3. ZA[TITA NA ELEKTRI^NITE MRE@I

Elektri~nite mre`i pretpostavuvaat del od elektroenergetskiot sistem koj slu`i za prenos ili distribucija na elektri~nata energija. Pod poimot mre`i vo izlagaweto koe sledi prvenstveno se podrazbiraat vodovi (vozdu{ni vodovi i kabli). Za za{tita na vodovite se koristat slednite vidovi na za{tita:

1 prekustrujna, 2 distantna,3 diferencijalna i4 osiguruva~.

Koristeweto na osiguruva~ite e {iroko rasprostraneto vo mre`ite so naponsko nivo 0,4 kV. Osiguruva~ite mo`e da se primenuvaat i na srednonaponski nivoa, a najmnogu zaklu~no do naponsko nivo 35 kV. Primenata na osiguruva~ite nema da se razgleduva vo izlagawata od oblasta na relejnata za{tita.

Kaj srednonaponskite vodovi (so naponsko nivo od 10 kV do 35 kV) naj~esto se primenuva prekustrujna za{tita. Vo mre`ite od radijalen tip se koristi nenaso~ena prekustrujna za{tita, dodeka vo mre`ite so jamki mora da se koristi i naso~ena prekustrujna za{tita. Primenata na distantnata za{tita e karakteristi~na za mre`i so naponsko nivo od 110 kV i povisoko, dodeka diferencijalnata za{tita se koristi vo slu~ai koga prethodnite za{titi ne mo`at lesno da se primenat.

3.1. NENASO^ENA PREKUSTRUJNA ZA[TITA

Ovoj vid za{tita pretstavuva najednostavna i naj~esto primenuvana za{tita na srednonaponskite vodovi (od 10 kV do 35 kV). Vo na{ata zemja, kako i vo pove}e evropski zemji, se koristi za{tita so strujno nezavisna karakteristika, dodeka vo SAD i Kanada se koristi isklu~ivo za{tita so strujno zavisna karakteristika.

Selektivnosta na za{titata so strujno nezavisna karakteristika se postignuva so vremensko i strujno nagoduvawe na za{titata. Bidej}i ovie mre`i se radijalni, ne e te{ko i vizuelno da se konstatira patot i postapkata za nagoduvawe. Pri nagoduvaweto na za{titata sekoga{ se trgnuva od krajnite za{titi kon za{titite koi se blisku do izvorot na napojuvawe na radijalnata mre`a (toa e po pravilo transformator so odnos na transformacija 110/x kV, x=35 kV, 20 kV i 10 kV). Pome|u parovite na za{tita (sekoi dve na red postaveni za{titi ) mora da se postigne odreden stepen na vremenska selektivnost koja se dvi`i od 0,25 s do 0,5 s pri upotreba na stati~ki i elektromehani~ki relei, a od 0,6 s do 0,8 s pri primena na primarni potegnuva~i. Prethodno spomenatiot stepen na vremenska selektivnost pome|u parovite na za{tita se voveduva za da se spre~i neselektivnosta vo slu~aj na pobrzo deluvawe na za{titata koja e blisku do izvorot na napojuvawe (zaradi nepreciznost na vremenskiot ~len), pri {to se zadocnuva so deluvawe na za{titata koja e podaleku od izvorot na napojuvawe (povtorno zaradi nepreciznosta na vremenskiot ~len). Vo spomenatiot stepen na vremenska selektivnost mora da bide sodr`ano i vremeto za deluvawe na prekinuva~ot pokraj za{titata koja se nao|a podaleku od izvorot na napojuvawe. Na slika 3.1 e prika`an primer za vremensko nagoduvawe.

Kaj krajnite za{titi vremeto na deluvawe treba da bide {to pokratko, zatoa {to od toa vreme zavisi izborot na nagoduvawe na za{titata koja e poblisku do izvorot na napojuvawe na radijalnata mre`a. Od druga strana, vremeto na deluvawe kaj krajnata za{tita ne smee da bide ni premnogu kratko zatoa {to doa|a do nepotrebno deluvawe na za{titata. Zatoa, vremeto na deluvawe kaj krajnata za{tita se nagoduva obi~no na 0,5 s (grani~nite vrednosti koi realno se sre}avaat vo eksploatacija se dvi`at od vrednost 0,3 s do 1 s) od pove}e pri~ini:

1 postoewe na osiguruva~i kaj krajnite potro{uva~i (potrebno e da se po~eka deluvawe na tie osiguruva~i),

2 za da se smali brojot na deluvawa na za{titata pri preodni defekti koi nastanuvaat kako posledica na kusa vrska na provodnikot i na pr. drvo na trasata ili kusi vrski koi gi predizvikuvaat `ivotnite,

3 za da pri vklu~uvawe se izbegne deluvawe zaradi preodni procesi i4 za da mereweto i deluvaweto na za{titata sledi duri posle zavr{uvaweto

na preodnite procesi.

Prednostite na nenaso~enata prekustrujna za{tita se vo nejzinata ednostavnost, sigurnost i lesno ostvaruvawe na principite za rezervirawe.

Od slikata 3.1 mo`e da se zaklu~i deka kolku {to se defektite poblisku do izvorot i vremeto na deluvawe na za{titata e pogolemo (potrebno e da se konstatira deka situacijata vo ovoj slu~aj e obratna, otkolku kaj distantnata za{tita). Ovoj fakt pretstavuva osnoven nedostatok kaj primenata na prekustrujnata za{tita. Tokmu zaradi relativnoto dolgo traewe na defektite vo

Slika 3.1. - Vremensko nagoduvawe na prekustrujna za{tita vo radijalna mre`a.

delovite na mre`ite kade {to se struite na defektite pogolemi, neophodno e da se proveri dali e voop{to mo`na primena na vakov tip na za{tita.

Pri defekt - kusa vrska, delovite na elektroenergetskiot sistem niz koj {to te~e strujata na kusa vrska adijabatski se zagrevaat, taka {to celata stvorena toplotna energija se tro{i na zgolemuvawe na vnatre{nata energija (temperaturata). Poradi toa delovite niz koi te~e strujata na kusa vrska intenzivno se zagrevaat.

Najnepovolen slu~aj koj se razgleduva e da elementite i delovite na elektroenergetskiot sistem bidat zagreani do maksimalnite trajno dozvoleni temperaturi, a potoa da sledi kusa vrska (za termi~kite presmetki sekoga{ se koristi maksimalna struja na trifazna kusa vrska, za koja }e ima u{te napomeni kaj presmetkite na minimalnite strui na kusi vrski). Za da pritoa ne dojde do o{tetuvawe, potrebno e da se presmeta termi~kata struja na kusa vrska i da se sporedi so dozvolenata termi~ka struja za sekoj element (najlesno e da se presmetaat termi~kata struja i dozvolenata termi~ka struja na elementot, da se svedat na t.n. ednosekundni strui i da se sporedat). Termi~ki ekvivalentnata struja na kusa vrska se presmetuva vrz osnova na sledniot izraz:

n

iiin

ii

t tIt

I1

2

1

1 , (3.1)

kade {to se:

n - broj na posledovatelni kusi vrski (na pr. pri avtomatsko povtorno vklu~uvawe pri trajni kusi vrski n=2; brojot n mo`e da bide i pogolem od 2 ako relativno brzo posle avtomatskoto povtorno vklu~uvawe se bara delnicata so kusa vrska, pa postoi mo`nost za dopolnitelni pove}ekratni vklu~uvawa na kusa vrska),Ii - termi~ka struja pri i-tata kusa vrska,ti - vreme na traewe na i -tata kusa vrska.

Pojdovniot podatok za presmetka na termi~kata struja pretstavuva maksimalna struja na kusa vrska koja se presmetuva vrz osnova na standardot JUS IEC 909 od 1994 godina, dodeka site ostanati presmetki vrzani za vrednosta na termi~kakata struja definirani se so standardot JUS N.B9.805 od 1990 godina.

Koga e izvr{eno vremenskoto nagoduvawe na za{titata (relejot) i izvr{ena proverka dali materijalot od koj e napraven vodot mo`e da go podnesi termi~koto napregawe, se preo|a na izbor na strujno nagoduvawe na relejot na taa za{titata. Nagoduvaweto se izbira vrz osnova na sledniot izraz:

i

maksimalnopogonskospojsigurnostenagoduvanj pa

IkkI

, (3.2)

kade {to se:

ksigurnost - koeficient na sigurnost (od 1,1 do1,2),kspoj - koeficient na spojot na relejot na strujnite transformatori (kaj spojot na faznata struja vrednosta na ovoj koeficient e 1, a kaj spojot na razlika na

strui na dva transformatori e 3 - ovaj spoj retko se koristi, a detalno e objasnet kaj primena na prekustrujna za{tita za za{tita na motori od

kusi vrski),Ipogonsko maksimalno - najgolema pogonska struja, a - koeficient na otpu{tawe na relejot (od 0,85 do 0,95) ipi - odnos na transformacijata na strujniot transformator za koj e povrzan

relejot (ako se usvoi za pi =1, se dobiva vrednost nagodena za primarnite

potegnuva~i).

Na ova mesto e pogodno da se potencira razlikata pome|u vrednosta na nagoduvawe na za{tita i nagoduvaweto na relejot. Vrednostite na strujata na nagoduvawe na prekustrujnata za{tita i strujata na nagoduvawe na relejot, brojno se razlikuvaat za odnosot na transformacija na strujniot transformator pi

(pod pretpostavka deka kspoj=1). Vrednosta na strujata na nagoduvawe na za{titata e ednakva na strujata na nagoduvawe na primarnite potegnuva~i.

Objasnuvaweto za izborot na vrednosta na Ipogonsko maksimalno e prika`ano na primerot od slika 3.2a, {to pretstavuva del od edna radijalna srednonaponska mre`a. Neka vo mno`estvoto na potro{uva~i P2, P3 i P4 postoi i odreden broj asinhroni motori. Na mestoto na vgraduvawe na za{titata nacrtani se strujnite transformatori, a za{titite se obele`ani so broevi. Neka mestoto na defektot e vo delot od mre`ata koj se {titi so za{titata 4. Na slikata 3.2b prika`ana e promenata na naponot i strujata na za{titata 1.

moment naisklu~uvawe na defekt

moment nanastanuvawe na defekt

Slika 3.2. - Razgleduvana mre`a: a) topologija na mre`ata so mesto na defekt i b) tekot na strujata i naponot za vreme i po eliminacija na defektot.

Ipogonsko maksimalno

IdefektIrabotno maksimalno

Udefekt

Upred defekt

izvor na napojuvawe na mre`ata

mesto nadefekt

b)

Pri pojava na defekt vo mre`ata doa|a do zna~itelno namaluvawe na naponot poradi {to site asinhroni motori vo razgleduvanata mre`a zabavuvaat. Posle otstranuvaweto na defektot nastanuva proces na povtorno zaletuvawe na asinhronite motori vo delovite na mre`ata koi ne se isklu~eni. Toa e situacija koja zna~itelno se razlikuva od situacijata na voobi~aeno startuvawe na asinhronite motori, koga startuvaat eden po eden motor, dodeka vo ovoj slu~aj istovremeno se zaletuvaat site motori. Zatoa po otstranuvaweto na defektot, strujata ne se vra}a na vrednost pred defektot, tuku na nekoja pogolema vrednost Ipogonsko maksimalno. Vrednosta na strujata Ipogonsko

maksimalno e pogolema od vrednosta na maksimalnata rabotna struja, no pri takov pogon nema defekt, pa za{titata treba da se nagodi da ne deluva pri takov pogon. Vrednosta na Ipogonsko maksimalno se odreduva na sledniov na~in:

maksimalnorabotnovpustanjemaksimalnopogonsko IkI , (3.3)

kade {to se:

kvpustanje - koeficient na vpu{tawe na asinhronite motori (od 1 do 6) iIrabotno maksimalno - maksimalna rabotna struja.

Potrebno e da se naglasi deka po zavr{uvaweto na preodnite procesi krivata na vrednosta na strujata I(t) dobiva vrednost koja e pomala od vrednosta na strujata pred nastanuvaweto na defektot (zaradi isklu~uvawe na odreden broj potro{uva~i). Vo mre`ite vo koi nema asinhroni motori vakvi efekti nema pa vo toj slu~aj kvpustanje =1.

Vo nekoi slu~ai poseben problem mo`e da pretstavuva primenata na avtomatsko povtorno vklu~uvawe. Za da se eliminira defektot, se isklu~uva delot od mre`ata kade {to e defektot, a potoa po kratkotrajna pauza (obi~no okolu 0,3 s), povtorno se vklu~uva spomenatiot del od mre`ata. Za vreme koga delot od mre`ata e isklu~en mo`e da dojde do takanare~ena ostrovska rabota na asinhronite motori (pogotovo za motorite so pogolemi mo}nosti) kako asinhroni generatori vrz osnova na akumuliranata energija, taka {to pri povtorno vklu~uvawe, nivnite kontraelektromotorni sili mo`at da imaat fazen stav koj e sprotiven od fazniot stav na povtorno dovedeniot napon. Vo taa prilika mo`ni se golemi strujni udari poradi koi doa|a do prorabotuvawe na za{titata na motorite.

Po izborot na vremenskoto i strujnoto nagoduvawe na prekustrujnata za{tita, potrebno e da se proveri osetlivosta. Osetlivosta se proveruva vo osnovnata i rezervnata zona na {titewe. Za taa proverka potrebno e da se simuliraat soodvetni kusi vrski na krajot na tie zoni na {titewe, kako {to e prika`ano na slika 3.3. Delnicata na vodot 1 pretstavuva osnovna zona na prekustrujnata za{tita I> na po~etokot vo toj vod. Rezervnata zona za taa za{tita pretstavuva delnicata na vodot 2. Vodot 2 prvenstveno e {titen so prekustrujna za{tita I> na negoviot po~etok, a vo slu~aj na defekt na taa za{tita, treba da se deluva so za{titata na po~etokot na vodot 1.

potro{uva~iizvor nanapojuvawe na mre`ata

Slika 3.3. - Osnovna i rezervna zona na {titewe na za{titata.

Koeficientot na osetlivost e definiran so sledniot izraz:

ienagoduvanj

minimalnovrskakusa

osetlivost pI

Ik

, (3.4)

kade {to {to e Ikusa vrska minimalno - minimalna struja na kusa vrska.

Za osnovnata zona na {titewe, koeficientot na osetlivost treba da ima vrednost pogolema ili ednakva na 1,5, a za rezervnata zona 1,2. Vo praksata se poka`alo deka koeficientot na osetlivost so vrednost od 1,5 e neophoden za prvo deluvawe kaj elektromehani~kite relei koi relativno dolgo ne se vklu~uvani (pa se demagnetizirale). Kaj stati~kite relei mo`e da se odi i so vrednosti pomali od 1,5 (ABB za svoite stati~ki relei deklarira vrednost od 1,3, a za nekoi tipovi i 1,1).

Minimalnata struja na kusa vrska se odreduva deterministi~ki. Se izbira takva vklopna sostojba za koja na krajot na zonata na {titewe ima najmala struja na kusa vrska, a isto taka se izbira i tip na kusa vrska za koj strujata e minimalna. Se smeta daka re`imot koj prethodel na kusa vrska e re`im na prazen od. Za primerot od slikata 3.3, za proverka na osetlivosta na za{titata na vodot 1 vo osnovnata zona, se simulira kusa vrska K1, a za proverka na osetlivosta vo rezervnata zona kusa vrska K2.

Vo realnite elektroenergetski sistemi, struite na dvofaznata kusa vrska so i bez spoj so zemja se prakti~no isti (obi~no strujata na dvofazna kusa vrska bez spoj so zemja e ne{to pomala od strujata na dvofazna kusa vrska so spoj so zemja). Bidej}i presmetuvaweto na dvofaznata kusa vrska bez spoj so zemja e poednostavno, taa se koristi sekoga{ za dvata vidovi na kusa vrska. Struite na trifazna kusa vrska se pogolemi od struite na dvofazna kusa vrska. Zatoa pri presmetuvaweto na minimalnata struja na kusa vrska se presmetuvaat samo struite pri ednofazna ili dvofazna kusa vrska, pri {to vo izrazot (3.4) se svrstuva pomalata od tie dve vrednosti.

Kaj presmetuvaweto na maksimalnite i minimalnite strui na kusite vrski se koristat voobi~aenite postapki bazirani na primenata na ekvivalentna impedansa i ekvivalenten naponski izvor na mestoto na kusa vrska. Pri presmetkite na maksimalnite i minimalnite strui na kusite vrski, naponot na ekvivalentniot izvor na mestoto na kusata vrska se mno`i so koeficient c ~ii vrednosti se dadeni vo tabelata 3.1.

Tabela 3.1. - Vrednosti na koeficientot c.

Nominalen naponKoeficient c

maksimalna minimalna struja

strujana kusa vrska

na kusa vrska

Nizok napon0,23/0,4 kV

ostanati naponi (pr. 0,38/0,66 kV)1,0

1,050,951,0

Visok napon(napon povisok od 1 kV)

1,1 1,0

Kaj presmetkata na visokiot napon, proizvodot na koeficientot c i nominalniot napon na naponskiot izvor ne smee da go nadmine najvisokiot napon na opremata.

Pri presmetkata na minimalnite strui na kusa vrska, pokraj vrednostite na koeficientot c od tabelata 3.1, potrebno e da se izbere takva vklopna sostojba na elektroenergetskiot sistem, koja za izbranoto mesto dava minimalna vrednost na strujata. Na pr. kaj presmetkata na struite na kusi vrski vo distributivnata mre`a se koristi minimalnata mo}nost na kusa vrska za opis na parametrite na prenosnata mre`a od koja se napojuva razgleduvanata distributivna mre`a. Isto taka, se presmetuvaat i aktivnite otpori na vodovite (nadzemni vodovi i kabli) na vrednosta na otporot koja odgovara na maksimalno dozvolenata temperatura na provodnikot na krajot na kusata vrska. Tie maksimalno dozvoleni temperaturi za provodnici na nadzemnite vodovi od bakar ili aluminium orientaciono iznesuvaat okolu 2000C, dodeka za kablite tie vrednosti se poniski i definirani se so standardite od grupata JUS N.C5 za visokonaponski kabli (orientaciono, tie se dvi`at od 1200C do 1600C). Vrednostite na otporot na vodovite Rksmin za presmetka na minimalnata struja na kusa vrska se presmetuva vrz osnova na izrazot:

Cmaxksmin RR 20

20004,01 - (3.5)

kade {to se:

CR 20 - otpor na vodot pri temperatura od 20°C,max - maksimalno dozvolena temperatura na provodnikot.

Za analizite koi se odnesuvaat na izbor na brojot na strujni transformatori i relei za prekustrujnata za{tita }e se vovede poimot mre`a pod koj }e se podrazbira del na elektroenergetskiot sistem na edno naponsko nivo, vklu~uvaj}i gi tuka i transformatorite so koi e povrzana so ostatokot od elektroenergetskiot sistem. Postojat slednite 3 vidovi na mre`i (pogon) so ogled na zazemjuvaweto na yvezdi{teto na transformatorite koi pripa|aat na taa mre`a:

1 mre`i so zazemjeni yvezdi{te na transformatorite (barem eden transformator ima zazemjeno yvezdi{te),

2 mre`i so izolirani yvezdi{ta na transformatorite i3 mre`i vo koi yvezdi{tata na transformatorite se zazemjeni preku mala

impedansa.

Vo mre`ite so zazemjeno yvezdi{te na transformatorite, prekustrujnite relei I> se postavuvaat vo site tri fazi - slika 3.4. Od ovaa slika e o~igledno deka prekustujnata za{tita na vodot vo ovaj slu~aj se sostoi od tri prekustrujni i eden vremenski relej (ozna~en so t). So za{titata se deluva ako deluva barem eden od releite.

Vo mre`ite so izolirani yvezdi{ta na transformatorite se primenuva prekustrujna za{tita vo dve fazi, pri {to releite vo celata taa mre`a se postavuvaat vo tie dve isti fazi - slika 3.5 (poradi postignuvawe na ista osetlivost na parovite za{titi - sekoi dve na red postaveni za{titi).

Vo mre`ite vo koi yvezdi{teto na transformatorite e zazemjeno preku mala impedansa, struite na ednofazna kusa vrska se ograni~eni na

Slika 3.4. - Trifazna prekustrujna za{tita.

Slika 3.5. - Prekustrujna za{tita vo dve fazi.

maksimalno 300 A do 1000 A. So takviot na~in na zazemjuvawe na yvezdi{teto na transformatorite se ograni~uvaat nultite strui, pa so samoto toa se ograni~uva i vkupnata vrednost na strujata (naj~esto za ednofaznite kusi vrski). Koristeweto na spomnatata impedansa vlijae i na promenata na vrednosta na strujata na dvofaznata kusa vrska so zemja (no ovoj efekt e pomaku izrazen otkolku ograni~uvaweto na struite na ednofazni kusi vrski). So ograni~uvaweto na struite na ednofaznite kusi vrski se namaluva razoruvaweto na delovite i opremata, se namaluva vlijanieto na energetskite vrz telekomunikacionite vodovi, se namaluvaat naponite na dopir i ~ekor, {to seto go pravi pogonot na vakvite mre`i posiguren. Naj~esto za ograni~uvawe na strujata na ednofazna kusa vrska se koristi otpornik, a strujata se ograni~uva na okolu 300 A, taka {to tipi~nite vrednosti na otpornikot za zazemjuvawe na yvezdi{teto na transformatorite vo mre`a se 10 kV e 20 W, vo mre`a 20 kV e 40 W, a vo mre`a 35 kV e 70 W. Ograni~uvaweto na struite na ednofazni kusi vrski, vo princip, ja smaluva efikasnosta na za{titata bidej}i ne e sekoga{ vozmo`no da se napravi jasna razlika me|u normalnata pogonska sostojba i defekt. Mo`e da se slu~i da za kusi vrski na krajot na rezervnata zona na {titewe struite na ednofazna kusa vrska da bidat so intenzitet od nekolku desetina amperi, taka {to ne e mo`no da se razlikuva sostojbata so kusa vrska od normalnata pogonska sostojba. Zatoa za detekcija na ednofazni kusi vrski mora da se upotrebi dopolnitelen relej na nultata komponenta na strujata. Ovaa za{tita e prika`ana na slika 3.6.

Vo vakvite mre`i na edno naponsko nivo se zazemjuva samo eden transformator. Na pr. vo mre`a so naponsko nivo od 35 kV se zazemjuva samo niskonaponskata strana na transformatorot 110/35 kV/kV, dodeka visokonaponskata strana na transformatorot 35/10 kV/kV ne se zazemjuva (naj~esto tie namotki se povrzani vo triagolnik, pa ne mo`at ni da se zazemjuvaat). Na ovoj na~in se ovozmo`uva zatvorawe na tekot na nultata

Slika 3.6. - Prekustrujna za{tita so relej na nultata komponenta na strujata.

komponenta na strujata samo kon yvezdi{teto na eden transformator so {to se ovozmo`uva primena na nenaso~ena za{tita na nultata komponenta na strujata. Vo mre`ite so naponsko nivo od 10 kV koi se napojuvaat preku dvonamotan transformator 110/10 kV/kV, za ograni~uvawe na struite na ednofazni kusi vrski obi~no se koristi poseben transformator za zazemjuvawe bidej}i niskonaponskite namotki na transformatorot 110/10 kV/kV se povrzani vo triagolnik. Transformatorot za zazemjuvawe ima samo edna grupa namotki koja, po pravilo e povrzana vo iskr{ena yvezda ~ie yvezdi{te se vrzuva za otpornik za zemjuvawe. Transformatorot za zazemjuvawe se nao|a vo istata postrojka vo koja se nao|a i transformatorot preku koj se napojuva distributivnata mre`a.

Relejot na nultata komponenta na strujata I0> se nagoduva vo granici od 20% -40% od nominalnata struja na strujnite transformatori. Nominalnata struja na relejot po pravilo e ednakva na nominalnalta struja na sekundarot na strujniot transformator taka {to nagoduvaweto na relejot, vo su{tina, se izbira vo odnos na nominalnata (sekundarna) struja na strujnite transformatori (1 A ili 5 A). Zna~i, strujata na nagoduvawe na relejot na nulta komponenta e:

trstruennominalnosnultaenagoduvanj IkI 0 , (3.6)

kade {to ks0 e koeficient na sigurnost (od 0,2 do 0,4).

Nominalnata struja na strujniot transformotor se izbira taka {to maksimalnata rabotna struja treba da bide od 50% do 120% od negovata nominalna struja (t.e. se dozvoluva toj da bide 20% trajno preoptovaren). I vo ovoj slu~aj e potrebno da se proveri koeficientot na osetlivost kako {to e definirano so izrazot (3.4), samo taa proverka sega se vr{i isklu~ivo za ednofazni kusi vrski na kraevite na zonata na {titewe.

Vo nekoi varijanti relejot na nultata komponenta mo`e da bide povrzan za poseben vremenski ~len. Poseben vremenski ~len kaj relejot na nultata komponenta na strujata se primenuva na pr. na vodovi od 35 kV na ~ii kraevi se nao|aat transformatori 35/10 kV/kV. Ovie transformatori imaat 35 kV namotki povrzani vo triagolnik, a 10 kV povrzani vo yvezda. Bez ogled dali namotkite se povrzani vo yvezda so zazemjeno yvezdi{te ili ne, vakvata sprega od transformatori pretstavuva prekin vo nulti re`im. Toa zna~i deka eventualniot nulti re`im koj se vospostavuva pri defekti so zemjata na 10 kV nivo, ne se prenesuva na 35 kV strana. Poradi toa nikoga{ nema da nastane situacija vo koja treba da se izvr{i vremenska koordinacija na releite na nultata komponenta na vodot 35 kV i na 10 kV nivo. Obi~no kaj ovie relei na vodot 35 kV dovolno e da se nagodi vremensko zadocnuvawe od 0,2 s samo da se izbegne eventualnoto deluvawe pri vklu~uvawe na vodot. Sli~na situacija postoi i kaj 20 kV vodovi preku koi se napojuvaat potro{uva~i preku transformator 20/0,4 kV/kV. Ovie transformatori naj~esto imaat 20 kV namotki povrzani vo triagolnik, a 0,4 kV namotki povrzani vo yvezda, pa ovaa situacija e analogna na prethodno razgledanata.

Vo mre`ite vo koi yvezdi{teto na transformatorite e zazemjeno preku mala impedansa, za za{tita od me|ufazni kusi vrski mo`e da se koristi {ema so 2 ili 3 relei, bidej}i ova re{enie e me|u onie so direktno zazemjuvawe i so izolirano yvezdi{te na transformatorot. Vo praksa naj~esto se koristat tri relei. Kaj posovremenite konstrukcii na za{tita se koristat tri strujni transformatori za merewe na faznite strui i nultata komponenta na strujata. So soodveten stati~ki aparat i logi~ki kola vnatre vo samata za{tita, vo relejot se doveduvaat strui od site tri strujni transformatori pri {to negovoto deluvawe se

inicira od strujata na fazata koja ima intenzitet pogolem od nagodenata vrednost.

Kaj primenata na prekustrujna za{tita vo radijalni mre`i postoi evidenten problem {to kusite vrski koi se poblisku do izvorot na napojuvawe se eliminiraat po nekoe relativno dolgo vreme. Za da se ubla`i ovoj problem, se koristi i momentna prekustrujna za{tita so koja se deluva pri kusi vrski vo osnovnata zona na za{tita. So dodavawe na momentnata prekustrujna za{tita (odnosno, momentniot prekustruen relej) se preminuva na prekustrujna za{tita so kombinirana karakteristika, namesto za{tita so strujno nezavisna karakteristika. Ovaa kombinirana karakteristika donekade se razlikuva od onaa prika`ana na slika 2.9 ili 2.12b, bidej}i delot na karakteristikata koj odgovara na strujno zavisnata vremenska karakteristika e zamenet so strujno nezavisna vremenska karakteristika. Nagoduvaweto na strujno nezavisnata vremenska karakteristika e ve}e izbrano po pravilata koi bea prethodno izlo`eni, taka {to preostanuva da se nagodi samo momentnata prekustrujna za{tita koja se dodava. Kaj momentnata za{tita postoi mo`nost samo za strujno nagoduvawe, pa strujata na nagoduvawe na ovaa za{tita se presmetuva po sledniot izraz:

i

sobirnicisosednikvsenagoduvanj p

IkI

, (3.7)

kade {to se:

Iks sosedni sobirnici - maksimalna vrednost na strujata na kusa vrska na sosedni sobirnici i ks - koeficient na sigurnost (tipi~na vrednost e 1,4).

Za razlika od izrazot za izbor na nagoduvawe na releite na obi~nite prekustrujni za{titi - na pr. izrazot (3.2), vo izrazot (3.7) pri izborot na nagoduvawe na releite koi se koristat za momentnata prekustrujna za{tita voobi~aeno ne postoi koeficient na otpu{tawe, bidej}i kaj ovie relei pri ekscitirawe vedna{ ima i deluvawe. Me|utoa vo slu~ai koga deluvaweto na momentnata prekustrujna za{tita e usloveno so deluvaweto na nekoja druga za{tita so pomo{ na blokadni ~lenovi, treba vo imenitelot na izrazot (3.7) da se vmetni i koeficientot a.

Motivacijata za izbor na maksimalna vrednost na strujata na kusa vrska na sosednite sobirnici }e bide objasneta na primerot od slikata 3.7 kade {to e prika`an dolg vod so dve delnici. Kaj dolgite vodovi relativno te{ko e da se obezbedi dovolna osetlivost na prekustrujnata za{tita I> na po~etokot na vodot za defekti na krajot na vodot. Zatoa na pogodno mesto na vodot se postavuva u{te edna I> za{tita. Eden takov slu~aj e prika`an na slikata 3.7 kade {to ovie za{titi se obele`ani so 1 i 2. Izvor na napojuvawe na ovaa mre`a e transformatorot kaj za{titata 1. Na apscisata se dol`inite L mereni od sobirnicata kaj za{titata 1, a na ordinatata se vremiwata na deluvawe na za{titite koi iznesuvaat na pr: 1 y za za{titata 2 i 1,5 y za za{titata 1. Vremeto na deluvawe od 1,5 y mo`e vo nekoi slu~ai da bide i premnogu dolgo. Na pr. zaradi relativno dolgoto traewe na defektite na taa delnica na vodot i relativno dolgoto sni`uvawe na naponot, mo`e da dojde do zaglavuvawe na asinhronite motori koi se napojuvaat preku taa delnica. Ako se proceni deka vremeto na deluvawe na I> za{titata 1 e premnogu dolgo, podobruvawe mo`e da se postigne so koristewe na momenten prekustruen relej I>> za za{tita na prvata delnica i so premin na za{tita so kombinirana karakteristika (u{te edna{ se naglasuva deka vo ovoj slu~aj kombiniranata karakteristika e

poinakva od onaa na slika 2.9 ili 2.12b bidej}i, namesto kombinacija na momenten i relej so strujno zavisna vremenska karakteristika, se koristi momenten i relej so strujno nezavisna vremenska karakteristika).

Za izbor na nagoduvaweto na momentnata prekustrujna za{tita 1 potrebno e da se simuliraat kusi vrski na sosedni sobirnici, a toa se sobirnicite kaj za{tita 2. Pri toa treba da se izbere vklopna sostojba i vid na kusa vrska pri koj se ima maksimalna vrednost na strujata na kusa vrska. Taka dobiena vrednost na strujata se vmetnuva vo izrazot (3.7) pa na ovoj na~in se obezbeduva selektivnost na rabotata na momentnata za{tita, odnosno dosegot na ovaa za{tita nikoga{ da ne gi nadmine sosednite sobirnici. Tokmu poradi pri~inata na selektivnost ne mo`e da se postigne {titiwe na celata osnovna zona so momentalnata prekustrujna za{tita, tuku se {titi nejzin pogolem del. Delot na osnovnata zona koj ne se {titi so ovaa za{tita se vika mrtva zona na momentnata prekustrujna za{tita. Na slika 3.7 obele`ana e edna takva zona. I pokraj ovoj nedostatok, problemot so brzinata na deluvawe na prekustrujnite za{titi e zna~itelno podobren. Na delovite na zonata kade se i najgolemite struite na kusi vrski postignato e zna~itelno zabrzuvawe, dodeka pak takvo podobruvawe nema vo spomenatata mrtva zona. Dobra okolnost e {to struite na kusi vrski vo delnicata imaat najmali vrednosti tokmu vo mrtvata zona.

Interesno e da se rezgledaat efektite koi se dobivaat ako momentniot prekustruen relej se postavi na primarnata strana na transformatorot vo distributivnata mre`a. Toj slu~aj e prika`an na slika 3.8. Od ovaa slika mo`e da se zabele`i deka so primenata i na momentniot prekustruen relej na primarnata strana na transformatorot 35/10 kV/kV (kaj sobirnicata B) se ovozmo`uva nezavisno vremensko nagoduvawe vo mre`ite so naponsko nivo 35 kV i 10 kV koi tie transformatori gi povrzuvaat. Kako {to mo`e da se vidi od slika 3.8, prekustrujnata za{tita se postignuva samo od primarnata strana kaj

karakteristikana za{tita 2

karakteristikana za{tita 1

Slika 3.7. - Primer za primena na prekustrujna za{tita so kombinirana karakteristika.

transformatorot 35/10 kV/kV. Ovaa za{tita e nagodena na 1,5 y i so nea mo`e da se rezervira rabotata na za{titata od sekundarnata strana na transformatorot. Site defekti me|u mestoto na vgraduvawe na momentnata prekustrujna za{tita I>> i transformatorot, kako i defektite vo transformatorot }e bidat eliminirani bez vreme na docnewe. Toa zna~i, deka kaj za{titata kaj koja ovie sobirnici i transformatorot se nao|aat vo rezervnata zona, vremeto na deluvawe se nagoduva povisoko samo za stepen na selektivnosta. Zatoa za{titata na po~etok na delnicata me|u sobirnicite A i B e nagodena na 0,5 y . Kaj transformatorite 110/35/10 kV/kV/kV (110/20/10 kV/kV/kV) prekustrujnite za{titi se postavuvaat vo site tri transformatorski poliwa.

Biten uslov za vremenski nezavisen izbor na nagoduvaweto vo mre`ite 35 kV i 10 kV e da za{titata kaj sobirnicata A na 35 kV vod kon transformatorot 35/10 kV/kV bide neosetliva na kusi vrski vo mre`ata zad transformatorot 35/10 kV/kV.

Potrebno e da se istakne u{te eden detaq od slikata 3.8. Za{titite vo 35 kV transformatorsko pole kaj sobirnicata A se nagodeni na 2 y, makar {to, uva`uvaj}i go nagoduvaweto na izvodite koi poa|aat od sobirnicata A i usvoeniot stepen na vremenska selektivnost, soodvetnoto nagoduvawe bi iznesuvalo 1,5 y. Ako vo transformatorskata stanica postoi i drug transformator (koj na slikata e prika`an so isprekinati linii) toga{ ~esto me|u sistemite na sobirnici koi gi napojuvaat tie transformatori (vo ovoj slu~aj toa se sobirnicite A i C) se pravi spojno pole. Mnogu ~esto vo toa spojno pole se vgraduva prekustrujna za{tita ~ie vremensko nagoduvawe se bira uva`uvaj}i gi nagoduvawata na za{titite na izvodite na dvata transformatori i stepenot na selektivnosta. Na ovoj na~in, so za{titata vo spojnoto pole se rezerviraat za{titite na izvodite od mre`ata na ispadnatiot transformator. Za{titata vo 35 kV transformatorski poliwa kaj sobirnicite A i C se nagoduva i vo odnos na za{titata na spojnoto pole. So prethodno izlo`enoto re{enie se obezbeduva napojuvawe na mre`ata na ispadnatiot transformator so istovremena za{tita od defektite vo ovoj del od mre`ata.

spojnopoleizvor na napojuvawe

na distributivnata mre`a

Slika 3.8. - Primer na vremenskoto nagoduvawe na prekustrujni

za{titi vo mre`ite 35 kV i 10 kV.

Interesno e da se razgleda kakvi efekti se dobivaat ako namesto relei so strujno nezavisna karakteristika se upotrebat relei so strujno zavisna vremenska karakteristika. Eden takov slu~aj e prika`an na slika 3.9. Kako podloga za razgleduvawata koi sledat, koristen e eden radijalen izvod od postrojka 110/20 kV/kV, prika`an na gorniot del od slikata 3.9.

Slika 3.9. - Za{tita na radijalen izvod so strujno zavisna vremenska karakteristika.

vreme na deluvawena za{titata

mesto na defekt

110/20 kV/kV

Prekustrujnata za{tita ~ija rabota se razgleduva se nao|a na po~etok na ovoj izvod. Za analiza e izbran relej so normalno zavisna karakteristika so koeficient kf =0,05, dodeka za nagoduvawe na za{titata e izbrana vrednost od 540 A. Rezultatite na analizite se prika`ani vo dolniot del na slikata 3.9 kade {to na ordinatata se dadeni vremiwata na deluvawe na za{titata vo sekundi, a na apscisata se broevite na sobirnicite (obele`ani na gorniot del na slikata 3.9) na koi se simulirani dvofazni (2rky) i trifazni (3 rky) kusi vrski.

Od slika 3.9 ne e te{ko da se konstatira deka na celata dol`ina na ovoj izvod vremiwata na deluvawe na za{titata so strujno zavisna karakteristika se pokratki otkolku {to bi bile vremiwata na deluvawata na za{titata so strujno nezavisna vremenska karakteristika (tipi~na vrednost na vremenskoto nagoduvawe na za{tita so strujno nezavisna vremenska karakteristika e 0,5 y). Od ovoj primer se gleda prednosta od primenata na ova re{enie. Toa e pred se pobrzoto deluvawe (so samoto toa posledicite od kusite vrski se pomali) vo odnos na primenata na za{tita so strujno nezavisna vremenska karakteristika.

Vo kabelskite mre`i 35 kV koi se napojuvaat preku soodvetni transformatori vrzani za prenosni delovi na elektroenergetskiot sistem so golema mo}nost na kusa vrska, maksimalnite vremiwa na deluvawe na za{titite so strujno zavisna vremenska karakteristika mo`e da bidat i pod 0,3 y.

Vo tehni~ka smisla, primenata na za{titata so strujno zavisna vremenska karakteristika e opravdana vo site slu~ai koga minimalnite strui na kusite vrski se barem dva pati pogolemi od strujata na nagoduvawe (ovoj uslov se postavuva poradi dobivawe na stabilna karakteristika na releite).

Nedostatok kaj prethodno spomenatoto re{enie e vo relativno slo`eniot izbor na nagoduvawe, pri {to mora da se poznavaat struite na kusite vrski za site vklopni sostojbi i site vidovi na kusi vrski. Vo mre`ite kade vo zavisnost od vklopnata sostojba, struite na kusi vrski zna~itelno se menuvaat po intenzitet, mo`e da dojde do neselektivno deluvawe ili duri do mnogu bavno deluvawe. Tokmu zatoa e potreben razvoj na adaptivni za{titi vo ramki na koi so promenata na rabotniot re`im bi se menuvalo i nagoduvaweto na relejot so strujno zavisna karakteristika.

Vo nekoi slu~ai ne e vozmo`no da se postigne dovolna osetlivost na prekustrujnata za{tita za site vidovi na kusi vrski. Poseben problem pretstavuvaat kusite vrski so zemja, nekoga{ duri i vo mre`ite so direktno zazemjeno yvezdi{te na transformatorot. Ovoj problem mo`e da se nadmine na dva na~ini. Prviot ve}e e spomnat i se sostoi vo primenata na prekustruen relej na nultata komponenta na strujata – slika 3.6. Drug na~in za zgolemuvawe na osetlivosta na prekustrujnata za{tita e primena na ovaa za{tita vo kombinacija so podnaponski relej.

Slika 3.10. - Prekustrujna za{tita blokirana so podnaponski relej.

Potrebata od vakvo zgolemuvawe na osetlivosta postoi vo slu~aj koga strujata na kusa vrsa e so takov intenzitet da ne mo`e lesno i sigurno da se razlikuva od maksimalnata rabotna struja. Vakvata kombinacija na relei prika`ana e na slika 3.10. Na ovaa slika trite relei na prekustrujnata za{tita se simboli~no prika`ani so eden trifazen relej I> , dodeka trite podnaponski relei simboli~no se prika`ani so eden trifazen relej U<.

Za da se deluva so ovaa za{tita mora da se deluva i so prekustrujnite i so podnaponskite relei. Podnaponskiot relej pri normalna rabota ima otvoreni kontakti pa pri pojava na kusa vrska, koga naponot }e opadne pod nekoja zadadena vrednost, negovite kontakti }e se zatvorat. Negovite kontakti se zatvoreni i vo beznaponska sostojba kako {to e toa prika`ano na slika 3.10. Kaj ovaa za{tita mo`no e prekustrujniot relej da se nagodi i pod maksimalnata rabotna struja za pri minimalna struja na kusa vrska da se postigne potrebna osetlivost. Podnaponskiot relej se nagoduva na slednata vrednost:

nT

rabotnominimalnosenagoduvanj ap

UkU

, (3.8)

kade {to e:

ks - koeficient na sigurnost (od 0,8 do 0,9),Uminimalno rabotno - minimalen raboten napon,

Tp - prenosen odnos na naponskiot transformator i

na - koeficient na otpu{tawe definiran so izrazot (2.30).

Na ova mesto mo`e da se napravi kuso rezime za prednostite i nedostatocite na nenaso~enata prekustrujna za{tita. Prednosti se: ednostavnost od {to sledi sigurnost i niska cena, dodeka nedostatocite se povrzani so pojava na mrtvi zoni na krajot od {titenata zona kaj primena na momentnite prekustrujni za{titi. Kaj primena na za{titi so strujno zavisna karakteristika, zonata na {titewe mo`e i zna~itelno da se menuva so promena na rabotniot re`im.

3.2. NASO^ENA PREKUSTRUJNA ZA[TITA

Radijalni ednostrano napojuvani mre`i koi imaat paralelni vodovi koi poa|aat od isti sobirnici i zavr{uvaat na nekoi drugi (za dvata voda isti) sobirnici, dvostrano napojuvani vodovi i prstenesto napojuvani mre`i, ne mo`at da se {titat so pomo{ na obi~ni prekustrujni relei bidej}i ne mo`e da se obezbedi selektivnost. Vo ovie slu~ai mora da se koristi i naso~ena prekustrujna za{tita koja pretstavuva kombinacija na prekustruen i naso~en relej.

Na slikata 3.11 prika`ana e naso~ena prekustrujna za{tita za mre`a so izolirano yvezdi{te (bidej}i se koristat relei vo dve fazi). Za da se spre~i pogre{no deluvawe na za{titata, merewe na naponot i odreduvawe na nasokata so naso~eniot relej S e vozmo`no samo vo slu~aj koga e pobuden prekustrujniot relej I> (toga{ e zatvoren gorniot kontakt na koloto preku koe se doveduva napon na naso~eniot relej). Fazite od koi }e se

doveduva naponot na naso~eniot relej se biraat taka {to da se obezbedi maksimalna osetlivost (maksimalen pogonski moment) pri re`im koga treba da se deluva so za{tita, a toj izbor zavisi i od karakteristikata na delot na elektroenergetskiot sistem vo koj se primenuva za{titata.

Vo mre`ite so direktno zazemjeno yvezdi{te ili so yvezdi{te zazemjeno preku impedansa (otpor) so mala vrednost, se dodava tret prekustruen i naso~en relej, a ~esto se primenuva i poseben prekustruen i naso~en relej za kusi vrski so zemja.

Prednosti i nedostatoci na ovaa za{tita se analogni na onie kaj nenaso~enata prekustrujna za{tita.

Slika 3.11. - Naso~ena prekustrujna za{tita.