การป้องกันระบบไฟฟ้าเป็นสาขาของไฟฟ้าวิศวกรรมไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันของระบบพลังงานไฟฟ้าจากความผิดพลาดที่ผ่านการเชื่อมต่อของชิ้นส่วนโทษฐานจากส่วนที่เหลือของวงจรไฟฟ้า
วัตถุประสงค์ของรูปแบบการป้องกันคือเพื่อให้ระบบไฟฟ้ามีเสถียรภาพโดยแยกเฉพาะส่วนประกอบที่มีข้อผิดพลาดในขณะที่ปล่อยให้เครือข่ายยังคงทำงานอยู่ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นรูปแบบการป้องกันจึงต้องใช้แนวทางในทางปฏิบัติและในแง่ร้ายในการล้างความผิดพลาดของระบบ อุปกรณ์ที่ใช้ในการป้องกันระบบไฟฟ้าจากความผิดพลาดจะถูกเรียกว่าอุปกรณ์ป้องกัน ส่วนประกอบระบบป้องกันมักประกอบด้วยส่วนประกอบ 5 ส่วน:
สำหรับส่วนต่างๆของระบบจำหน่ายฟิวส์สามารถตรวจจับและตัดการเชื่อมต่อข้อบกพร่องได้ ความล้มเหลวอาจเกิดขึ้นในแต่ละส่วนเช่นความล้มเหลวของฉนวนสายส่งขาดหรือขาดการทำงานที่ไม่ถูกต้องของเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าลัดวงจรและวงจรเปิด อุปกรณ์ป้องกันได้รับการติดตั้งโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันทรัพย์สินและมั่นใจได้ว่าจะมีการจัดหาพลังงานอย่างต่อเนื่อง สวิตช์คือการรวมกันของสวิตช์ตัดการเชื่อมต่อไฟฟ้าฟิวส์หรือเบรกเกอร์วงจรที่ใช้ในการควบคุมป้องกันและแยกอุปกรณ์ไฟฟ้า สวิตช์เปิดได้อย่างปลอดภัยภายใต้กระแสโหลดปกติ (สวิตช์บางตัวไม่ปลอดภัยที่จะทำงานภายใต้สภาวะปกติหรือผิดปกติ) ในขณะที่อุปกรณ์ป้องกันจะเปิดได้อย่างปลอดภัยภายใต้กระแสไฟฟ้าลัด อุปกรณ์ที่สำคัญมากอาจมีระบบป้องกันที่ซ้ำซ้อนและเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ในขณะที่สายการกระจายสาขาย่อยอาจมีการป้องกันต้นทุนต่ำที่ง่ายมาก [1]  รีเลย์ป้องกันมัลติฟังก์ชั่นดิจิตอล (ตัวเลข) สำหรับเครือข่ายการกระจาย อุปกรณ์ดังกล่าวเพียงตัวเดียวสามารถแทนที่รีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบฟังก์ชั่นเดียวจำนวนมากและมีฟังก์ชันการทดสอบตัวเองและการสื่อสาร ประเภทของการป้องกันเครือข่ายการส่งไฟฟ้าแรงสูงการป้องกันระบบส่งและจำหน่ายทำหน้าที่สองอย่างคือการปกป้องโรงงานและการปกป้องสาธารณะ (รวมถึงพนักงาน) ในระดับพื้นฐานการป้องกันจะตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ประสบปัญหาโอเวอร์โหลดหรือสั้นลงสู่พื้นดิน บางรายการในสถานีย่อยเช่นหม้อแปลงอาจต้องการการป้องกันเพิ่มเติมตามอุณหภูมิหรือความดันก๊าซเป็นต้น ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในโรงไฟฟ้า, รีเลย์ป้องกันมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะชาร์จหรือไปยังหม้อแปลงในกรณีของสภาพผิดปกติของการดำเนินงานเนื่องจากความล้มเหลวภายในเช่นเดียวกับความล้มเหลวของฉนวนหรือระเบียบทำงานผิดปกติ ความล้มเหลวดังกล่าวถือเป็นเรื่องผิดปกติดังนั้นรีเลย์ป้องกันจึงต้องทำงานน้อยครั้งมาก หากรีเลย์ป้องกันไม่สามารถตรวจจับความผิดปกติความเสียหายที่เกิดขึ้นกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหรือหม้อแปลงอาจต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนอุปกรณ์ที่มีราคาแพงรวมถึงการสูญเสียรายได้จากการไม่สามารถผลิตและจำหน่ายพลังงานได้ เกินและสำรองสำหรับระยะทาง (กระแสเกิน)การป้องกันการโอเวอร์โหลดต้องใช้หม้อแปลงกระแสซึ่งเพียงแค่วัดกระแสในวงจรและเปรียบเทียบกับค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า การป้องกันกระแสเกินมีสองประเภท: กระแสเกินทันที (IOC) และกระแสเกินเวลา (TOC) กระแสเกินทันทีต้องการให้กระแสเกินระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อให้เบรกเกอร์ทำงานได้ การป้องกันกระแสเกินเวลาทำงานตามเส้นโค้งปัจจุบันเทียบกับเวลา ตามเส้นโค้งนี้หากกระแสไฟฟ้าที่วัดได้สูงกว่าระดับที่กำหนดสำหรับระยะเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเบรกเกอร์หรือฟิวส์จะทำงาน การทำงานของทั้งสองประเภทจะมีการอธิบายใน"Non-Directional สภาวะกระแสไฟเกินคุ้มครอง"บนYouTube ความผิดพลาดของโลก / ความผิดพลาดของพื้นดินการป้องกันความผิดพลาดของโลกยังต้องใช้หม้อแปลงกระแสและตรวจจับความไม่สมดุลในวงจรสามเฟส โดยปกติกระแสสามเฟสจะอยู่ในสมดุลกล่าวคือมีขนาดเท่ากันโดยประมาณ หากเฟสหนึ่งหรือสองเฟสเชื่อมต่อกับโลกผ่านทางอิมพีแดนซ์ต่ำขนาดของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นเดียวกับความไม่สมดุลในปัจจุบัน หากความไม่สมดุลนี้เกินค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเบรกเกอร์ควรทำงาน การป้องกันความผิดพลาดของดินแบบ จำกัด คือการป้องกันความผิดพลาดของโลกซึ่งมองหาความผิดพลาดของโลกระหว่างหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสองชุด[2] (ดังนั้นจึง จำกัด เฉพาะโซนนั้น) ระยะทาง (รีเลย์อิมพีแดนซ์)การป้องกันระยะตรวจจับทั้งแรงดันและกระแส โดยทั่วไปความผิดปกติของวงจรจะทำให้ระดับแรงดันไฟฟ้าลดลง หากอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าต่อกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ที่ขั้วรีเลย์ซึ่งเท่ากับอิมพีแดนซ์จะลงจอดภายในระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเบรกเกอร์จะทำงาน สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับสายที่ยาวพอสมควรเส้นที่ยาวกว่า 10 ไมล์เนื่องจากลักษณะการทำงานเป็นไปตามลักษณะของเส้น ซึ่งหมายความว่าเมื่อความผิดปกติปรากฏขึ้นบนสายการตั้งค่าอิมพีแดนซ์ในรีเลย์จะถูกเปรียบเทียบกับความต้านทานที่ปรากฏของสายจากขั้วรีเลย์ไปยังความผิดปกติ หากการตั้งค่ารีเลย์ถูกกำหนดให้ต่ำกว่าค่าอิมพีแดนซ์ที่ปรากฏจะพิจารณาว่าความผิดปกตินั้นอยู่ในเขตของการป้องกัน เมื่อความยาวสายส่งสั้นเกินไปน้อยกว่า 10 ไมล์การป้องกันระยะทางจะประสานกันได้ยากขึ้น ในกรณีเหล่านี้ตัวเลือกการป้องกันที่ดีที่สุดคือการป้องกันส่วนต่างในปัจจุบัน [ ต้องการอ้างอิง ] สำรองข้อมูลวัตถุประสงค์ของการป้องกันคือการกำจัดเฉพาะส่วนที่ได้รับผลกระทบของพืชและไม่มีสิ่งอื่นใด เบรกเกอร์หรือรีเลย์ป้องกันอาจล้มเหลวในการทำงาน ในระบบที่สำคัญความล้มเหลวของการป้องกันหลักมักจะส่งผลให้การดำเนินการป้องกันสำรอง โดยทั่วไปการป้องกันการสำรองข้อมูลจากระยะไกลจะลบทั้งสิ่งที่ได้รับผลกระทบและไม่ได้รับผลกระทบจากพืชเพื่อล้างข้อผิดพลาด การป้องกันการสำรองข้อมูลในพื้นที่จะลบรายการที่ได้รับผลกระทบของโรงงานเพื่อล้างข้อผิดพลาด เครือข่ายแรงดันต่ำเครือข่ายแรงดันต่ำโดยทั่วไปอาศัยฟิวส์หรือเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าแรงดันต่ำที่จะเอาทั้งสองเกินและแผ่นดินผิดพลาด ความปลอดภัยทางไซเบอร์ระบบจำนวนมากซึ่งเป็นระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกันรวมถึงระบบส่งกำลังและระบบควบคุมกำลังประสบกับภัยคุกคามด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ใหม่ ๆ ทุกวัน (“ Electric Grid Cybersecurity,” 2019) การโจมตีเหล่านี้ส่วนใหญ่มุ่งเป้าไปที่ระบบควบคุมในกริด ระบบควบคุมเหล่านี้เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตและทำให้แฮกเกอร์โจมตีได้ง่ายขึ้น การโจมตีเหล่านี้สามารถสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์และจำกัดความสามารถของผู้เชี่ยวชาญด้านสาธารณูปโภคในการควบคุมระบบ การประสานงานการประสานงานอุปกรณ์ป้องกันเป็นกระบวนการกำหนดเวลา "พอดีที่สุด" ของการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้าเมื่อเกิดสภาวะไฟฟ้าผิดปกติ เป้าหมายคือเพื่อลดการหยุดทำงานให้เหลือน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในอดีตการประสานงานอุปกรณ์ป้องกันทำบนกระดาษบันทึกแบบโปร่งแสง โดยปกติวิธีการสมัยใหม่จะรวมถึงการวิเคราะห์และการรายงานโดยใช้คอมพิวเตอร์โดยละเอียด การประสานการป้องกันยังได้รับการจัดการโดยการแบ่งระบบไฟฟ้าออกเป็นเขตป้องกัน หากความผิดพลาดเกิดขึ้นในโซนที่กำหนดจะมีการดำเนินการที่จำเป็นเพื่อแยกโซนนั้นออกจากระบบทั้งหมด คำจำกัดความโซนบัญชีสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า , รถโดยสาร, หม้อแปลง , ส่งและสายจำหน่ายและมอเตอร์นอกจากนี้โซนยังมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: โซนที่ทับซ้อนกันพื้นที่ที่ทับซ้อนกันหมายถึงเบรกเกอร์วงจรและเบรกเกอร์วงจรทั้งหมดในโซนที่กำหนดโดยมีข้อบกพร่องจะเปิดขึ้นเพื่อแยกข้อผิดพลาด พื้นที่ที่ทับซ้อนกันถูกสร้างขึ้นโดยหม้อแปลงเครื่องมือและรีเลย์สองชุดสำหรับเบรกเกอร์แต่ละตัว ออกแบบมาเพื่อความซ้ำซ้อนเพื่อกำจัดพื้นที่ที่ไม่มีการป้องกัน อย่างไรก็ตามพื้นที่ที่ทับซ้อนกันได้รับการออกแบบให้มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้เกิดความผิดพลาดในพื้นที่ที่ทับซ้อนกันและทั้งสองโซนที่ล้อมรอบข้อผิดพลาดจะถูกแยกออกจากกันส่วนของระบบไฟฟ้าที่สูญหายไปจากการให้บริการยังคงมีขนาดเล็กแม้จะมีสองโซน ถูกโดดเดี่ยว [3] อุปกรณ์ตรวจสอบการรบกวนรบกวนการตรวจสอบอุปกรณ์ (DME) ตรวจสอบและบันทึกข้อมูลระบบที่เกี่ยวข้องกับความผิดDME บรรลุวัตถุประสงค์หลักสามประการ:
อุปกรณ์ DME ได้แก่ : [5]
มาตรการด้านประสิทธิภาพวิศวกรการป้องกันกำหนดความน่าเชื่อถือว่าเป็นแนวโน้มของระบบป้องกันที่จะทำงานได้อย่างถูกต้องสำหรับความผิดพลาดในโซน พวกเขากำหนดความปลอดภัยเป็นแนวโน้มที่จะไม่ดำเนินการสำหรับความผิดพลาดนอกเขต ทั้งความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยเป็นปัญหาด้านความน่าเชื่อถือ การวิเคราะห์ต้นไม้ข้อบกพร่องเป็นเครื่องมือหนึ่งที่วิศวกรการป้องกันสามารถเปรียบเทียบความน่าเชื่อถือสัมพัทธ์ของแผนการป้องกันที่เสนอได้ ความน่าเชื่อถือในการป้องกันเชิงปริมาณเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดสินใจที่ดีที่สุดในการปรับปรุงระบบการป้องกันการจัดการความน่าเชื่อถือเทียบกับการแลกเปลี่ยนความปลอดภัยและการได้รับผลลัพธ์ที่ดีที่สุดโดยใช้เงินน้อยที่สุด ความเข้าใจเชิงปริมาณเป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมสาธารณูปโภคที่มีการแข่งขันสูง [6] [7] เกณฑ์ประสิทธิภาพและการออกแบบสำหรับอุปกรณ์ป้องกันระบบ ได้แก่ ความน่าเชื่อถือการเลือกใช้ความเร็วความประหยัดและความเรียบง่าย [8]
การทำงานของระบบป้องกันที่เชื่อถือได้มีสองด้าน ได้แก่ ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย [9] ความเชื่อถือได้คือความสามารถของระบบป้องกันในการทำงานเมื่อมีการเรียกร้องให้นำองค์ประกอบที่ผิดพลาดออกจากระบบไฟฟ้า ความปลอดภัยคือความสามารถของระบบป้องกันในการยับยั้งตัวเองจากการทำงานระหว่างความผิดปกติภายนอก การเลือกความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือในการออกแบบระบบป้องกันนั้นจำเป็นต้องมีการตัดสินใจทางวิศวกรรมและแตกต่างกันไปในแต่ละกรณี ดูสิ่งนี้ด้วย
หมายเหตุ
อ้างอิง
|
การป้องกันระบบไฟฟ้า กํา ลัง pdf
ลิขสิทธิ์ © 2024 ihoctot Inc.
