Fusha e mbrojtjes rele
Transformatori i rrymës (CT) ushqen sinjalet në reletë mbrojtëse në fabrika. Kur ndodhin rryma jonormale, ndërprerësit e releve, duke parandaluar djegien e motorit dhe dëmtimin e kushtueshëm të pajisjeve.
Pajisjet mbrojtëse rele (reletë mbrojtëse) luajnë një rol kritik në sigurimin e stabilitetit, sigurisë dhe pajtueshmërisë rregullatore të sistemeve të prodhimit dhe shpërndarjes së energjisë. Me vendosjen e energjisë së rinovueshme, gjenerimin e shpërndarë dhe kodet e rrepta të rrjetit, reletë janë qendrore për zbulimin e defekteve, shkëputjen e rrjetit, zbatimin e frekuencës dhe tensionit dhe besueshmërinë e përgjithshme të sistemit.
Konteksti Rregullator / Standarde
Rregulloret e Gjermanisë për lidhjen në rrjet të sistemeve të gjenerimit vendosin kërkesa ligjore për reletë mbrojtëse. Dy rregullat kryesore të lidhjes teknike janë:
VDE-AR-N 4105: rregullon lidhjet me tension të ulët (≤100 kW, <1,000 V AC).
VDE-AR-N 4110: për lidhjet e tensionit të mesëm (>100 kW ose ≥1000 V AC).
Në të dyja rastet, nevojiten reletë e furnizimit të rrjetit ose të mbrojtjes së rrjetit për të monitoruar tensionin, frekuencën, ndërprerjet dhe fenomenet përkatëse; për të shkëputur gjeneratorët në kushte jashtë kufirit ose të pasigurta; dhe për të parandaluar ishullimin (dmth., ndarja e paqëllimshme e një pjese të rrjetit).
Aplikimet kryesore / Studimet e Rasteve
1. Hidrocentralet dhe gjenerimi i shpërndarë
Një rast konkret është Lukas Anlagenbau GmbH, një kompani në Bavari, e cila operon shumë hidrocentrale (kapacitete nga rreth 5 kW deri në 10 MW). Për shkak të rregullores VDE-AR-N 4105 (dhe rishikimeve të saj), impiantet e saj duhet të jenë në përputhje me kërkesat e monitorimit të furnizimit me rrjet: zbulimin e mbi-/nën-tensionit, mbi-/nën-frekuencën dhe reagimin kur parametrat devijojnë.
Për të kënaqur këto kërkesa, Lukas Anlagenbau ka vendosur stafetën e monitorimit të furnizimit të rrjetit CM-UFD.M31 të ABB në mbi 60 hidrocentrale. Ky stafetë monitoron vazhdimisht parametrat përkatës dhe fik çelësin e ndërfaqes (shkëput impiantin nga rrjeti publik) kur tejkalohen kufijtë. Pajisja shfaq gjithashtu mesazhe gabimi, mbështet pragjet e sakta (frekuencën dhe tensionin) dhe ofron përdorshmëri të mirë (instalim me shina DIN, ekran i lexueshëm).
Ky rast ilustron se si mbrojtja me rele siguron sigurinë operacionale dhe pajtueshmërinë rregullatore, duke lejuar që gjenerimi i shpërndarë të marrë pjesë në rrjet.
2. Sistemet Fotovoltaike Diellore dhe 'Mbrojtja NA'
Një shembull tjetër kyç është vendosja e PV diellore, veçanërisht në sektorin e tensionit të ulët. Sipas VDE-AR-N 4105, çdo impiant gjenerimi midis rreth 30 kW dhe 135 kW duhet të ketë të instaluar Mbrojtjen e Rrjetit dhe Sistemit (Mbrojtja NA).
Mbrojtja NA kombinon një stafetë monitorimi dhe ndërprerës të ndërlidhur të tepërt. Rele monitoron tensionin dhe frekuencën e rrjetit dhe kur devijimet tejkalojnë tolerancat, ai shkëput sistemin PV nga rrjeti brenda një kohe të caktuar (shpesh brenda 0,2 sekondave). Çelësat e ndërthurjes janë rregulluar në mënyrë që dy elementë komutues në seri të sigurojnë sigurinë e defektit - nëse njëri dështon, tjetri siguron akoma shkëputjen. Pajisjet komutuese gjithashtu ushqejnë statusin e stafetës së monitorimit, duke siguruar funksionimin e saktë.
3. Pajisjet / Reletë në përdorim
Prodhuesit gjermanë si Ziehl prodhojnë reletë mbrojtëse të përshtatura për këto standarde. Për shembull, pajisjet UFR1001E dhe UFR1002IP monitorojnë tensionin, frekuencën, zhvendosjen e vektorit dhe shkallën e ndryshimit të frekuencës (ROCOF), ndër të tjera, duke përmbushur kërkesat e VDE-AR-N 4105:2018-11 dhe VDE-AR-N 4110:2018-11.
Këto rele përdoren në impiantet e prodhimit (solare, hidro, erë) dhe ofrojnë funksione thelbësore: zbulimin e kushteve jonormale të rrjetit, shkëputjen e sigurt, telekomandën/gadishmërinë, shfaqjen dhe regjistrimin e defekteve. Reletë Ziehl janë projektuar të jenë të sigurta me një defekt (dmth., nëse një komponent dështon, funksioni i sigurisë ende funksionon), gjë që është një kërkesë sipas rregullave gjermane të rrjetit.
Problemet e zgjidhura nga mbrojtja rele
Nga këto aplikacione, ne mund të shohim disa kategori problemesh me të cilat ndihmojnë pajisjet e mbrojtjes rele
Stabiliteti dhe Siguria e Rrjetit
Burimet e rinovueshme të energjisë janë të ndryshueshme; ndryshimet e papritura në gjenerim (p.sh. për shkak të reve mbi PV ose rënies së shpejtësisë së erës) mund të shkaktojnë luhatje të frekuencës dhe tensionit. Nëse nuk menaxhohen, këto luhatje mund të përhapen dhe destabilizojnë rrjetin më të gjerë. Reletë sigurojnë që impiantet e prodhimit të shkëputen kur parametrat tejkalojnë tolerancat e sigurta, duke mbrojtur si impiantin ashtu edhe rrjetin.
Parandalimi i
ishullimit të ishullit (një njësi gjenerimi që vazhdon të funksionojë kur rrjeti është i shkëputur) është i rrezikshëm për ekipet e mirëmbajtjes dhe mund të çojë në dëmtime të pajisjeve. Reletë mbrojtëse me zbulimin e saktë (humbja e tensionit, zhvendosja e frekuencës, zhvendosja e vektorit, etj.) sigurojnë që kur lidhja e rrjetit humbet ose lindin defekte, gjenerimi mbyllet në mënyrë të sigurt. Sistemet diellore në regjimin e mbrojtjes NA kërkohet të përfshijnë mbrojtjen kundër ishullit.
Pajtueshmëria me kodet e rrjetit dhe kërkesat ligjore
Standardet rregullatore si VDE-AR-N 4105 / 4110 në Gjermani imponojnë kërkesa specifike për mbrojtje, siguri dhe performancë. Operatorët duhet të përdorin reletë të certifikuara për këto standarde, me cilësime të sakta. Pajtueshmëria shmang ndëshkimet ligjore dhe siguron që impiantet mund të qëndrojnë të lidhura dhe të shpërblehen. Rasti me kompaninë hidro që ka miratuar CM-UFD.M31 të ABB-së për të përmbushur kodin VDE është një shembull.
Zbulimi i defekteve dhe shkyçja e shpejtë
Defektet në linja, kushtet e mbitensionit, nëntensionit, mbifrekuencës ose nën frekuencës duhet të zbulohen shpejt për të parandaluar dëmtimin e komponentëve dhe për të parandaluar dështimet në kaskadë. Reletë sigurojnë këtë zbulim dhe aktivizim të shpejtë (fikje) për të izoluar pjesët me defekt.
Cilësia e Energjisë dhe Integrimi i Rrjetit
Me rritjen e energjisë së rinovueshme, cilësia e energjisë (luhatjet e tensionit, dridhjet, harmonikat) dhe koherenca (faza, frekuenca) bëhen më sfiduese. Reletë mbrojtëse ndihmojnë në monitorimin dhe zbatimin e kufijve që ruajnë cilësinë e pranueshme të energjisë për të gjithë përdoruesit. Ata gjithashtu mbështesin funksione si zhvendosja e vektorit (për të zbuluar marrëdhëniet fazore aberrante) dhe ROCOF (shkalla e ndryshimit të frekuencës), të cilat janë të rëndësishme për stabilitetin kur sasi të mëdha të gjenerimit të shpërndarë janë në linjë.
Diskutim / Mësime të nxjerra
Përdorshmëria e pajisjes ka rëndësi: Rasti i botës reale në Gjermani tregon se reletë që janë të lehta për t'u konfiguruar, me ekrane të qarta dhe procese të thjeshta konfigurimi, kanë shumë më tepër gjasa të instalohen dhe mirëmbahen siç duhet. Operatori i hidrocentralit buxhetoi për lehtësinë e konfigurimit dhe saktësinë.
Teprica dhe siguria ndaj defekteve: Dy elementë të pavarur komutues në seri, monitorimi i pozicioneve të çelësit, reletë me dy kanale, dizajni i sigurt nga dështimi nuk janë vetëm veçori të këndshme, por kërkesa rregullatore në shumë kode të rrjetit gjerman.
Pragjet dhe koha: Cilësimet si kufijtë e tensionit/frekuencës, vonesa përpara shkyçjes, kapacitetet e ndërrimit, etj. duhet të përshtaten me kërkesat e operatorit lokal të rrjetit. Rregullat gjermane përcaktojnë kufijtë kohorë (sa shpejt duhet të shkëputet një gjenerator kur voltazhi/frekuenca është jashtë rrezes). Ndjeshmëria, saktësia dhe shpejtësia e releve janë vendimtare.
Evolucioni standard: Standardet VDE-AR-N 4105 dhe 4110 kanë evoluar. Prodhuesit dhe operatorët duhet të vazhdojnë me rishikimet. Reletë mbrojtëse shpesh ofrojnë vlera të paracaktuara të pragut për versionet aktuale të këtyre standardeve.
konkluzioni
Pajisjet mbrojtëse rele janë një gur themeli i integrimit të sigurt, të pajtueshëm dhe të qëndrueshëm të burimeve të rinovueshme dhe të shpërndara të energjisë. Nëpërmjet zbatimit të standardeve rregullatore (VDE-AR-N 4105 / 4110), vendosjes së pajisjeve të avancuara rele (ABB, Ziehl etj.) dhe punës reale në sistemet hidroelektrike dhe diellore PV, reletë adresojnë çështjet kryesore:
shkyçja në kushte të pasigurta të tensionit/frekuencës
parandalimi i ishullimit
mbrojtjen e pajisjeve dhe stabilitetin e rrjetit
sigurimin e pajtueshmërisë dhe shmangien e ndëshkimeve
Ndërsa tranzicioni energjetik i Gjermanisë ('Energiewende') vazhdon, me gjenerim më të decentralizuar, ruajtje të energjisë, mikrorrjete dhe rrjete inteligjente, reletë mbrojtëse do të rriten në rëndësi—jo vetëm për sigurinë dhe rregullimin, por edhe si mundësues të besueshmërisë, elasticitetit dhe funksionimit fleksibël.
