بررسی ساختار و کاربرد رله های حفاظتی در شبکه های برق

فهرست مطالب :

فصل اول    1
اهداف، کلیات و تعاریف    1
مقدمه    1
1-1- کلیات    1
1-2- ساختار عملکرد رله    2
1-3- انواع رله‌ها    2
1-3-1- رله اضافه جریان    2
1-3-2- رله دیستانس    4
الف ـ رله دیستانس نوع راکتانسی    4
ب ـ رله دیستانس نوع امپدانس    5
ج ـ رله دیستانس نوع مهو    6
دـ رله دیستانس با مشخصه چهارضلعی    7
هـ ـ سایر مشخصه‌ها    8
1-3-3- رله دیفرانسیل    8
الف ـ رله دیفرانسیل جریان زیاد    9
ب ـ رله دیفرانسیل درصدی    10
ج ـ رله دیفرانسیل امپدانس زیاد    10
دـ رله دیفرانسیل پایلوت    11
1-3-4 رله ولتاژی    12
الف ـ رله ولتاژ کم    13
ب ـ رله ولتاژ زیاد    13
1-3-5- رله اضافه شار یا اضافه تحریک    14
1-3-6- رله فرکانسی    14
1-3-7- رله سنکرونیزم    14
1-3-8- رله زمانی    16
1-3-9- سایر رله‌ها    16
1-4- تعاریف    16
1-4-1- زمان پاک شدن خطا    16
1-4-2- زمان عملکرد رله    16
1-4-3- زمان عملکرد رله‌های تریپ و کمکی    16
1-4-4- زمان بازشدن کلید قدرت    17
1-4-5- حفاظت اصلی    17
1-4-6- حفاظت پشتیبان    17
1-4-7- محدوده حفاظتی    17
1-4-8- قابلیت اطمینان    17
1-4-9- حساسیت    18
1-4-10- تشخیص‌گذاری    18
فصل دوم    19
مشخصات فنی سیستم و تجهیزات حفاظت    19
مقدمه    19
2-1- کلیات    19
2-2- حفاظت خطوط انتقال    21
2-2-1- حفاظت دیستانس    21
2-2-1-1- محدوده‌های حفاظتی    22
2-2-1-2- کارایی و حداقل ولتاژ پایانه رله    23
2-2-1-3- مقاومت جرقه    25
2-2-1-4- تزریق جریان در پایانه دور    26
2-2-1-5- خطوط چند مداره    28
2-2-1-6- حفاظت دیستانس همراه با سیگنال حامل    28
2-2-1-7- نظارت بر مدار ترانسفورماتور ولتاژ    29
2-2-1-8- واحد سدکننده نوسانات قدرت    30
2-2-1-9- واحد تشخیص خطا در هنگام برقدار نمودن    31
2-2-2- حفاظت اتصال زمین خطوط    31
2-2-3- حفاظت اضافه جریان خطوط    35
2-2-4- حفاظت اضافه / کاهش ولتاژ    37
2-2-5- حفاظت پایلوت خطوط انتقال    37
2-3- حفاظت شینه    39
2-3-1- حفاظت دیفرانسیل امپدانس بالا    40
2-3-2- حفاظت دیفرانسیل امپدانس پایین    46
2-4- حفاظت کلید قدرت    47
2-4-1- حفاظت اشکال کلید    48
2-4-2- نظارت بر مدار تریپ    50
2-4-3- حفاظت عدم هماهنگی کنتاکتهای کلید    51
2-5- حفاظت ترانسفورماتور قدرت    51
2-5-1- حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت    53
2-5-1-1- بایاس رله دیفرانسیل    55
2-5-1-2- ترانسفورماتورهای چند سیم‌پیچه و اتوترانسفورماتور    56
2-5-2- حفاظت خطای زمین محدودشده    57
2-5-3- حفاظت افزایش شار/ولتاژ    58
2-5-4- حفاظت کاهش ولتاژ    59
2-5-5- حفاظت اضافه جریان فاز و نوترال    59
2-5-6- حفاظت تپ چنجر    60
2-5-7- سایر حفاظتها    61
2-6- حفاظت راکتور    61
2-7- حفاظت بانک خازنی    64
2-7-1- حفاظت جریان زیاد یک واحد مجزا    65
2-7-2- حفاظت جریان زیاد بانک خازنی    65
2-7-3- حفاظت قوس الکتریکی در میان خازن    66
2-7-4- حفاظت ولتاژ زیاد بانک خازنی    66
2-7-5- حفاظت عدم تقارن جریان    67
2-8- طرحهای حفاظتی پیشنهادی    67
2-8-1- حفاظت خطوط 230 و 400 کیلوولت    67
2-8-2- حفاظت خطوط 132 و 63 کیلوولت    68
2-8-3- حفاظت ترانسفورماتورهای با ولتاژ اولیه 230 و 400 کیلوولت    68
2-8-4- حفاظت ترانسفورماتورهای با ولتاژ اولیه 132 و 63 کیلوولت    68
2-8-5- حفاظت کلید قدرت (تنها در سطوح ولتاژی 230 و 400 کیلوولت)    68
2-8-6- حفاظت شینه (تنها در سطوح ولتاژی 230 و 400 کیلوولت)    69
2-8-7- حفاظت راکتور    69
2-8-8- حفاظت بانک خازنی    69
2-8-9- حفاظت فیدر (33) 20 کیلوولت در پستهای 63 و 132 کیلوولت    69
2-9- نیازمندیهای ترانسفورماتورهای جریان    69
2-10- نمونه‌هایی از انتخاب طرحهای حفاظتی پستهای فوق توزیع و انتقال    70
2-10-1- رله‌گذاری یک پست 20/63 کیلوولت نمونه    70
2-10-1-1- حفاظت خطوط 63 کیلوولت    70
2-10-1-2- حفاظت ترانسفورماتور 20/63 کیلوولت    72
2-10-1-3- حفاظت فیدر 20 کیلوولت، باس کوپلر و خازن    72
2-10-2- رله‌گذاری یک پست 63/230 کیلوولت نمونه    73
2-10-2-1- حفاظت خطوط 230 کیلوولت    73
2-10-4- حفاظت شینه و باس کوپلر    77
2-10-5- حفاظت کلید قدرت    77
پیوست (2-1): شماره رله‌های حفاظتی و علائم نقشه‌ها    78
فصل سوم    79
دستورالعمل نصب، راه‌اندازی و نگهداری سیستم حفاظت    79
مقدمه    79
3-1- نصب    79
3-2- آزمونهای راه‌اندازی    79
3-2-1- آزمونهای عایقی    80
3-2-2- آزمون ترانسفورماتورهای جریان    81
3-2-3- آزمون ترانسفورماتور ولتاژ    81
3-2-4- بررسی صحت تنظیمات بر روی رله    81
3-2-5- آزمون رله به کمک تزریق جریان در ثانویه    82
3-2-6- آزمون سیستم حفاظتی به کمک تزریق جریان در اولیه    83
3-2-7- سایر موارد    84
3-3- آزمونهای دوره‌ای تجهیزات حفاظتی    85
3-3-1- آزمایش دوره‌ای رله دیستانس (21,21N)    86
3-3-1-1- مراحل اجرا:    86
3-3-1-2- مهارتهای موردنیاز:    87
3-3-1-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز:    87
3-3-2- آزمایش دوره‌ای فاصله‌یاب خطا(96)    87
3-3-2-1- مراحل اجرا:    87
3-3-2-2- مهارتهای موردنیاز:    88
3-3-2-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز:    88
3-3-3- آزمایش دوره‌ای رله وصل مجدد (79)    88
3-3-3-1- مراحل اجرا:    88
3-3-3-2- مهارتهای موردنیاز:    88
3-3-3-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز:    89
3-3-4- آزمایش دوره‌ای رله سنکرون چک (25)    89
3-3-4-1- مراحل اجرا:    89
3-3-4-2- مهارتهای موردنیاز:    89
3-3-4-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز:    89
3-3-5- آزمایش دوره‌ای رله ولتاژ کم یا ولتاژ صفر (27)    90
3-3-5-1- مراحل اجرا:    90
3-3-5-2- مهارتهای موردنیاز:    90
3-3-5-3- ابزار‌آلات و تجهیزات موردنیاز:    90
3-3-6- آزمایش دوره‌ای رله اضافه جریان مولفه منفی (46)    90
3-3-6-1- مراحل اجرا:    90
3-3-6-2- مهارتهای موردنیاز:    90
3-3-6-3- ابزار‌آلات و تجهیزات موردنیاز:    91
3-3-7- آزمایش دوره‌ای رله اضافه جریان آنی (50,50N)    91
3-3-7-1- مراحل اجرا:    91
3-3-7-2- مهارتهای موردنیاز:    91
3-3-7-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز:    91
3-3-8- آزمایش دوره‌ای رله اضافه جریان با زمان معین (51,51N)    91
3-3-8-1- مراحل اجرا:    91
3-3-8-2- مهارتهای موردنیاز:    92
3-3-8-3- ابزار‌آلات و تجهیزات موردنیاز:    92
3-3-9- آزمایش دوره‌ای رله اضافه جریان با زمان معکوس (51, 51N)    92
3-3-9-1- مراحل اجرا    92
3-3-9-2- مهارتهای موردنیاز    92
3-3-9-3- ابزار‌آلات و تجهیزات موردنیاز    93
3-3-10- آزمایش دوره‌ای رله تشخیص اشکال کلید (50 BF)    93
3-3-10-1- مراحل اجرا    93
3-3-10-2- مهارتهای موردنیاز:    93
3-3-10-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    94
3-3-11- آزمایش دوره‌ای رله اضافه ولتاژ (59)    94
3-3-11-1- مراحل اجرا    94
3-3-11-2- مهارتهای موردنیاز    94
3-3-11-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    94
3-3-12- آزمایش دوره‌ای رله حفاظت اتصال زمین با ولتاژ باقی‌مانده (64)    94
3-3-12-1- مراحل اجرا    94
3-3-12-2- مهارتهای موردنیاز    95
3-3-12-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    95
3-3-13- آزمایش دوره‌ای رله اضافه جریان جهت‌دار با زمان معین (67,67N)    95
3-3-13-1- مراحل اجرا    95
3-3-13-2- مهارتهای موردنیاز    96
3-3-13-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    96
3-3-14- آزمایش دوره‌ای رله اضافه جریان جهت‌دار با زمان معکوس (67,67N)    96
3-3-15- آزمایش دوره‌ای رله دیفرانسیل ترانسفورماتور نوع درصدی (87NT,87T)    97
3-3-15-1- مراحل اجرا    97
3-3-15-2- مهارتهای موردنیاز    98
3-3-15-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    98
3-3-16- آزمایش دوره‌ای رله اتصال زمین محدودشده نوع امپدانس بالا (87N)    98
3-3-16-1- مراحل اجرا    98
3-3-16-2- مهارتهای موردنیاز:    98
3-3-16-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز:    98
3-3-17- آزمایش دوره‌ای رله دیفرانسیل باسبار (87B)    99
3-3-17-1- مراحل اجرا:    99
3-3-17-2- مهارتهای موردنیاز    99
3-3-17-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    99
3-3-18- آزمایش دوره‌ای ترانسفورماتور جریان (CT)    100
3-3-18-1- مراحل اجرا    100
3-3-18-2- مهارتهای موردنیاز    101
3-3-18-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    101
3-3-19- آزمایش دوره‌ای ترانسفورماتور ولتاژ    101
3-3-19-1- مراحل اجرا    102
3-3-19-2- مهارتهای موردنیاز    102
3-3-19-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    103
3-3-20- آزمایش دوره‌ای رله اضافه شار(98)    103
3-3-20-1- مراحل اجرا    103
3-3-20-2- مهارتهای موردنیاز    103
3-3-20-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    103
3-3-21- آزمایش دوره‌ای مدارات قطع و وصل و اینترلاک کلید و سکسیونرهای 400 و 230 کیلوولت    104
3-3-21-1- مراحل اجرا    104
3-3-21-2- مهارتهای موردنیاز    104
3-3-21-3- ابزارآلات و تجهیزات موردنیاز    104
فهرست منابع و مراجع    105