شـبکه مورد حفاظت، سیستمهای شعاعی میباشند. بنابراین، در آن ابزارهای حفـاظتی سـاده بکـار گرفتـه میشوند۲۴]،.[۲۳ بطور معمول، حفاظت جریان زیاد وابسته به زمان و درجهبندی شـده در ارتبـاط با افزونگی (حفاظت پشتیبان) نصب مـیشـوند. سیـستمهـای حفاظـت پیچیـدهتـر بـرای حفاظـت

۱۵

شبکههای حلقوی و مش (در هم تنیده) بکار میروند. رلههـای امپدانـسی بـه سـبب بهـره ولتـاژ – جریان پایین تریپ میدهند. از آنجا که این رلـههـا تعیـین موقعیـت خطـا در خـط را امکـانپـذیر میسازند، آنها را رلههای دیستانس نیز مینامند. شرح مفصل این رلههـا در مراجـع ۲۳]،[۲۲ ارائـه شده است. یک اصل بسیار معمول برای حفاظت ژنراتورهـا، ترانـسفورماتورها، بـاسبارهـا و خطـوط، حفاظت دیفرانسیل است. معیار فعالسازی به طور ساده، یک دیفرانسیل معین بین جریان ورودی و خروجی میباشد. ع?وه بر این، تعدادی از تکنیکهای دیگر و همچنین تکنیـکهـای مخـصوص بـه وسایل بکار می روند.

-۳-۲ اهداف حفاظت شبکه قدرت

وظیفه اصلی حفاظت در یک سیستم قدرت، حذف قسمتهایی از شبکه است که شروع به عملکـرد غیر نرمال کردهاند، میباشد. از طرف دیگر، بطور همزمان باید اصل گزینش پذیری نیز رعایت شـود، یعنی حداقل مصرفکنندگان و مشترکان در هنگام ایجاد خطا از شـبکه جـدا شـوند. در کنـار ایـن خصوصیات، سیستم حفاظت باید قابل اطمینان، سریع، ساده و اقتصادی باشد. برای رسیدن به ایـن خصوصیات، سیستم حفاظت میبایست کامل طراحی گردد و هماهنگی کامل بین رلههای آن ایجاد شود.

حفاظت سیستمهای توزیع تا حدودی با دیگر بخشهـای سیـستم قـدرت متفـاوت اسـت. بـرخ?ف سیستمهای انتقال و فوق توزیع، سیستمهای توزیع شعاعی هستند. ع?وه بر این، حفاظـت سیـستم انتقال با استفاده از رلههای گوناگون و کلیدهای قدرت انجام میپذیرد، در حالیکه در سیـستمهـای توزیع تنها از فیوزها، رله های جریان زیاد، بازبستها، سکسیونرها و کلیدها استفاده میشود.

-۴-۲ الزامات طراحی سیستم حفاظت

برای طراحی یک سیستم حفاظت باید چندین مسأله مورد بررسی قرار گیرد:
• محل قرارگیری رله ها
• نوع رلهها در هر محل
• مشخصه رلههای قرارگیرنده

مشخصات فوق، میبایست بر اساس شرایط عملکرد و نحوه اتصال شبکه در نظر گرفته شوند.
تاکنون، طراحی سیستمهای حفاظتی بر مبنای تجربه صـورت گرفتـه اسـت. از آنجـا کـه روشـهای طراحی موجود، بر اساس منطق و گاهاً سلیقه افراد صورت میپذیرد، بیشتر این روشها چـه از نظـر اقتصادی و چه از نظر فنی بهینهنمیباشند. به همین منظور، متخصصان در صـدد توسـعه روشـهای الگوریتمی و کاربرد کامپیوتر جهت بهینهسازی حفاظت سیستم قدرت برآمدهاند. روشهای بکار رفته به شبکههای توزیع نیز قابل تعمیم می باشند.
همچنین، با گسترش تکنولوژی و پیشرفتهایی که در زمینه رلههای دیجیتالی صورت گرفتهاسـت، حفاظت تطبیقی میتواند نقش به سزائی در زمینه حفاظـت سیـستمهـای قـدرت داشـته باشـد. در

۱۶

حفاظت تطبیقی، تنظیم رلهها میبایست همراه با تغییرات سیستم در هر لحظه محاسبه مجدد شود و سپس به رله ارسال گردد. در واقع، روشهای حفاظت تطبیقـی یکـی از مهمتـرین روشـهای حـل مشک?ت ناشی از ورود منابع تولید پراکنده بر روی شبکه توزیع میباشند.

-۱-۴-۲ حفاظت سیستم های توزیع

حفاظت سیستمهای توزیع تا حدود زیادی با دیگر بخشهای سیستم قدرت متفاوت است. بـرخ?ف سیستمهای انتقال و فوق توزیع، سیستمهای توزیع شعاعی هستند. ع?وه بر ایـن حفاظـت سیـستم انتقال با استفاده از رلههای گوناگون و کلیدهای قدرت انجام مـیپـذیرد. در حـالی کـه در سیـستم توزیع تنها از قطعکنندهها و کلیدهای مداری، قطع کنندههای بار، فیوزهـا، رلـههـای جریـان زیـاد، بازبستها و سکسیونرها استفاده میشود. در هر مورد خاص بر مبنای نوع عنـصری کـه بایـد مـورد حفاظت قرار گیرد و سطح ولتاژ سیستم، نوع حفاظت تعیـین مـیشـود و حتـی اگـر اسـتانداردهای خاصی برای حفاظت کلی از سیستمهای توزیع وجود نداشته باشد، میتوان در ارتبـاط بـا چگـونگی کار و عملکرد این سیستمها، توضیحات کلی و عمومی ارائه داد.

-۵-۲ مروری بر ادوات حفاظتی بکار رونده در شبکههای توزیع [۲۵]

-۱-۵-۲ رله جریان زیاد

رله جریان زیاد یکی از سادهترین انواع تجهیزات حفاظتی اسـت. ایـن رلـه، همچنـان کـه از نـامش پیداست، در صورتی فعال میشود که جریانهای گذرنده از یک بخش معین سیستم قدرت، از یـک مقدار از پیش تعیین شده بیشتر شود. رلههای جریان زیاد دارای دو گونه اصلی هستند: رلههـای بـا کارکرد آنی و رلههای جریان زیاد با تأخیر زمانی. مشخصه کارکردی این رلهها در شـکل زیـر نـشان داده شده است.

شکل -۲-۲ مشخصههای عملکردی رله جریان زیاد

-۲-۵-۲ فیوز
فیوزها یکی از پرکاربردترین المانهای حفاظتی در شبکه هـستند کـه در ابتـدای فیـدرهای فرعـی و

۱۷

برای حفاظت این فیدرها نصب میشوند. منحنی مشخصه هر فیوز عموماً از دو منحنی تشکیل شـده است. یکی مینیمم زمـان ذوب (Minimum Melting) و دیگـری زمـان قطـع کامـل (Total Clearing) جریان خطا را تعیین میکند. هریک از این منحنیهـا، دارای مشخـصه اضـافه جریـان زمان معکوس هستند و برای نمـایش آنهـا از خطهـای مـستقیم I2t در صـفحه لگـاریتمی اسـتفاده میشود. اگرچه در صفحه لگاریتمی برای فیوز از تابع درجه دو استفاده میشود، لـیکن مـیتـوان در محدوده هماهنگی (Coordination range) که بین جریان خطای مـاکزیمم و مینـیمم تعریـف میشود، با تقریب قابل قبولی آنها را خط مستقیم در نظر گرفت. همچنین یک تابع خطی مـیتوانـد کمک بسیاری به سادهسازی محاسبات نماید. معادلهای که میتـوان منحنـی فیـوز را در محورهـای لگاریتمی با آن بیان کرد، بصورت زیر است:
log(t) ? a.log(I ) ?b (۱-۲)
که در آن t زمان عملکرد فیوز و I جریان فیوز میباشند. a و b نیز ثابت هایی میباشند که منحنـی فیوز را مشخص مینمایند.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد دربارهکارآفرینی، دانشجویان، ویژگی های شخصیتی، ویژگی های شخصیت

کلیدها و بازبستها برای قطع مدار در ابتدا و وسط فیدر اصلی قرار میگیرند و عمومـاً بـه رلـه هـای اضافه جریان با منحنی مشخصههای زمان معکوس مجهز میباشند. این مشخصههـا را مـیتـوان بـه صورت زیر نمایش داد:

(۲-۲)
??B

A

t(I ) ?

۱
P
M

?

که در آن:
: t زمان عملکرد المان حفاظتی با مشخصه اضافه جریان زمان معکوس

: I جریان دیده شده توسط المان حفاظتی
: M نسبت جریان Ipickup ) I / Ipickup جریان تنظیم شده برای شروع به عمل رله است)

میباشند. A، B و p نیز ثابتهایی میباشند که نوع منحنـی مشخـصه را مـشخص مـینماینـد. در جدول ۱-۲، مقادیر استاندارد آنها ارائه شده است:

منحنی مشخصه
A
B
p

معکوس
۰,۰۵۱۵
۰,۱۱۴۰
۰,۰۲
بسیار معکوس
۱۹,۶۱
۰,۴۹۱
۲
بینهایت معکوس
۲۸,۲
۰,۱۲۱۷
۲

جدول -۱-۲ ثابتهای منحنی مشخصه جریان معکوس

-۳-۵-۲ رله ها

-۱-۳-۵-۲ رله های جریان زیاد (overcurrent relays)
برای برخی از شرکتها، نقطه آغاز یک سیستم توزیع، سمت اولیه پست توزیع است. حال آنکه برای برخی دیگر از شرکتها سیستم توزیع از کلید فیدر اصلی آغاز و به مصرف کننده پایان مییابد.

۱۸

.برای هر دو حالت، دانستن چگونگی عملکرد رلههای جریان زیاد ضروری است.

-۲-۳-۵-۲ مشخصات رله جریان زیاد

رله جریان زیاد یکی از سادهترین انواع تجهیزات حفاظتی است. این رله چنان که از نامش پیداست، در صورتی فعال می شود که جریانهای گذرنده از یک بخش معین سیستم قدرت، از یک مقدار از پیش تعیین شده بیشتر شود. رلههای جریان زیاد دارای دو گونه اصلی هستند: رلههایی با کارکرد آنی و رلههای جریان زیاد با تأخیر زمانی. رلههای جریان زیاد آنی چنان طراحی میشوند که با بیشتر شدن جریان از مقدار تنظیم شده، رله با سرعت و بدون هیچ تأخیر زمانی، وارد عمل شود.

البته زمان کارکرد رلهها میتواند کام?ً متفاوت باشد. این زمان میتواند تا حدود ۰,۱۶ ثانیه کم یا به اندازه ۰,۴ ثانیه زیاد باشد. رلههای جریان زیاد بر مبنای نوع و ویژگی عملکرد به سه دسته تقسیم بندی میشوند:

• جریان ثابت
• زمان ثابت
• زمان معکوس
منحنی مشخصه این سه نوع در شکل ۳-۲ رسم شده است.

(الف)

(ب)

(ج)

شکل -۳-۲ انواع رلههای جریان زیاد
-۱ رله های جریان ثابت
هرگاه جریان در این نوع رلهها به یک مقدار از پیش تعیین شده برسد، رله فوراً عمل می کند. تنظیم رله چنان انجام میپذیرد که در دورترین پست برق از منبع، رله با یک جریان کم عمل کند و هر چه پستها به منبع نزدیکتر میشوند، مقدار جریان عملکرد رله افزایش مییابد. رلههایی با جریان

۱۹

معین به تنهایی به عنوان حفاظت جریان زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرند، بلکه معمو?ً از آنها به عنوان واحدهای عمل کننده سریع به همراه دیگر انواع حفاظت استفاده میشود.

-۲ رلههای جریان / زمان ثابت

اینگونه رلهها قادرند که با توجه به تغییر سطوح جریان اتصال کوتاه به وسیله تغییر زمان عملکرد تنظیم شوند. تنظیم این نوع رلهها، با تعیین جریان شروع عملکرد رله و تنظیم ساعتی که زمان دقیق عملکرد رله را نشان میدهد، انجام میشود. این نوع از رله ها در سیستمهایی که امپدانس منبع نسبت به امپدانس عنصر مورد حفاظت از سیستم قدرت، بزرگ است و سطوح اتصال کوتاه موقعیت رله با رلههایی که در انتهای ناحیه حفاظتی قرار گرفتهاند، یکسان است، بسیار مورد استفاده قرار میگیرند.

-۳ رلههای زمان معکوس

ویژگی اساسی این نوع از رلهها این است که زمان عملکرد آنها با جریان اتصال کوتاه نسبت عکس دارد. این ویژگی در منحنی مشخصه انواع رلههای جریان زیاد بهوضوح دیده میشود. رلههای زمان معکوس معمو?ً بر اساس منحنی مشخصه که سرعت عملکرد آنها را نشان میدهد، تقسیم بندی می شوند. بر این اساس این رلهها را معمو?ً در گروههایی با عناوین زمان معکوس، بسیار معکوس و بینهایت معکوس قرار میدهند.

شکل -۴-۲ انواع رلههای جریان زیاد معکوس

همه انواع رلههای جریان زیاد به طور کلی گزینش ناپذیر هستند؛ چرا که نه تنها شرایط جریان زیاد را در حوزه حفاظتی خویش آشکار میکنند، بلکه رخداد هر نوع اضافه جریانی را در ناحیه همسایه نیز نشان میدهند. در عمل، گزینش پذیری ?زم میان رلههای جریان زیاد محافظ بخشهای گوناگون یک سیستم را می توان براساس حساسیت (تنظیم)، زمان کارکرد یا ترکیبی از این دو و

۲۰

همچنین با توجه به مشخصههای نسبی رلههای خاص به کار رفته در سیستم ایجاد کرد. ع?وه بر این روشها، رلههای جریان زیاد در هر دو شکل برای حفاظت از تمام اجزای سیستم مورد استفاده قرار میگیرند. این نوع رلهبندی به دلیل هزینه کم، امروزه در تمام سیستمهای توزیع به عنوان نخستین گزینه بکار میرود.

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید