ZATITNA TEHNIKA RELEJNA TEHNIKA
Prof. Dr. Suad Halilevi
Za efikasan i pouzdan rad EES potrebna je upravo isto tako i relejna zatita,
RZ organizira se kroz odgovarajue zatitne eme,
Komponenta EES u kvaru mora asap ii u stanje izolacije
Zatitne eme obuhvataju zatitne releje i krugove isklapanja, tj. prekidae
Zatitni relej je mozak zatitnih ema
Zatitni relej (ZR) je osjetljivi ureaj koji osjea kvar, odreuje lokaciju kvara, i alje komandu ka odgovarajuem prekidau za isklop, odnosno izoliranju komponente u kvaru,
U prvim danima elektrotehnike koristili su se elektromehaniki releji indukcionog disk tipa. Taj disk je vrlo brzo zamijenjen cilindrinim rotorom (visoka brzina, veliki moment)
Napretkom elektronikih cijevi, razvijaju se 1940 elektroniki releji
Otkriem statikih komponenti (tranzistora) 1950-tih, razvijaju se statiki releji
Kasnih 1960-tih, poinju se koristiti digitalna raunala za ZR, a od 1980-tih razvijaju se mikroprocesorski bazirane relejne eme (fleksibilnost, samopotvrda, obrada signala, itd.),
Predloeni algoritmi mogu se klasificirati u dvije kategorije: algoritmi distantnih releja (DR) i algoritmi putujuih valova (PV),
Algoritmi DR obuhvataju odreivanje impedance osnovne frekvencije do mjesta kvara iz osnovnih komponenti napona i struje koji se ekstrakuju iz kompleksnih valnih formi nastalih poslije kvara pomou analognih i/ili digitalnih filtera
Slemon opisuje odreivanje osnovnih komponenti u fazorskoj formi iz uzoraka skupljenih kroz jedan cijeli ciklus promjene koritenjem tehnika Fourier analize,
Ramamoorty opisuje odreivanje impedanse iz pika vrijednosti napona i struje i faznog ugla izmeu njih iz komponenti osnovnih fazora napona i struje
Oba navedena pristupa trae uzorkovanje preko cijelog jednog ciklusa
Mann i Morrison opisali su prediktivno raunanje pika vrijednosti i faznog ugla izmeu napona i struje iz mnogo manjeg broja uzoraka i njihove vremenske derivacije
Prediktivnu tehniku koriste i Gilcrest et al, koji koriste prve i druge vremenske derivacije uzoraka
Carr i Jackson opisuju koritenje dva digitalna ortogonalna notch (udubljena) filtera sa sinusnim karakteristikama u cilju odreivanja amplitude i faznog ugla osnovnih komponenti iz uzoraka uzetih kod 4 jednaka vremenska intervala za vrijeme osnovnog perioda, te koritenje analognog niskopropusnog RC filtera sa prekidnom frekvencijom od 85 Hz da ogranii opseg signala napona i struje prije uzorkovanja.
Koritenje Fourier analize za ekstarkovanje osnovnih komponenti u fazorskoj formi tema je mnogih radova. Jedan od njih opisuje koritenje parnih i neparnih kvadratnih valova, pored sine i cosine funkcija, za ekstrakciju osnovnih komponenti
Drugi su pak koristili FA sa irinom prozora uzorkovanja od jednog ciklusa, neki opet sa irine
Horton opisuje koritenje Walsh-ove fije u cilju ekstrakovanja osnovnih kompoenenti
Nekoliko autora predlae modeliranje voda serijom R-L kruga, te rjeavanje rezultantnih diferencijalnih jedn., kako bi dobili vrijednosti za R i L izmeu releja i mjesta kvara,
McInnes i Morrison predlau integraciju dif. jedn. Preko dva sukcesivna intervala uzorkovanja, kako bi generirali adekvatan broj jedn. za rjeavanje R i L, te koritenje trapezoidnog pravila za procjenu integrala,
Poncelet i Barnard tretirali su manjkavost prethodnog modeliranja u kontekstu greke odreivanja R i L; zbog toga oni predlau postupak minimiziranja sume kvadrata greki izraunavanja R i L preko izvjesnog broja sukcesivnih intervala uzorkovanja
Smolinski modelirao je vod Pi emom i rjeavao je rezultantne dif. Jedn. Zamjenom njih konanim razlikama, te koritenjem 4 skupa uzoraka za raunanje R i L,
Ranjbar i Cory prezentirali su digitalni harmonijksi filter u kojem se integracija provodi preko izvjesnog broja preklapajuih subintervala odreenih granica, dok dobivene dif. jed. rjeava numerikim metodom integracije; na taj nain, neeljeni harmonici i njihovi mnoitelji mogu se eliminirati,
Sakaguchi i Uemura definirali su inverznu Laplasovu transformaciju 1/(sL+R) kao teinsku fiju i koristili tehniku numerikog rjeenja kao alat za njezino rjeavanje; pokazali su da je teinska fija vea od nule jedino za kvar ispred releja
Sachdeva i Baribeau pretpostavljaju da se oblik vala poslije kvara sastoji od dc komponente, osnovne komponente i izvjesnog broja harmonika; odreuju nepoznate parametre osnovne f primjenom metoda najmanjeg kvadrata greke; poslije proirenja eksponencijalnog lana vezanog za dc komponentu u niz, oni u tom nizu tretiraju tri lana, a samo trei harmonik eliminiraju.
Sljedei slian metod, Luckett, et al, dc komponentu i dva harmonika eliminiraju, a Brooks predstavio je kompleksni val kvara konstantom plus lan osnovne frekvencije,
Johns i Martin predstavili su metod konane transformacije prema kojem impedanca osnovne frekvencije moe biti odreena putem procesa filtriranja u frekventnom domenu,
Girgis i Brown razvili su dvo-stupanjski i tro-stupanjski Kalmanov filter za ekstrakciju osnovnih fazora napona i struje, te pri tome je nainjena greka manja od 1% poslije ciklusa,
Sanderson i Wright su modelirali vod serijom RLC i rjeavali dif. jedn. njihovim integriranjem preko tri sukcesivna intervala uzorkovanja
Vitin-ov korelacijski metod bazira se na teoriji putujuih valova. Takagi i Yamakosi opisali su mikrokompjutorsku aplikaciju diferencijalnog releja iji se rad bazira na teoriji putujuih valova
Dasgupta et al. koriste tehniku filtriranja za releje; Saschedev et al. opisali su Kalmanovu tehniku u implementaciji filtera kao estimatora za realne i imaginarne komponente fazora komponenti EES
Dash prezentirao je digitalnu impedantnu zatitu prijenosnog voda koristei spektralnu analizu
Desikachar opisao je digitalni algoritam za aplikaciju releja baziranih na putujuim valovima koristei komparaciju amplituda u cilju nalaenja pravca kvara oni predlau algoritam lokacije kvara deriviranjem
Prednosti mikroprocesorski baziranih releja
Sposobnost samoprovjere, (sa odgovarajuim software-om, najvei broj hardware-skih kvarova moe se samodijagnosticirati i provjeravati),
Fleksibilnost (razliite zatitne fije mogu se realizirati sa istim hardware-om),
Pouzdanost (znaajna poboljanja u pouzdanosti releja ostvaruju se koritenjem manjeg broja komponenti),
Mogunost ostvarenja razliitih tipova relejnih karakteristika (karakteristike se memoriu i koriste po potrebi),
Sposobnost simuliranja aritmetikih i logikih fija, Digitalna komunikacija, (mikroproc. bazirani releji omoguavaju lako
suelje sa digitalnim komunikacijskim ureajima), Modularna izvedba (lako odravanje), Niska potronja energije, Redukcija trokova
Sve je simetrino; zato, sistem moemo tretirati kao 1-fazni sistem, jer U, I, faktor snage i tok snage dobiveni za 1 fazu, isti su i za preostale
dvije faze 1-fazni (1-polni) dijagram koji je jednofazna prezentacija 3-faznog sistema kod kojeg je neutralni vodi ukinut
meutim Za vrijeme kvarova, tkz. nebalansiranih kvarova, napon po fazi
moe se mijenjati u amplitudi ili fazi; takoer, struja i faktor snage moe takoer biti razliit za razliite faze. To je sluaj 3-fazne nebalansirane uzbude sa trofaznom balansiranom mreom.
Ovakvi sluajevi ne mogu se predstaviti 1-faznim dijagramom. Sada se moraju rjeavati tri spregnute jedn. 3-fazne mree.
Uz pomo linearne, invarijantne transformacije kakva je transformacija pomou simetrinih komponenti, veliine fazora mogu se transformirati u komponentne veliine,
Time dolazimo do skupa nespregnutih jedn., tj. nova matrica koeficijenata na polju komponenti je dijagonalna matrica, dok je to puna matrica na polju fazora
U cilju savremenih dizajniranja ema zatita, ova saznanja moraju se aplicirati.
Zatitne eme
Cjelokupna zatira moe se podijeliti u nekoliko grupa:
Zatita generatora, Zatita transformatora, Zatita sabirnica, Zatita distributivnih vodova, Zatita prijenosnih vodova
Uloga releja: osjetiti (snimiti) kvar, te energizirati zavojnicu iskljuenja prekidaa
Tipovi releja: - nadstrujni releji, Podnaponski releji Podfrekventni releji, Usmjereni releji, Termiki releji, Releji redosljeda faza: releji negativnog redosljeda i releji
nultog redosljeda Diferencijalni releji i procentualni diferencijalni releji
u1
Distantni releji: impedantni, rezistantni, reaktantni, admitantni (MHO), konduktantni i susceptantni, ogranieni releji (rad ovog releja se ograniava na odreeno podruje ili odreeni objekt, pomou stabilizirajueg otpornika, koji se vee u seriju sa transformatorom releja),
Pilot releji (mikrovalni pilot releji veze izmeu glavnih releja)
Slide 19
u1 user; 25.8.2007
Blok dijagram i povezivanje
u8
Slide 20
u8 rad releja samo za kvarove unutar tienog objekta bazira se na injenici da se impedanca TR smanjuje sa poveanjem zasienosti TR. Reaktansa uzbudnog kruga potpuno zasienog TR je nula, te je Z=R namotaja. Pod utjecajem stabilizirajueg otpora u diferencijalnom strujnom krugu sekundarna struja nezasienog TR forsira se kroz sekundarni krug zasienog TR. Start struja postavljena je visoko, tako da relejne djeluje kod vanjskih kvarova. Kada je kvar unutar objekta, oba TR tjeraju struje u krug diferencijalne struje i relej prorauje. Da se ouva otpor sekundarnog kruga to je mogue niim sumirajua taka struja treba biti locirana to je mogue blie strujnim transformatorima.user; 25.8.2007
Sve postojee relejne eme koriste jedan ili vie ovih releja, Dva su naina energiziranja zavojnice prekidaa: baterijom i
strujnim tran
