Məqalədə siz diferensial müdafiənin nə olduğunu, necə işlədiyini, hansı müsbət keyfiyyətlərə malik olduğunu öyrənəcəksiniz. Həmçinin elektrik xətlərinin diferensial mühafizəsinin çatışmazlıqlarının nədən ibarət olması barədə danışılacaq. Siz həmçinin cihazları və elektrik xətlərini qorumaq üçün praktiki sxemləri öyrənəcəksiniz.
Diferensial müdafiə növü hazırda ən ümumi və ən sürətli hesab olunur. Sistemi fazadan fazaya qısaqapanmadan qorumağa qadirdir. Möhkəm torpaqlanmış neytraldan istifadə edən sistemlərdə, bir fazalı qısa dövrələrin meydana gəlməsinin qarşısını asanlıqla ala bilər. Diferensial müdafiə növü elektrik xətlərini, yüksək güclü mühərrikləri, transformatorları, generatorları qorumaq üçün istifadə olunur.
Ümumilikdə iki növ diferensial müdafiə var:
- Gərginliklər bir-birini tarazlayır.
- Dövriyyə cərəyanı ilə.
Bu məqalə olacaqbu diferensial müdafiə növlərinin hər ikisi onlar haqqında mümkün qədər çox öyrənmək üçün nəzərdən keçirilir.
Diryan cərəyanlarından istifadə edərək diferensial müdafiə
Prinsip ondan ibarətdir ki, cərəyanlar müqayisə edilir. Və daha dəqiq desək, mühafizəsi həyata keçirilən elementin əvvəlində, eləcə də sonunda parametrlərin müqayisəsi var. Bu sxem uzununa tip və eninə həyata keçirilməsində istifadə olunur. Birincilər tək bir elektrik xəttinin, elektrik mühərriklərinin, transformatorların, generatorların təhlükəsizliyini təmin etmək üçün istifadə olunur. Uzununa diferensial xəttin qorunması müasir elektrik sənayesində çox yaygındır. İkinci növ diferensial qoruma paralel işləyən elektrik xətlərindən istifadə zamanı istifadə olunur.
Xətlərin və cihazların uzununa diferensial mühafizəsi
Boyuna tipli mühafizəni həyata keçirmək üçün hər iki ucunda eyni cərəyan transformatorlarını quraşdırmaq lazımdır. Onların ikincil sarımları cərəyan rölelərinə qoşulması lazım olan əlavə elektrik naqillərinin köməyi ilə ardıcıl olaraq bir-birinə birləşdirilməlidir. Üstəlik, bu cərəyan röleləri paralel olaraq ikincil sarımlara qoşulmalıdır. Normal şəraitdə, eləcə də xarici qısaqapanma olduqda, eyni cərəyan transformatorların hər iki birincil sarımında axacaq, həm faza, həm də böyüklük baxımından bərabər olacaqdır. Bir az daha kiçik bir dəyər rölin elektromaqnit cərəyanı sarımından keçəcək. Bunu sadə düsturla hesablaya bilərsiniz:
Ir=I1-I2.
Fərz edək ki, transformatorların cari asılılıqları tamamilə uyğun olacaq. Buna görə də, cari dəyərlərdə yuxarıda qeyd olunan fərq sıfıra yaxın və ya bərabərdir. Başqa sözlə, Ir=0 və qoruma hazırda işləmir. Transformatorların ikincil sarımlarını birləşdirən köməkçi naqillər cərəyanı dövr edir.
Boyuna tipli diferensial mühafizə sxemi
Bu diferensial qoruma sxemi transformatorların ikincil dövrəsindən keçən cərəyanların bərabər dəyərlərini əldə etməyə imkan verir. Buna əsaslanaraq belə nəticəyə gələ bilərik ki, bu mühafizə sxemi iş prinsipinə görə belə adlandırılıb. Bu halda, birbaşa cərəyan transformatorları arasında yerləşən sahə mühafizə zonasına düşür. Qısaqapanma baş verdikdə, mühafizə zonasında transformatorun bir tərəfindən enerji verildikdə, I1 cərəyanı elektromaqnit rölin sarğı vasitəsilə axır. O, xəttin digər tərəfində quraşdırılmış transformatorun ikincil dövrəsinə göndərilir. İkincil sarımda çox yüksək müqavimət olduğuna diqqət yetirmək lazımdır. Buna görə də ondan demək olar ki, heç bir cərəyan keçmir. Bu prinsipə əsasən şinlərin, generatorların, transformatorların diferensial mühafizəsi işləyir. I1 Ir-ə bərabər və ya böyük olduqda, qoruyucu açarların kontakt qrupunu açaraq işləməyə başlayır.
Qısa qapanma və dövrədən qorunma
Mühafizə olunan ərazinin daxilində qısaqapanma zamanı hər ikisitərəflər, hər bir sarımın cərəyanlarının cəminə bərabər olan elektromaqnit rölesindən bir cərəyan keçir. Bu vəziyyətdə qoruma açarların kontaktlarını açmaqla da aktivləşdirilir. Yuxarıda göstərilən bütün nümunələr transformatorların bütün texniki parametrlərinin tam olaraq eyni olduğunu nəzərdə tutur. Buna görə də, mənr=0. Ancaq bunlar ideal şərtlərdir, əslində, ilkin cərəyanların maqnit sistemlərinin performansında kiçik fərqlərə görə, elektrik cihazları bir-birindən, hətta eyni tipdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Cari transformatorların xüsusiyyətlərində fərqlər varsa (quruluşun diferensial faza mühafizəsi həyata keçirildikdə), ilkinlər tamamilə eyni olsa belə, ikincil dövrələrin cərəyanları fərqlənəcəkdir. İndi biz elektrik xəttində xarici qısaqapanma zamanı diferensial mühafizə dövrəsinin necə işlədiyini nəzərdən keçirməliyik.
Xarici qısaqapanma
Xarici qısaqapanma olduqda, diferensial mühafizə elektromaqnit rölesi vasitəsilə balanssızlıq cərəyanı keçəcək. Onun dəyəri birbaşa transformatorun ilkin dövrəsindən hansı cərəyanın keçdiyindən asılıdır. Normal yük rejimində onun dəyəri kiçikdir, lakin xarici qısaqapanma olduqda, artmağa başlayır. Onun dəyəri də xətanın başlanmasından sonrakı vaxtdan asılıdır. Üstəlik, bağlanma başlandıqdan sonra ilk bir neçə dövrdə maksimum dəyərə çatmalıdır. Məhz bu zaman bütün I qısaqapanma transformatorların ilkin dövrələrindən keçir.
Onu da qeyd etmək lazımdır ki, əvvəlcə mən qısaqapanma iki növ cərəyandan ibarətdir - birbaşa və alternativ. Onlara da deyiliraperiodik və dövri komponentlər. Diferensial mühafizə cihazı elədir ki, cərəyanda aperiodik komponentin olması həmişə transformatorun maqnit sisteminin həddindən artıq doymasına səbəb olmalıdır. Nəticədə, balanssızlıq potensial fərqi kəskin şəkildə artır. Qısaqapanma cərəyanı azalmağa başlayanda sistemin balanssızlıq dəyəri də azalır. Bu prinsipə əsasən transformatorun diferensial mühafizəsi həyata keçirilir.
Qoruyucu strukturların həssaslığı
Bütün növ diferensial qoruma tez işləyir. Və onlar xarici qısa qapanmaların mövcudluğunda işləmirlər, buna görə də xarici qısaqapanma olduqda sistemdə mümkün olan maksimum balanssızlıq cərəyanını nəzərə alaraq elektromaqnit röleləri seçmək lazımdır. Bu növ qorunmanın son dərəcə aşağı həssaslığa malik olduğuna diqqət yetirməyə dəyər. Onu artırmaq üçün bir çox şərtlərə əməl etməlisiniz. Birincisi, cərəyanın ilkin dövrədən axdığı anda (qiymətindən asılı olmayaraq) maqnit dövrələrini doyurmayan cərəyan transformatorlarından istifadə etmək lazımdır. İkincisi, tez doymuş tipli elektrik cihazlarından istifadə etmək arzu edilir. Onlar qorunacaq elementlərin ikincil sarımlarına birləşdirilməlidir. Bir elektromaqnit rölesi ikincil sarğı ilə paralel olaraq sürətli doyma transformatoruna (cari diferensial qorunma mümkün qədər etibarlı olur) qoşulur. Generator və ya transformator diferensial mühafizəsi belə işləyir.
Həssaslığı artırın
Fərz edək ki, xarici qısaqapanma baş verib. Bu halda, aperiodik və dövri komponentlərdən ibarət olan qoruyucu transformatorların birincil dövrələri vasitəsilə müəyyən bir cərəyan axır. Eyni "komponentlər" sürətli doymuş transformatorun birincil sarğıdan keçən balanssızlıq cərəyanında mövcuddur. Bu halda, cərəyanın aperiodik komponenti nüvəni əhəmiyyətli dərəcədə doyurur. Buna görə cərəyanın ikincil dövrəyə çevrilməsi baş vermir. Aperiodik komponentin zəifləməsi ilə maqnit dövrəsinin doymasında əhəmiyyətli bir azalma baş verir və tədricən ikincil dövrədə müəyyən bir cərəyan dəyəri görünməyə başlayır. Lakin balanssızlıq cərəyanının maksimum səviyyəsi sürətli doyma transformatoru olmadıqda daha az olacaq. Buna görə də, mühafizə cərəyanı dəyərini balanssızlıq potensial fərqinin maksimum dəyərindən az və ya ona bərabər təyin etməklə həssaslığı artıra bilərsiniz.
Diferensial müdafiənin müsbət keyfiyyətləri
İlk dövrlərdə maqnit dövrəsi çox güclü şəkildə doyur, transformasiya praktiki olaraq baş vermir. Lakin aperiodik komponent parçalandıqdan sonra dövri hissə ikincil dövrədə çevrilməyə başlayır. Çox vacib olduğuna diqqət yetirməyə dəyər. Buna görə də, elektromaqnit rölesi işləyir və qorunan dövrəni söndürür. İlk təxminən bir yarım dövr üçün çox aşağı səviyyəli çevrilmə qoruma dövrəsinin hərəkətini ləngidir. Lakin bu, praktiki dövrə mühafizə sxemlərinin qurulmasında böyük rol oynamır.
Transformatorun diferensial mühafizəsi mühafizə zonasından kənarda elektrik dövrəsinin zədələndiyi hallarda işləmir. Buna görə də vaxt gecikməsi və seçicilik tələb olunmur. Qoruma cavab müddəti 0,05 ilə 0,1 saniyə arasında dəyişir. Bu, bu tip diferensial müdafiənin böyük üstünlüyüdür. Ancaq başqa bir üstünlük var - çox yüksək dərəcədə həssaslıq, xüsusən də sürətli doyma transformatoru istifadə edərkən. Kiçik üstünlüklər arasında sadəlik və çox yüksək etibarlılığı qeyd etmək lazımdır.
Mənfi xüsusiyyətlər
Lakin həm uzununa, həm də eninə diferensial müdafiənin çatışmazlıqları var. Məsələn, kənardan qısaqapanmalara məruz qaldıqda elektrik dövrəsini qoruya bilmir. Həmçinin, güclü həddindən artıq yüklənməyə məruz qaldıqda elektrik dövrəsini aça bilmir.
Təəssüf ki, ikincil sarımın qoşulduğu köməkçi dövrə zədələndikdə qoruma işləyə bilər. Lakin dövriyyə cərəyanı ilə diferensial müdafiənin bütün üstünlükləri bu kiçik çatışmazlıqları kəsir. Lakin onlar çox qısa, bir kilometrdən çox olmayan elektrik xətlərini qoruya bilirlər.
Onlardan çox tez-tez naqillərin mühafizəsinin həyata keçirilməsində istifadə olunur, onların köməyi ilə elektrik stansiyalarının və generatorların işləməsi üçün zəruri olan müxtəlif qurğular qidalanır. Elektrik xəttinin uzunluğu çox böyük olduqda, məsələn, bir neçə on kilometrdir, uyğun olaraq qorunmabu sxemi yerinə yetirmək çox çətindir, çünki elektromaqnit releləri və transformatorların ikincil sarımını birləşdirmək üçün çox böyük kəsikli naqillərdən istifadə etmək lazımdır.
Standart naqillərdən istifadə etsəniz, o zaman cərəyan transformatorlarına yük çox böyük olacaq, həmçinin balanssızlıq cərəyanı. Lakin həssaslığa gəldikdə, o, çox aşağıdır.
Mühafizə relelərinin dizaynları və sxemlərin əhatə dairəsi
Çox uzun elektrik xətlərində xüsusi dizaynlı qoruyucu relenin olduğu bir dövrə istifadə olunur. Bununla, normal bir həssaslıq səviyyəsini təmin edə və standart birləşdirici tellərdən istifadə edə bilərsiniz. Transvers diferensial mühafizə iki xətt üzrə cərəyanı fazalar və böyüklüklər üzrə müqayisə etməklə işləyir.
Yüksək sürətli diferensial mühafizə 3-35 min volt diapazonda gərginlik axan elektrik xətlərində istifadə olunur. Bu, fazadan fazaya qısaqapanmadan etibarlı qorunma təmin edir. Diferensial mühafizə yuxarıda göstərilən iş gərginliyi olan elektrik şəbəkəsinin neytrallarla torpaqlanmaması səbəbindən iki fazalı olaraq həyata keçirilir. Əks halda, neytral qövs kanalı vasitəsilə yerə qoşulur.
Qoruyucu sxemlərin dizaynında köməkçi naqillər
Cərəyan transformatorları bir-birinə nisbətən yaxındır. Buna görə də, köməkçi naqillər olduqca qısadır. Kiçik diametrli naqillərdən istifadə edərkəntransformatorlar nisbətən az yükə məruz qalacaqlar. Balanssızlıq cərəyanına gəldikdə, o da kiçikdir. Amma həssaslıq dərəcəsi çox yüksəkdir. Hər hansı bir xəttin kəsilməsi halında, diferensial qoruma cərəyan edir, vaxt gecikməsi və seçicilik yoxdur. Yanlış həyəcan siqnallarının qarşısını almaq üçün xəttin köməkçi kontaktları dövrəni ayırır.
Stravers dövrə diferensial mühafizəsi
Transvers mühafizə paralel işləyən xətt sistemlərinin işlənib hazırlanmasında geniş istifadə olunur. Keçidlər xəttin hər iki tərəfində quraşdırılmışdır. Əsas odur ki, belə xətləri sadə sxemlərlə qorumaq çox çətindir. Səbəb odur ki, normal seçicilik səviyyəsinə nail olmaq mümkün deyil. Seçiciliyi yaxşılaşdırmaq üçün gecikmə vaxtı diqqətlə seçilməlidir. Ancaq eninə yönəldilmiş diferensial qorunmanın istifadəsi vəziyyətində vaxt gecikməsinə ehtiyac yoxdur, seçicilik olduqca yüksəkdir. Onun əsas orqanları var:
- Güc istiqaməti. Çox vaxt ikiqat fəaliyyət göstərən güc istiqaməti röleləri istifadə olunur. Bəzən müxtəlif güc istiqamətləri ilə işləyən bir cüt tək fəaliyyətli diferensial qoruma rölesi istifadə olunur.
- Başlanğıc - bir qayda olaraq, onun rolunda maksimum mümkün cərəyanla yüksəksürətli relelərdən istifadə olunur.
Sistemin konstruksiyası elədir ki, xətlərdə dövriyyə cərəyanı dövrəsinə qoşulmuş ikincil sarımları olan cərəyan transformatorları quraşdırılır. Lakin bütün cari sarımlar ardıcıl olaraq, sonra işə salınırcərəyan transformatorlarına əlavə naqillərin köməyi ilə nə birləşdirilir. Diferensial faza mühafizəsinin işləməsi üçün qurğuların şinlərindən istifadə edərək röleyə gərginlik verilir. Bütün dəst onların üzərində quraşdırılmışdır. Transformatorların ikincil dövrələrini və qoruyucu rölin işə salınması dövrəsinə baxsanız, bunun niyə "yönlendirilmiş səkkizlik" adlandırıldığı qənaətinə gələ bilərik. Bütün sistem iki dəstdə hazırlanır. Xəttin hər bir ucunda elektrik xətti üçün cari diferensial müdafiəni təmin edən bir dəst var.
Birfazalı rele dövrəsi
Qoruyucu rölenin gərginliyi, zədələnmiş bir xətti ayırmaq üçün lazım olana qədər tərs fazada verilir. Normal əməliyyatda (xarici qısaqapanma da daxil olmaqla) yalnız balanssızlıq cərəyanı rölin sarımlarından keçir. Yanlış sürüşmələrin qarşısını almaq üçün başlanğıc relelərin balanssızlıq cərəyanından daha böyük bir açma cərəyanına sahib olması lazımdır. İki xəttin qorunması işini nəzərdən keçirin.
Qısaqapanmanın başlanğıcında ikinci xəttin mühafizə zonasında bəzi cərəyanlar axır. Buna diqqət yetirməyə dəyər:
- Start relesi aktivləşdirilib.
- Bir yarımstansiyanın tərəfində güc istiqaməti rölesi elektrik açarının kontaktlarını açır.
- İkinci yarımstansiyanın tərəfdən xətt də açarlar vasitəsilə ayrılır.
- Güc istiqaməti rölesində fırlanma momenti mənfidir, ona görə də kontaktlar açıqdır.
Birinci xətt mühafizə rölesinin sarımlarındaqısaqapanma zamanı cərəyan hərəkətinin istiqaməti (birinci xəttə nisbətən) dəyişir. Güc istiqaməti rölesi əlaqə qrupunu açıq vəziyyətdə saxlayır. Hər iki yarımstansiyanın yan tərəfindəki elektrik açarları açıqdır.
Yalnız belə xətt diferensial mühafizəsi yalnız hər iki xətt paralel işləyərkən düzgün işləyə bilər. Onlardan birinin söndürülməsi halında, diferensial mühafizənin işləmə prinsipi pozulur. Nəticə etibarilə, əlavə qorunma xarici qısaqapanma zamanı ikinci xəttin qeyri-selektiv bağlanmasına gətirib çıxarır. Bu zaman o, adi istiqamətli cərəyana çevrilir və onun vaxt gecikməsi olmur. Bunun qarşısını almaq üçün, köməkçi kontakt ilə dövrəni qıraraq bir xəttin ayrılması zamanı çarpaz mühafizə avtomatik olaraq söndürülür.
Əlavə qorunma növləri
Başlanğıc rölelərinin açma cərəyanları xarici qısaqapanma zamanı balanssızlıq cərəyanlarından çox olmalıdır. Xətlərdən biri kəsildikdə və maksimum yük cərəyanı qalandan keçdikdə yanlış pozitivlərin qarşısını almaq üçün onun balanssızlıq potensial fərqindən böyük olması lazımdır. Xəttdə eninə tipli diferensial qoruma varsa, əlavə dərəcələr təmin edilməlidir.
Paralel söndükdə bir xəttin qorunmasına imkan verəcəklər. Adətən onlar xarici qısaqapanma zamanı həddindən artıq cərəyandan qorunmaq üçün istifadə olunur (bu halda diferensial müdafiə reaksiya vermir). Bundan əlavə, əlavə qorunmadiferensialın ehtiyat nüsxəsidir (əgər sonuncu uğursuz olarsa).
İstiqamətli və qeyri-istiqamətli cərəyan mühafizəsi, kəsicilər və s. tez-tez istifadə olunur. İstiqamətli diferensial mühafizə dizayn baxımından sadədir, çox etibarlıdır və 35 min volt və ya gərginlikli elektrik şəbəkələrində geniş istifadə edilmişdir. daha çox. Diferensial mühafizə belə işləyir, onun iş prinsipi olduqca sadədir, lakin bütün incəlikləri başa düşmək üçün hələ də ən azı elektrik mühəndisliyinin əsaslarını bilməlisiniz.
