lyhyillä johdoilla vikavirran kääntymislogiikka katkaisija auki / heikon syötön kaiutus Lukitus suuntavertailusta yliulottumalla Viestiyhteys; puhelin, kaapeli, kantoaalto, linkki, valokuitu 29.11.2011 15
Apuyhteys distanssireleen yhteydessä 29.11.2011 16
Sivusyöttö Vääristää releen mittaaman impedanssin Otettava huomioon 2. vyöhykkeen asetteluja määritettäessä (ei yksinkertainen) 29.11.2011 17
Haarajohdot Distanssirele näkee haarajohdon pahimmillaan kaksinkertaisena Heikentää haarajohdon suojausta, jos haarajohto on pitkä ensimmäinen vyöhyke toimii yleensä oikein, 2. tai 3. vyöhyke ongelmallisia Lähiviat ongelmana pieni jännite Virtamuuntajan kyllästyminen lyhentää ulottumaa 29.11.2011 18
Vikaimpedanssi Voi siirtää toiminnan väärään vyöhykkeeseen etenkin lyhyillä johdoilla epäselektiivinen toiminta mahdollista Jos maasulkuvirtaa myös toisesta suunnasta, kasvaa vikaimpedanssi näennäisesti (2*R f ) Voi viedä maasulkusuojauksen hitaan nollavirtareleen varaan 29.11.2011 19
Salparele Verkon tehoheilahtelut voivat aiheuttaa virhemäärityksiä heilahtelusalpa impedanssin muutosnopeus Ucos muutos 29.11.2011 20
Salparele Virran (tehollisarvon) käyttäytyminen ajan funktiona oikosulku- ja Erään heilahtelusalvan toimintaperiaate. heilahtelutilanteissa. 29.11.2011 21
Salparele x Heilahtelusalvan havahtumisalue Distanssireleen havahtumisvyöhyke Verkon epästabiili tila Heilahtelu R Heilahtelu Vika 29.11.2011 22
110 kv verkon suojaus Yksi distanssirele (ei apuyhteystoimintoa, kytkevä rele) Käänteisaika ylivirtarele (varasuoja) Maasulun suuntarele Nollavirtarele + aikarele Katkaisijavikasuoja Jälleenkytkentärele Säteittäisjohdot ylivirta- ja distanssirele 1.vyöhyke 110/20 kv muuntajaan asti 2.vyöhyke muuntajan yli maasulkusuojaus nollavirtareleellä (hidastus) 29.11.2011 23
29.11.2011 24
Lyhyet 110 kv verkon rengasjohdot Distanssireleiden käyttö vaikeata Johtodifferentiaalireleet, varasuojaus distansseilla 29.11.2011 25
Siirtojohdon suojaus Johtodifferentiaalisuojaukseen yhdistettävät keskinäislaukaisut. 29.11.2011 26
Siirtojohdon suojaus A B A1 B1 ~ ~ Vikavirtojen suunnat (nuolet) ennen kuin vian selvittäminen on alkanut. A2 B2 A B A1 B1 ~ ~ Vikavirtojen suunnat kun vikaa lähinnä oleva katkaisija on auennut. A2 B2 29.11.2011 27
Apuyhteys differentiaalisuojan yhteydessä Otettava huomioon siirtoyhteyden tuoma viive vakio kulkuaika aikaleimaus 29.11.2011 28