Om de stabiliteit te behouden en ervoor te zorgen dat apparatuur niet beschadigd raakt, vereisen moderne elektriciteitssystemen betrouwbare en selectieve isolatie van storingen. Een van de krachtigste en meest gebruikte beveiligingsapparaten op hoogspanningsleidingen is het afstandsrelais.
In tegenstelling tot traditionele overstroomrelais, die bij elke omstandigheid uitschakelen en zo een te hoge stroomsterkte veroorzaken, en geen snelheid of nauwkeurigheid bieden, meten afstandsrelais de impedantie tussen het relais en het storingspunt, waardoor het beveiligingsschema zowel sneller als nauwkeuriger wordt.
Wat is een afstandsrelais?
Afstandsrelaisbeveiliging is gedefinieerd als een onderdeel van relaisbeveiliging in elektriciteitssystemen dat storingen detecteert en isoleert op basis van de afstand tussen het relais en de storingspunten. In tegenstelling tot overstroomrelais, die alleen reageren op de stroomsterkte, meet een afstandsrelais de impedantie van de lijn, die varieert afhankelijk van de afstand tot de storing. Als de gemeten impedantie onder een vooraf gedefinieerde waarde voor een specifieke zone daalt, geeft dit de storing aan, wat normaal gesproken de uitschakelactie van het relais activeert.
De populaire term "impedantierelais" wordt gebruikt als synoniem voor afstandsrelais, omdat de basisgedachte van de werking gebaseerd is op het meten van lijnimpedanties. Dit type relais is daarom geschikt voor de beveiliging van hoogspanningsleidingen, waar snelle werking en nauwkeurige lokalisatie van storingen essentieel zijn.
Deze apparaten worden geïnstalleerd in hoogspanningsverdeelstations van afstandsbeveiligingsrelais, die zijn ontworpen om lange lijnen te beschermen tegen de gevolgen van kortsluiting, lijn-aardfouten en andere abnormale omstandigheden.
Als u dus informatie zoekt over afstandsrelais, dan moet u weten dat dit intelligente apparaten voor het detecteren van storingen zijn die de betrouwbaarheid en selectiviteit van de beveiliging van moderne elektriciteitssystemen verbeteren.
Afstandsrelaisdiagram
Een diagram van een afstandsrelais beschrijft hoe het relais werkt op basis van impedantiemeting binnen een elektriciteitsnet. De algemene lay-out toont de relaiseenheid, spannings- en stroomtransformatoren (VT en CT) en een transmissielijn.
Hieronder volgt een basisbeschrijving van een afstandsrelaisdiagram:
• CT's en VT's: meten de lijnstroom en -spanning.
• Relais-eenheid: berekent de impedantie Z=V / I
• Impedantiezones: gedefinieerde gebieden die bepalen of een fout zich binnen het uitschakelbereik bevindt.
• Trip Circuit: treedt in werking wanneer de desbetreffende storing binnen een bepaalde impedantiezone valt.
Toepassingen van afstandsrelais
Afstandsrelais vormen de levensader van hoogspanningsleidingen. Ze zijn speciaal bedoeld voor de beveiliging van hoogspanningsleidingen. Omdat storingen kunnen worden gedetecteerd op basis van de impedantie van de leiding in plaats van alleen op basis van stroom- of spanningswaarden, bieden afstandsrelais uitstekende selectieve en betrouwbare bescherming.
Transmissielijnbeveiliging
Afstandsbeveiligingsrelais worden het meest gebruikt voor het beveiligen van bovengrondse en ondergrondse hoogspanningsleidingen tegen storingen, zoals kortsluitingen tussen lijn en aarde, lijn en lijn en driefasen.
Back-upbeveiliging voor transformatoren en generatoren
Afstandsrelais dienen als back-upbeveiliging bij uitval van de differentiaal- of overstroombeveiliging. Ze zorgen voor de isolatie van defecte componenten in complexe netsystemen.
Bescherming van lange toevoerlijnen
Afstandsrelais bieden zonegebaseerde bescherming voor snelle en effectieve isolatie van storingen in voedingslijnen over grote afstanden in landelijke gebieden.
Detectie van storingen in meerdere zones
Deze relais werken in meerdere zones met specifieke tijdvertragingsinstellingen. Deze zone-indeling werkt in geavanceerde systemen die een overlapping van beschermings- en back-upfuncties vereisen.
Interconnectielijnen in elektriciteitsnetten
Naarmate onze elektriciteitsnetten steeds meer met elkaar verbonden raken, worden impedantierelais steeds belangrijker voor het handhaven van de stabiliteit van een net. Ze detecteren defecte leidingen en isoleren deze om stroomuitval in de netketen te voorkomen.
HVDC- en EHV-systemen
Snelwerkende afstandsrelais voor afstandsgevoelige beveiliging functioneren betrouwbaar in hoogspanningsgelijkstroomnetwerken en netwerken met zeer hoge spanning in iedere benodigde situatie.
Werkingsprincipe van afstandsrelais
De afstandsrelaisfuncties zijn gebaseerd op het meten van de impedantiece (Z) van de locatie van het relais tot die van de storing in de transmissielijn. Omdat de impedantie recht evenredig is met de afstand over de lijn, kan het relais zeer effectief inschatten hoe ver een bepaalde storing van zichzelf verwijderd is.
Wanneer de berekende impedantie onder een vooraf gedefinieerde drempelwaarde daalt, stelt het relais vast dat er een fout in de beveiligingszone bestaat en stuurt een tripsignaal om het defecte gedeelte te isoleren.
Hoe het werkt:
Ingangssignalen
Het afstandsrelais ontvangt spanning en stroom van spanningstransformatoren (VT's) en stroomtransformatoren (CT's) die op de lijn zijn geïnstalleerd.
Impedantieberekening
Met de impedantie berekend met de formule, Z = V / I, waarbij V de spanning is en I de stroom, berekent het relais continu de impedantie van de beveiligde lijn.
Zonevergelijkingen
De gemeten impedantie wordt vergeleken met de ingestelde waarden, die overeenkomen met de te vergelijken zone (Zone 1, Zone 2, Zone 3). Elke zone heeft een bepaald bereik aan afstanden die verband houden met de werktijd.
Reisaanbevelingen
Als de impedantie binnen het bereik van een zone valt, geeft het afstandsbeveiligingsrelais een tripsignaal af:
• Zone 1: Onmiddellijke uitschakeling bij dichtbij gelegen storingen.
• Zone 2 en 3: Tijdvertraagde uitschakeling bij storingen op afstand of als back-upbeveiliging.
Richtingselement (indien nodig):
Sommige relais, zoals het MHO-relais, zijn voorzien van een richtingselement om te controleren of de fout zich in de voorwaartse richting bevindt. Dit is om verkeerde bediening te voorkomen.
Over PCBasic
Tijd is geld in uw projecten – en PCB-basis begrijpt het. PCBasic is een PCB-assemblagebedrijf: die elke keer snelle, vlekkeloze resultaten levert. Onze uitgebreide PCB-assemblagediensten: bieden deskundige technische ondersteuning bij elke stap, waardoor topkwaliteit in elk bord wordt gegarandeerd. Als toonaangevend Fabrikant van PCB-assemblage:, Wij bieden een totaaloplossing die uw toeleveringsketen stroomlijnt. Werk samen met onze geavanceerde PCB-prototypefabriek voor snelle doorlooptijden en superieure resultaten waarop u kunt vertrouwen.
Soorten afstandsrelais
Afstandsrelais kunnen worden geclassificeerd op basis van de eigenschappen van het relais dat wordt gebruikt om de aanwezigheid en locatie van de storing vast te stellen. Elk type gedraagt zich op zijn eigen manier, afhankelijk van de impedantie, reactantie, admittantie of de tijdsfactor in de werking. De typen afstandsrelais spelen een belangrijke rol bij de keuze van een beveiligingsschema voor verschillende onderdelen van het elektriciteitsnet.
Impedantie relais
Een impedantierelais wordt geactiveerd wanneer de gemeten impedantie tussen de relaispositie en de storing onder een vastgestelde waarde ligt. Dit is een van de eenvoudigste typen afstandsbeveiligingsrelais, meestal gekenmerkt als een cirkelvormig relais in het RX-vlak (weerstand-reactief).
Impedantierelais hebben geen richtingskarakteristiek en kunnen daarom niet zelfstandig onderscheid maken tussen voorwaartse en achterwaartse fouten, tenzij ze worden aangevuld met een richtingselement.
Reactantie relais
Het reactantierelais werkt uitsluitend op het reactantiedeel van de impedantie. Dit maakt het bijzonder nuttig voor het detecteren van hoogohmige fouten waarbij de weerstandscomponent belangrijk is. De werkingskarakteristiek is een rechte lijn parallel aan de R-as in het impedantievlak.
Reactantierelais worden doorgaans gebruikt voor aardfoutbeveiliging op korte lijnen, waarbij het te verwachten is dat de weerstandscomponenten de correcte werking van andere relais verstoren.
Toelating of MHO-estafette
Het is bekend dat het basisprincipe van een MHO-relais, of admittantierelais, is dat het een bedrijfsconditie creëert wanneer de gemeten admittantie de grenswaarden overschrijdt. Dit relais heeft een richtingscirkelvormige karakteristiek die door de oorsprong in het RX-diagram loopt.
Dit maakt het inherent een richtingsrelais en zeer geschikt voor lange transmissielijnen en interlinks vanwege de functies die nodig zijn voor toepassingen met betrekking tot foutrichtingdetectie. MHO-relais wordt over het algemeen gebruikt voor de meeste moderne digitale afstandsrelaissystemen.
Zekere afstandsrelais
Relais met een bepaalde afstand schakelen uit wanneer de gemeten impedantie onder een bepaalde ingestelde waarde komt, maar zonder opzettelijke vertraging. Het is dus de snelste beveiliging en wordt voornamelijk toegepast voor Zone 1 (directe) beveiliging, waar storingen waarschijnlijk dicht bij de relaislocatie optreden. Ze bieden een vrij duidelijke en strikte grens voor uitschakelbeslissingen en zeer eenvoudige coördinatie.
Tijd-afstand relais
Tijd-afstandsrelais combineren impedantiegebaseerde werking met een tijdvertragingselement. Hoe verder de fout van de relaislocatie verwijderd is (d.w.z. hoe hoger de impedantie), hoe langer het relais nodig heeft om te schakelen.
Deze tijdsindeling zorgt voor een betere coördinatie met downstream- en upstream-relais, wat het ideaal maakt voor beveiligingsschema's met meerdere zones.
Voordelen van afstandsrelais
Afstandsrelais bieden in principe talrijke praktische voordelen en behoren tot de meest geprefereerde beveiligingsapparaten in hoogspanningstransmissiesystemen. Dit type relais Meet de elektrische afstand in plaats van stroom en spanning. Ze zijn daarom zeer nauwkeurig en tot een goed niveau, en betrouwbaar onder vrijwel elke storingsconditie.
Belangrijkste voordelen van afstandsbeveiligingsrelais:
Selectieve foutisolatie
Afstandsrelais isoleren alleen het defecte deel van de lijn, wat zorgt voor minimale verstoring van de rest van het elektriciteitsnet. Deze selectieve uitschakelfunctie verbetert de stabiliteit van het systeem en de continuïteit van de dienstverlening.
Snelle en effectieve operaties
Terwijl het afstandsbeveiligingsrelais in Zone 1 vrijwel onmiddellijk in werking treedt bij dichtbijzijnde storingen, vindt er een geïsoleerde uitschakeling plaats, waardoor schade aan de apparatuur wordt beperkt.
Zone-gewijze bescherming
Multi-zone afstandsrelais bieden een uitstekende oplossing voor gegradeerde beveiliging op korte, middellange en lange afstanden. Deze inherente flexibiliteit maakt een zeer eenvoudige coördinatie met aangrenzende relais en systemen mogelijk.
Niet beïnvloed door variaties in belastingstroom
Afstandsrelais worden, in tegenstelling tot overstroomrelais, niet direct beïnvloed door belastingsvariaties of stroomsterkte. Dit betekent dat de respons volledig gebaseerd is op impedantie en daardoor foutdetectie garandeert, ongeacht de belastingsomstandigheden.
Minder behoefte aan communicatieverbindingen
Verwacht wordt dat de afstandsrelais de complexe communicatielijnen tussen onderstations zullen elimineren of verminderen, vooral bij het gebruik van tijdgegradeerde beschermingszones.
Geschiktheid voor hoogspanningstoepassingen
Afstandsrelais zijn vanwege hun hoge nauwkeurigheid en betrouwbaarheid uitermate geschikt voor bescherming tegen storingen in EHV- en UHV-transmissielijnen.
Conclusie
Afstandsrelais zijn ongelooflijk belangrijke hulpmiddelen voor de beveiliging van elektriciteitssystemen. Ze bieden de hoogste precisie, snelheid en betrouwbaarheid voor foutdetectie op basis van de elektrische afstand in plaats van alleen de stroomsterkte. Ze bereiken dit door de impedantie te berekenen, het storingspunt nauwkeurig te bepalen en uitschakelacties te starten om storingen in het systeem te minimaliseren en de veiligste omstandigheden te garanderen.
Er zijn verschillende soorten afstandsrelais, waaronder een impedantierelais, een reactantierelais, een MHO-relais en meer. Elk type is geschikt voor verschillende beveiligingsscenario's.
Deze brede toepassing in hoogspanningsnetwerken onderstreept in hoge mate hun sterke waarde voor netstabiliteit en operationele efficiëntie. Naarmate digitale relaistechnologie zich verder ontwikkelt, zullen afstandsbeveiligingsrelais een belangrijke rol spelen in toekomstige scenario's voor slimme netwerken.
