! Védelmek és automatikák ! Eloadás. 2002-2003 év,
I. félév
" Előadó:
Póka Gyula BME-VMT
PÓKA GYULA
1
1. eloadás. Bevezetés, irodalom, internet, védelmi alapfogalmak, védelmekkel és védelmi rendszerekkel szemben támasztott követelmények, generációk, védelmi rendszer tervezése.
BME-VMT
PÓKA GYULA
2
Előadások megosztása. Póka Gyula: hétfő, 1015-12h, 8x2 óra: Védelmek és automatikák elvei, fajtái, tervezése, működése. Varjú György: hétfő, 1015-12h, 4x2 óra: Alállomási elektromágneses zavarok (EMI). Védelmek EMC követelményei és vizsgálata. Petri Kornél: hétfő, 1015-12h, 2x2 óra: Mikroprocesszoros védelmek felépítése, védelmi algoritmusok. Zerényi József és Kisvölcsey Jenő: szerda, 1615-18h, együtt 14x2 óra 120 kV-0,4 kV feszültségszintek üzemzavari viszonyai, feszültségletörés elleni védekezés. Főbb hálózatelemek elosztóhálózati és ipartelepi hálózatok védelmei és automatikái, beállítások. Elektronikus alapkapcsolások, EMC alkalmazások. Védelmi laboratóriumi mérések: d.u.!Kiegészítő, néhol vizsgaanyag. BME-VMT
PÓKA GYULA
3
Védelmek és automatikák. Előadók. Póka Gyula
Varjú György BME-VMT
Kisvölcsey Jenő
Petri Kornél
Zerényi József PÓKA GYULA
4
Vizsgakövetelmények. • TANTÁRG YIADATLAP SZERINT. Előfeltétel: a szorgalmi időszakban írt két zárthelyi legalább elégséges megírása (van egy pótzárthelyi lehetőség). Vizsga: írásbeli vizsga, indokolt esetben szóbeli kiegészítés lehetőségével. A vizsga-osztályzatnál a zárthelyik eredménye 25 %-ban a hallgató kérésére figyelembe vehető. BME-VMT PÓKA GYULA 5
Az előadást segítő könyvek, jegyzetek és egyéb segédanyagok (Póka Gyula) Könyv: Védelmek és automatikák villamosenergia-rendszerekben. 1988. Budapest, Magyar Elektrotechnikai Egyesület - Műszaki Könyvkiadó. Szerkesztette Póka Gyula (az úgy nevezett „KÉK KÖNYV”). Segédlet (sillabusz): A Villamosművek Tanszék adminisztrációjában korlátozott számban vizsgáig kölcsönvehető.Az anyag a kék könyv szemelvényeit, és a védelmi parancsátvitel táblázatait tartalmazza. Elektronikus anyagok: http://phd.vmt.bme.hu/HUN/oktatas/VedAut/ helyen interneten elérhető: - Microsoft PowerPoint dia-készletek: 1-9 VedAut-**. - Tanulmányok: Áramváltók tranziens méretezése, Távolsági védelem. - Vizsga: Vizsgakérdések „Védelmek és automatikák” című tárgyból a 2002. tanévre. BME-VMT
PÓKA GYULA
6
A képek és a tanulmányok helye. Az elektronikus anyagok [PowerPoint dia-készletek, tanulmányok és a 2002. évi vizsgakérdések] megtalálhatók, letölthetők, kinyomtathatók: http://phd.vmt.bme.hu/HUN/oktatas/VedAut/ BME-VMT
PÓKA GYULA
7
mŰszaki Egyetem központi épület
BME-VMT
PÓKA GYULA
8
Védelem, illetve védelmi rendszer feladata… … a villamos energiarendszerekben vagy azok egyes részeiben bekövetkezett hibát vagy rendellenes üzemállapotot érzékelni, és emberi beavatkozástól függetlenül, a hiba helyének megállapítása vagy a normálistól eltérő üzemállapot kimutatása UTÁN a hibás berendezést kikapcsolni, illetőleg a személyzetnek jelzést adni.
Cél: → további rombolódás elkerülése (ív)
→ energiarendszer ép részeinek zavartalan üzeme Láncreakció! BME-VMT
KÁR PÓKA GYULA
9
VILLAMOS Ív
BME-VMT
PÓKA GYULA
10
C SENDES ŐRSZEM „Silent Sentinel”
A védelem: “Silent Sentinel”, csendes őrszem, mozdulatlanul figyelő indián, amely azonban veszély felléptekor villanásszerűen felismeri a helyzetet, megítéli, és cselekszik. EZÉRT: a védelmekkel és védelmi rendszerekkel szemben támasztott követelmények a következők: szelektivitás, gyors működés, üzembiztonság BME-VMT
érzékenység, egyszerűség, gazdaságosság PÓKA GYULA
11
Védelmekkel és védelmi rendszerekkel szemben támasztott követelmények. (1) 1.) Szelektivitás. Csak az a rész essen ki, amelyik hibás. Abszolút szelektív védelmek → differenciál-elvu védelmek. Relatív szelektív védelmek → áramlépcsozés → impedancia-lépcsozés → idolépcsozés ∼ * Megszakítókkal részekre tagolás (egységkapcsolás: * Szelektív idolépcso: × × × t × × t2 tV2 × 2 1 t
tb t1
×
×
e2
∆t t2 − t1 = ∆t ≥ tV1 + tM + tb + te2 + tV2 tM t = időrelé-szórás, t = megszakító KI-önidő, V M tV1 t = 2.véd.visszaesési idő, t = biztonsági idő. e2 b
BME-VMT
PÓKA GYULA
12
Védelmekkel és védelmi rendszerekkel szemben támasztott követelmények. (2) 2.) Gyors működés. Célja: → sérülés csökkentése a hibahelyen 28700.l 2Rt = k.I0,6.t Joule Q = I R= Ω , I 1, 4 → ép részek üzeme zavartalan legyen > fogyasztói stabilitás > generátor-eromuvi stabilitás > balesetcsökkentés 3.) Üzembiztonság. Részei: * védelmi tartalékolás (részletesen később) * védelem és csatlakozó körök megbízhatósága Megbízhatóság (Reliability [házasság]) Biztos működés saját zárlatra (Dependability [jó szerető]) BME-VMT
Felesleges működés elkerülése idegen zárlatra (Security [hűség]) PÓKA GYULA
13
Védelmekkel és védelmi rendszerekkel szemben támasztott követelmények. (3) 4.) Érzékenység. Azt jelenti: a védelem biztosan és szelektíven
érzékeljen: ⊗ minden fajta hibát (kivéve 2xFf), ⊗ minden üzemállapot-variáció mellett (max.-min.), és ⊗ minden zavaró tényezo mellett (Rh, lengés, túlterhelés, védelmi hiba, adatismereti hiba, stb.)
5.) Egyszerűség. Ha szükséges: kompromisszumot kell alkalmazni: > kis valószinűségű hibák > kis valószinűségű üzemállapotok
figyelmen kívül hagyása. DE: alapvédelmi holtsáv nem lehet!
6.) Gazdaságosság. Alapszempont: a védelem sokkal nagyobb értéket véd, mint saját értéke. Új védelem, mint többlet, alkalmazása akkor gazdaságos, ha a zárlatok jobb (gyorsabb, stb) hárításával több hasznot ad, mint amennyi kárt felesleges kioldásával okoz.
BME-VMT
PÓKA GYULA
14
VÉDELEM-MÉRŐELEMEK BEÁLLÍTÁSA. Ha egy mérőelemnek biztosan meg kell szólalni adott X érték felett, akkor a beállítás egyenlete,
X fölé:
A be .(1 − ε ) ≥ X
X A be ≥ 1−ε
Ha egy mérőelemnek biztosan nem szabad megszólalni adott Y érték felett, akkor a beállítás egyenlete,
Y alá:
A be .(1 + ε ) ≤ Y
Y A be ≤ 1+ ε
ε → az adatismereti hiba, a mérováltók leképzési hibája, a védelem hibája, a hibahelyi ellenállás zavarása stb. figyelembe vételére. BME-VMT
PÓKA GYULA
15
FEG YVERTÁR. A védelmi feladatok megvalósítására rendelkezésre álló védelmi fegyvertár a következő: • I>t túláram-érzékelés
• Z
-S0→t földzárlat érzékelés
• Speciális védelmek (frekvencia, feszültség, stb.) BME-VMT
PÓKA GYULA
16
VÉDELMIG ENERÁC IÓK.
Védelmi elvek: ≈ azonosak, (de néha más megoldás új ötlet
vagy új eszközök miatti új elvek miatt, pl. µP→telj.iránymérés) Kivitel: változik → viszonylag gyorsan.
Jellemző osztályozás: különböző GENERÁCIÓK, (pl. itt: távolsági védelem alapján) önidő a.) Robusztus kivitelű elektromechanikus védelem 200..250 ms b.) Gyors távolsági védelem (szintén el.mech.véd.) ≤100 ms 40…60 ms c.) Egyenirányítós elvű védelem (félig elektromechanikus, félig félvezetős) 10…30 ms d.) Sztatikus (elektronikus) védelem (integráló jellegű — impulzus elvű) e.)Digitális (numerikus, mikroprocesszoros) védelem 10…30 ms (mintavételezés + A/D átalakítás + digitális feldolgozás) BME-VMT
PÓKA GYULA
17
Tipikus mikroprocesszoros védelem.
BME-VMT BME-VMT
PÓKA GYULA GYULA PÓKA
18 18
VÉDELMIRENDSZER TERVEZÉSE. Lépések:
1.) Adott primer hálózati elrendezés felvétele. Fontos: a rendszer részekre tagolása megszakítókkal! → védelmi egységek kialakítása/kialakulása → visszahatás a primer kialakításra (eredő gazdaságosság!) → (zárlatképző ?) 2.)Védelmek kiválasztása → követelmények (szel.,gyors.,üz.bizt.,…) → illesztés (újonnan belépo a többivel) → szokásos alkalmazás, szabványok 3.)Zárlatszámítás → mélység (részletesség) → max.-min. hál. üzemállapot (védelemre nézve) → variációk száma 4.)Beállításszámítás → számítógépes programokkal → sugaras hálózaton vagy egyszeru esetekben BME-VMT PÓKA GYULA 19 kézi számítás
"
Kö s zö nö m a fig y e lm e t. .
BME-VMT
PÓKA GYULA
20
