Postrojenja DD

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

SADRŽAJ

Uvod.............................................................................................2 Zadatak relejne zaštite................. zaštite............................ ..................... ...................... ............ ...............3 Prekostrujni releji..........................................................................4 Podjela relejne zaštite.................. zaštite........................... ................................................5 Definicije pojedinih zaštita.................... zaštita.............................................................6 Prekostrujni releji sa strujno nezavisnom karakteristikom............7 Prekostrujni releji sa strujno zavisnom karakteristikom............... karakteristikom.. .............8 8 Zaštita električnih mreža prekostrujnom zaštotom.....................11 Usmjerena prekostrujna zaštita..................................................13 Prekostrujna zaštita sabirnica.....................................................15 Prekostrujna za štita autonomnim napajanjem................. napajanjem........................... ...........16 .16 ormatora......................18 Trenutna prekostrujna zaštita kod transf ormatora......................18 LITERATURA..............................................................................19 ZAKLJUČAK................. ZAKLJUČAK......................... ...............................................................20

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

1

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Uvod

Prekostrjna z aštita treba izolirati mjesto kvara i djelovati na prekidač.

Pouzdanost djelovanja zaštite, vjerovatnoća da se kvar sigurno iskljuci, bilo osnovnom ili rezervnom zaštitom. Brzina djelovanja zaštite, mora obezbjediti da struja ni dinamički ni termički ne ošteti štićene dijelove mreže. Osjetljivost, osobina da zaštita uvijek iskljuci kratak spoj, ali da ne isključi preopterećenje. Težnja je da se dobije prekostrujna komponenta koja je: - Dimenziono što manja - Što veće brzine odziva - Energetski što izdržljivija - Po karakteristikama odziva maksimalno uniformna i - Što pouzdanija.

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

2

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Zadatak relejne zaštite -

Ustanoviti kvar ili poremećaj

Djelovati u što kraćem vremenu Kvar: značajnija odstupanja od normalnih pogonskih prilika Poremećaj: manja odstupanja, ne nastaju značajnija oštećenja Kvar - djelovanje na prekidač Poremećaj – signalizacija

Prilikom kvara nastaj u značajnija odstupanja od normalnih pogonskih prilika - dolazi do velikih strujnih odstupanja. Kvarovi su primjerice svi kratki spojevi, zemljospoj statora, spoj

meĎu zavojima. Smetnje ili poremećaji: nastaju manja odstupanja od normalinih pogonskih stan ja, i pri tom ne nastaju veća oštećenja. Dugotrajna smetnja može s vremenom izazvati veća oštećenja i prerasti u kvar.

(strujna preopterećnja iznad nazivnih, promjena (sniženje) frekvencije, nesimetrično opterećenje generatora, rad generatora u motorskom režimu). Zaštita treba izolirati mjesto kvara i djelovati na prekidač. Relej treba otkriti minimalnu struju kvara i djelovati pri tome, a da nikad ne djeluje pri maksimalnoj struji normalnog pogona.

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

3

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Prekostrujni releji Prekostrujni r eleji djeluju na veličinu struje to jest pobuĎuju se kad

struja dostigne odreĎenu podešenu vrijednost. Mogu biti primarni i sekundarni. Karakteristike primarnih releja su: -

robusna izvedba,

velika dinamička naprezanja, velika termička naprezanja, slaba preciznost,

kod pregleda i udešenja potreban prekid pogona.

Prekostrujni releji se izvode kao elektro mehanički s preklopnom kotvom, s okretnom kotvom, kao i statički releji.

Slika ( 1 ) Prekostrujni releji mogu biti:  -

sa strujno nezavisnom karakteristikom i sa strujno zavisnom karakteristikom

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

4

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Prekostrujni releji sa strujno nezavisnom karakteristikom ProraĎuju kad struja premaši podešenu vrijednost, a na isključenjue djeluju tek nakon isteka podešenog vremena zatezanja. To znači da vrijeme zatezanja uopšte ne zavisi od jačine struje koja se prekida. Ova zaštita predstavlja kombinaciju trenutnog prekostrujnog člana i vremenskog člana. Vremenskom stepenovanjem postiže se selektivnost zaštite.

Slika ( 2 )

Slika ( 3 )

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

5

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Vremenski član može biti izveden kao satni mehanizam, vremenski inducioni relej, elektronski relej ili slično. Kod upotrebe releja u dvostrano napajanoj mreži mora se predvidjeti i usmjeriti relej. U mrežama sa izolovanim zvjezdištem ili uzemljenjem preko prigušnice prekostrujni releji se ostavljaju samo u dvije faze, kad mrežu sa direktno uzemljenim zvjezdištem postavljaju se u sve tri faze. Nedostatak opisanog stepenovanja zaštite je što se u blizini izvora dobiju duga vremenska okidanja.

Prekostrujni releji sa strujno zavisnom karakteristikom Vremensko zatezanje kod releja zavisi od jačine struje koja teče kroz namotaj, to jest zavisi od jačine struje koja se prekida. Rade na indukcionom ili termičkom principu, a izvode se kao statičke i mikroprocesorski releji.

Slika ( 4 )

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

6

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Upotrebljavaju se za zaštitu preopterećenja generatora, transformatora, motora i ispravljača. Ne može se koristiti za zaštitu od kratkog spoja. Priključiti se mogu samostalno ili u kombinaiji sa neovisnim prekostrujnim relejima. Naprimjer, može se koristiti u dvije faze, postaviti prekostruuni neovisni

relej, a u jednoj fazi termički relej, takoĎe je moguće u svakoj fazi postaviti i jedne i druge.

Zaštita električnih mreža prekostrujnom zaštitom Prekostrujna zaštita je najjednostavnija i najčešće primjenjivana zaštita u srednjonaponskim mrežama. Primjenjuje se uspješno u mrežama s radijalnim napajanjem. U većini evropskih zemalja primjenjuje se uglavnom zaštita sa strujno nezavisnom karakteristikom, dok se u anglo- američkim zemljama primjenjuje više zaštita sa strujno zavisnom karakteristikom.

Selektivnos prekostrujne zaštite sa strujno nezavisnom karakteristikom postiže se vremenskim stepenovanjem od krajnje tačke mreže prema izvoru napajanja. Potreban selektivni interval zavisi o vrsti i izvedbi releja, naročito njegovog vremenskog člana. Kod primjene primarnih okidača i releja uzima se 0,6 – 0,8 sekundi, a kod dobrih elektromehaničkih releja 0,4 do 0.6 sekundi. Kod preciznih statičkih releja moguće su vremenske stepenice od 0,25 do 0.4 sekunde. Na slici (6) je prikazan primjer vremenskog stepenovanja

prekostrujne zaštite u mreži sa radijalnim napajanjem. Kružićima je označen slog prekidača strujnog transformatora i prekostrujne zaštite. Upisana su i podešena vremena djelovanja zaštite uz odabran vremenski stepen od 0,4 sekunde uz najmanje vrijeme

djelovanja na kraju mreže od 0,4 sekunde.

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

7

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Prednost zaštite je u njenoj jednostavnosti, sigurnosti i rezervnom djelovanju. Nedostatak je relativno sporo djelovanje kod kvarova u

blizini izvora napajanja, naročito ako na radijalnom vodu

ima više podstanica. Zbog toga je kod vremenskog podešenja potrebno provjeriti nije li dobijeno vremensko zatezanje djelovanja veće od maksimalno dozvoljenoog trajanja struje kretkog s poja odreĎenog zagrijavanjem vodiča.

(Slika 6) Vremensko stepenovanje prekostrujne zaštite Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

8

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Usmjerena prekostrujna zaštita Radijalne jednosrano napajanje mreže sa paralelnim vodovima, prstenasto napajanje mreže i dvostrano napajani vodovi ne mogu se selektivno zaštititi pomoću običnih prekostrujnih releja. Primjenom prekostrujne zaštite s trenitnim članom može se postići nezavisno stepenovanje u mreži višeg napona ako je vrijeme djelovanja zaštite na transformatoru suviše veliko. Umjerena prekostr ujna zaštita najčešće se izvodi kao kao kombinacija prekostrujnih i usmjerenih dijelova. Da bi se izbjegla mrtva zona djelovanja kod bliskih kratkih spojeva i da bi se osiguralo sigurnosno djelovanja usmjerenog releja kod svih vrsta kvarova,

najčešće se primjenjuju usmjereni releji s karakterističnim kutom spoja β=-90.۫ 

(Slika 7)

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

9

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Na slici (7) prikazana je principijelno šema spoja usmjerene zaštite u

mreži s izoliranim ili kompenzioniranim zvjezdištem. Da bi se spriječilo pogrešno djelovanje releja u zdravim fazama, naponski svitak usmjerenog releja priključuje se samo kod prorade prekostrujnog člana. Zajednočki vremenski relej aktivira se preko radnih kontakata prekostrujnih članova i mirnih kontakata usmjerenih članova. Na taj način osigurava se sigurno djelovanje zaštite u slučaju pregrijanja osigurača naponskog transformatora ili kod kvarova u mrtvoj toni usmjerenog člana. U mrežama sa direktno uzemljenom zvjezdištem ili zvjezdištem uzemljenim preko malih vr ijednosti otpora postoji mogućnost neispravnog djelovanja releja u zdravim fazama veća od prorade struje prekostrujnog člana, mora se primjeniti poseban usmjereni relej za   jednopolne kvarove koji priliko prorade blokira djelovanje releja predviĎenih za meĎufazne kvarove.

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

10

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Prekostrujna zaštita sabirnica

Na slici (8) prikazana je mogućnost rješenja zaštite sabirnica   jednostavnijih postrojenja prekostrujnim trensformatorima i na odlaznim ovodvima.

relejima

na

napojnim

(Slika 8) Kontakti vremenskog člana označeni su strelicama. Kod kratkog spoja

na sabirnicama ne pobuĎiju se releji na odlaznim vodovima i trenutni Kontakt prekostrujne zaštite transformatora pobuĎuje vremneski relej

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

11

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

sabirničke zaštite S, koji nakon vremenskog zatezanja 0,3 do 0,5

sekundi, djeluje na isključenje prekidača. Kod kratkih spojeva na odvodima trenutni kontakt prekostrujne zaštite vodova pobuĎuju relej za blokiranje B koji prekida napajanje releja S. Vremenski član zaštite odvodad djeluje na isključenje prekidača odovda, a ako ova zaštita zataji, u rezervnom stepenu djeluje vremenski član prekostrujne zaštitte transformatora.

Prednost je u jednostavnosti rješenja i korištenju postojećih zaštita. Uslov je postojanje trenutnog kontakta i vremeneskog kontakta

prekostrujnih zaštita. Mogućnost primjene ovakve jednostavne zaštite ograničena je na slučajeve kad sa strane odlazećih vodova nema napajanja. U slučaju postojanja napajanja dolazilo bi i kod kvara na sabirnicama i do pobude releja za b lokiranje. Primjena usmjerene prekostrujne zaštite na

odvodima komplicirala bi i poskupila rješenje zaštite.

Nedostatak je i u relativno dugom vremenskom zatezanju

djelovanja. Primjenom brzih statičkih zaštita i logičkih elemenata može se vrijeme djelovanja znatno ubrzati.

Prekostrujna zaštita sa autonomnim napajanjem Prekostrujna zaštita sa autonomnim napajanjem se upotrebljava u elektroenergetskim i industrijskim postrojenjima u sluajevima kada ne postoji poseban izvor napona za napajanje urelaja odnosno, kao

rezervne zaštite (kada iz bilo kog razloga dole do nestanka pomnožnog napona napajanja). Za djelovanje releja nije potrebno pomo}no napajanje - celokupna energija potrebna za funkcionisanje ureĎaja crpi se iz mernih strujnih transformatora, odnosno iz struje kvara. Relej radi sa strujno nezavisnim vremenskmi zatezanjem. Kada

struja poraste na vrednost veću od potenciometrom podešene, aktivira se komparator koji pobudi vremenski član. Po isteku podešenog vremena, ukoliko se vrijednost ulazne struje nije smanjila, aktivira se izlazni isklju čni relej.

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

12

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Trenutna prekostrujna zaštita kod transformatora Kod malih transformatora gdje se ne isplatiugradja skupe

diferencijalne zaštite (par 100 kVA do nekoliko MVA), a zvjezdište mreže je izolirano ili kompenzirano tako da kotlovska zaštita nije efikasna može se primjeniti trenutna prekostrujna zaštita priključenasa strane napajanja prema slici (9). Zaštita treba da je podešena tako da djeluje kod kratkih spojeva na primarnoj strani K (npr. proboj kabla, kratki spoj na dovodima ili stezaljkama transformatora ili kod kvara u transformatoru tj. na mjestu K 2 ). Da zaštita ne bi djelovala nepotrebno kod kratkih spojeva na odvodima bižeg napona (K S ), potrebno je da 1

proradna struja releja bude veća od struje kratkog spoja za slučaj kvara na sabirnicama nižeg napona, tj. na proradnu struju:  I  pr 



k s

 I k  max  p i

,

Gdje je: k s - koeficijent sigurnosti I K  max  – maksimalno moguća struja kratkog spoja kod kvara

na sabirnicama nižeg napona.

(Slika 9)

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

13

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

Pošto zaštita djeluje bez vremenskog zatezanja, mjerodavna je početna vrijednost struje kretkog spoja. Ova zaštita izvodi se obično kao kombinacija prekostrujne zaštite sa strujno nezavisnom vremenskom karakteristikom sa dodatnim članovima za trenutno djelovanje kod struja reda 8  – 18 I n . Kod manjih

transformatora mogu se primjeniti i primarni okidači umjesto sekundarnih releja, a kod sasvim malih transformatora visokonaponski

osigurači.

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

14

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

LITERATURA

-

Zabilješke sa časova; Knjiga „ AUTOMATSKI ZAŠTITNI UREĐAJI ELEKTROENERGETSKIH

POSTROJENJA“ (Franjo Božuta) - Internet

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

15

Maturski rad iz predmeta  ¨Elektroenergetska postrojenja¨ Tema:  ¨Prekostrujni Releji¨

ZAKLJUČAK

Razvojna istraživanja su pokazala da je primenom debeloslojne tehnologije moguće dobiti kompone nte : - dovoljno malih dimenzija - izuzetno pogodnu za montažu na štampane ploče - dobrih karakteristika u pogledu otpornosti na prenaponske uticaje - željene brzine reagovanja i - odgovarajućeg mehanizma otkaza .

U poređenju sa tehnologijom elastičnih pera i mekog lema pouzdanost komponente i uniformnost karakteristika je mnogo veća, a u odnosu na solid-state osigurače dimenzije su manje. U odnosu na polimerni PTC izdržljivost na prenapone je veća pa se zato ove komponente mogu koristiti kao primarna   prekostrujna zaštita (ispred gasnih odvodnika kao   primarne prenaponske). Sve ovo je potvrdilo velike mogućnosti tehnologije debelog sloja u izradi tzv. anti-surge prekostrujnih komponenti, kao i dalji razvoj u smeru resetabilnih PTC komponenti na temelju postojećih iskustava.

Maturski rad uradio ¨Armin Rizvic¨

16