Реле хамгаалалтын зохицуулга: цаг-гүйдлийн шатлал
Реле хамгаалалт бол цахилгаан дамжуулах сүлжээний "мэдрэлийн систем" бөгөөд богино залгаа буюу ачааллын хэвийн бус горим үүсэхэд гэмтэлтэй хэсгийг хамгийн богино хугацаанд, зөвхөн шаардлагатай таслуурыг ажиллуулан салгах үүрэгтэй. Гэвч нэг фидер дээр хэд хэдэн хамгаалалт дараалан байрладаг тул тэдгээр нь хоорондоо зохицсон, тодорхой дэс дараатай ажиллах ёстой. Энэ зохицуулгыг цаг-гүйдлийн шатлал гэж нэрлэнэ.
Шатлалын үндсэн зарчим
Шатлалын гол санаа нь гэмтэлд хамгийн ойр байрлах хамгаалалт эхэлж ажиллаж, түүнээс дээш талын (эх үүсвэр рүү чиглэсэн) хамгаалалтууд нөөц хамгаалалтын үүрэг гүйцэтгэх явдал юм. Ингэснээр:
- гэмтлийн бүсийг хамгийн бага хэмжээгээр тусгаарлаж, хэрэглэгчийн тасалдлыг багасгана;
- гол хамгаалалт татгалзсан үед дараагийн шатны хамгаалалт нөөцлөн ажиллана;
- сүлжээний тасралтгүй, найдвартай ажиллагааг хангана.
Цаг-гүйдлийн муруй
Хэт гүйдлийн релений ажиллах хугацаа нь дайран өнгөрч буй гүйдлийн хэмжээнээс хамаарна. Практикт хоёр үндсэн төрлийн характеристикийг хэрэглэдэг:
- Тогтмол хугацаат (definite time) — гүйдэл тохируулгын утгаас хэтэрмэгц урьдчилан сонгосон тогтмол хугацааны дараа ажиллана;
- Урвуу хамааралт (inverse time) — гүйдэл их байх тусам ажиллах хугацаа богиносдог. Богино залгааны их гүйдэлд хурдан, ачааллын бага хэтрэлтэд удаан ажиллана.
IEC стандартын урвуу муруйн ажиллах хугацааг дараах байдлаар илэрхийлнэ:
t = TMS × 0.14 / ((I / Ip)^0.02 − 1)
Энд t — ажиллах хугацаа, I — гэмтлийн гүйдэл, Ip — тохируулгын (pickup) гүйдэл, TMS — хугацааны үржүүлэгч. Муруйнуудыг зэрэгцүүлэн байрлуулснаар шатлал бүрийн ажиллах хугацаа тодорхой болно.
Pickup ба TMS сонголт
Хамгаалалтыг тохируулахад хоёр гол параметрийг сонгоно:
- Тохируулгын гүйдэл (pickup, Ip) — релений ажиллаж эхлэх босго. Үүнийг хамгийн их хэвийн ачааллын гүйдлээс дээгүүр, гэхдээ хамгаалж буй бүсийн хамгийн бага богино залгааны гүйдлээс доогуур сонгоно. Ингэснээр реле хэвийн ачаалалд ажиллахгүй, харин гэмтэлд итгэлтэй мэдэрнэ.
- Хугацааны үржүүлэгч (TMS) — характеристик муруйг дээш доош шилжүүлж, шатлал хоорондын хугацааны зөрүүг нарийвчлан тохируулна.
Зэрэгцээ шатлал ба хугацааны зөрүү
Хоёр дараалсан хамгаалалтын хооронд тодорхой хугацааны зөрүү (grading margin, Δt) байлгах ёстой. Энэ зөрүүг ихэвчлэн 0.3-0.5 секунд байхаар сонгоно:
Δt = t_дээд − t_доод
Хугацааны зөрүү нь таслуурын ажиллах хугацаа, релений хэмжилтийн алдаа, цаг хэмжигчийн зөрүү болон тодорхой хэмжээний нөөц хугацааг багтаадаг. Хэрэв зөрүү хэт бага бол дээд шатны хамгаалалт эрт ажиллаж сонгомол чанар алдагдана; хэт их бол гэмтэл удаан арилж, тоноглол илүү их дулааны ачаалалд өртөнө.
Энгийн жишээ
10 кВ-ын фидерт дараалсан гурван цэг дээр хамгаалалт байрлажээ гэж үзье: эх үүсвэрээс хамгийн хол хэрэглэгчийн салбар (R3), дунд цэг (R2), дэд станцын шинээс гарах фидерийн эхлэл (R1).
- R3 нь гэмтэлд хамгийн ойр тул хамгийн богино буюу 0.2 с-т ажиллана;
- R2 нь R3-аас Δt = 0.4 с-ээр удаан буюу 0.6 с-т;
- R1 нь R2-аас дахин 0.4 с-ээр удаан буюу 1.0 с-т ажиллана.
Ийнхүү салбар дээр богино залгаа гарвал зөвхөн R3 ажиллаж, дэд станцын бусад фидер хүчдэлтэй хэвээр үлдэнэ. Хэрэв R3 ямар нэг шалтгаанаар татгалзвал 0.4 секундын дараа R2 нөөцлөн ажиллаж, сүлжээг гэмтлээс хамгаална.
Дүгнэлт
Реле хамгаалалтын цаг-гүйдлийн шатлал нь сүлжээний сонгомол, найдвартай ажиллагааны үндэс суурь болдог. Зөв тохируулсан pickup гүйдэл, TMS ба хугацааны зөрүү нь гэмтлийг зөвхөн шаардлагатай хэсэгт нь тусгаарлаж, хэрэглэгчийн тасалдлыг багасгаж, нөөц хамгаалалтыг найдвартай хангадаг. Инженер бүр богино залгааны гүйдлийн тооцоо, ачааллын горим болон тоноглолын тэсвэрлэх чадвартай уялдуулан шатлалыг сайтар зохицуулж, ашиглалтын явцад тогтмол шалгаж байх нь чухал.