PILOTSKE ZATITE

1. UVOD

Veoma vana faza u projektovanju elektroenergetskog sistema je izbor zatite. Osnovna funkcija sistema zatite je otkrivanje kvarova. Od performansi ovog sistema direktno zavisi performansa elektroenergetskog sistema u cjelini. Postoji

vie razliitih sistema zatite. Za razliite dijelove elektroenergetskog sistema mogu biti koriteni razliiti sistemi zatite. Izbor zatite uslovljen je vanou tienog dijela sistema u cjelokupnom sistemu, te neophodnou brzog otklanjanja kvarova radi stabilnosti i kontinuiteta rada elektroenergetskog

sistema. Pilotska zatita omoguava brzo otkrivanje kvarova, te titi sistem od meufaznog kratkog spoja i zemljospoja. Pogodna je za sisteme u kojima su relejni ureaji meusobno udaljeni jer koristi komunikacijski kanal za poreenje relevantnih veliina na terminalima. Velika prednost pilotskih sistema zatite je mogunost koritenja na svima naponskim nivoima. U praksi ih najee susreemo na nivoima 69-115 kV. Prvi pilotski sistemi zatite su podrazumijevali upotrebu sporih releja s elektromehanikim kontaktima. Danas se koristi digitalna komunikacija koja je znatno poboljala performanse ovog sistema zatite.

2. KLASIFIKACIJA PILOTSKIH SISTEMA ZATITE

Sa stanovita koritenja kanala, pilotske sisteme zatite dijelimo na one koji koriste i one koji ne koriste kanal prilikom okidanja. S aspekta principa

detekcije kvara sisteme dijelimo na:

a) sistemi koji porede smjer toka snage b) sistemi koji porede faze struja c) sistemi koji mjere odstupanje valova na mjestu kvara (relativno novi,

veoma brzi sistemi koji se primjenjuju prvenstveno na EHV prijenosnim

vodovima)

3. PILOTSKI SISTEMI KOJI POREDE SMJER TOK SNAGE I NE

KORISTE KANAL PRILIKOM OKIDANJA

Prvi put upotrijebljen tridesetih godina prolog vijeka, ovo je najstariji pilotski sistem. Jo uvijek je veoma rasprostranjen zbog velike fleksibilnosti, a naroito je pogodan za primjenu u sistemima koji imaju vie terminala na jednoj liniji.

PILOTSKA ZATITA 2

Princip detekcije greke se zasniva na poreenju smjera toka snage na terminalima. Osnovni shematski prikaz sistema je dat na slici 1.

Sl.1 Princip rada pilotskog sistema koji poredi smjer toka snage i ne koristi kanal prilikom

okidanja

Svaki terminal ima odgovarajui predajnik i prijemnik koji su podeeni na uobiajenu RF frekvenciju. Za detekciju kvarova FD (eng. Fault Detection) meu fazama se koriste distantni, a za otkrivanje zemljospoja prekostrujni releji. Sa S su oznaeni start releji koji iniciraju kanalski signal.

PILOTSKA ZATITA 3

Na slici 1.b prikazan je logiki dijagram djelovanja pilotskog sistema zatite. Logika 1 oznaava postojanje, a logika 0 signalizira nedostatak ili nedovoljnu jainu ulaznog ili izlaznog signala. Brojevi naznaeni na satu predstavljaju vrijeme (u milisekundama) potrebno da se na izlazu bloka pojavi

signal.

Ako se kvar desio desno od sabirnice H, aktivirat e se relej S2, a releji FD2 ne rade. Kolo AND H1 na oba ulaza ima 1, to e aktivirati blok T f1. RF signal koje emitira ovo kolo se prenosi na stanicu G. Na izlazu kola AND H2 nema

signala za okidanje prekidaa 2. Prijemnici na stanici G e dobiti RF signal emitiran sa stanice H i onemoguiti okidanje prekidaa 1 unato tome to se relej FD1 nalazi u aktivnom stanju. Transmiter T f1 je neaktivan. Dakle, signal

sa stanice H je blokirao prekostrujne releje stanice G. Analogno, ukoliko se

desio kvar lijevo od sabirnice G, stanica G e emitirati signal koji e blokirati rad prekostrujnih releja stanice H.

Razmotrimo sada ta se deava prilikom kvara unutar tiene zone. FD1 i FD2 su aktivni. Predajnici stanica G i H ne emitiraju signal. Izlazi kola AND G2 na

stanici G i AND H2 na stanici H aktiviraju odgovarajue satove. Prekidai 1 i 2 se preklapaju velikom brzinom. Za koordinaciju rada releja se koristi kanjenje od 6-16 ms. Budui da se za okidanje ne koristi kanal, kvar unutar tiene zone ne utie na rad sistema zatite.

Princip rada za sisteme s elektromehanikim relejima je analogan prethodno opisanom i prikazan je na slici 1.c. Ukoliko se kvar desio unutar tiene zone FD relej je aktivan i zaustavlja blokirajui signal. Relej RR ostaje zatvoren i inicira se okidanje. Ukoliko se kvar desio van tiene zone relej S inicira blokirajui signal koji otvara RR na udaljenom terminalu. Na ovaj nain se blokira okidanje.

4. PILOTSKI SISTEMI KOJI POREDE TOK SNAGE I KORISTE

KANAL PRILIKOM OKIDANJA

Princip rada ovakvog sistema zatite zasniva se na frekventnom pomaku. RF signal moe biti blokirajui ili deblokirajui i prenosi se kontinuirano. Uobiajeni pomak je +100 Hz od centra RF frekvencije. Neprekidni prijenosni signal moe biti koriten za blokiranje releja i nema potrebe za implementiranjem dodatnih startnih releja u sistem. Prednost ovog sistema je i

mogunost promatranja kanala. Potrebno je naglasiti da postoje i drugaiji sistemi od onih prikazanih na slici 2.

PILOTSKA ZATITA 4

Sl.2 Princip rada pilotskog sistema koji poredi tok snage i koristi kanal prilikom okidanja

4.1 Normalan reim rada

Ukoliko sistem radi u normalnom reimu, oba predajnika (FSK TG i FSK TH) emitiraju blokirajui signal. Odgovarajui prijemnici su FSK RG i FSK RH. Blokirajui signal je predstavljen kao 1, a deblokirajui kao 0. Izlazi kola OR G1, OR G2, OR H2 su 0. FD1 i FD2 nisu aktivni. Izlazi kola AND G3 i

AND H3 su 0 i ne inicira se okidanje.

Sa slike moemo vidjeti da postoji zahtjev za odvojenim frekventnim kanalima koji su naznaeni s f1 i f2.

PILOTSKA ZATITA 5

4.2 Kvar se desio na kanalu

Ako je iz bilo kojeg razloga neki kanal u kvaru, nee se emitirati blokirajui signal i oglaava se alarm. Posmatrajmo sliku 2.b. Ako signal FSK RG postane 0, kolo OR G1 na izlazu daje logiko 1. U ovom trenutku kolo AND G1 inicira sat. Nakon 150 ms se oglaava alarm i relejni sistem se iskljuuje.

4.3 Kvar se desio van tiene zone

FD1 relej nije aktivan to sprjeava okidanje prekidaa 1. FSK TG predajnik nastavlja emitirati blokirajui signal. Kolo OR H1 nema ulaza, pa samim tim ni izlaza. Kolo AND H3 na izlazu daje logiko 0 i okidanje je blokirano.

4.4 Kvar se desio unutar tiene zone

FD1 i FD2 su aktivni, te FSK TG i FSK TH emitiraju deblokirajue signale. Kolo AND G3 inicira okidanje prekidaa nakon 4-8 ms kanjenja. Ovo kanjenje je neophodno za koordiniranje rada releja. Ista sekvenca operacija se odvija i na stanici H.

5. USMJERENO POREENJE PILOTSKIH SISTEMA KOJI SE PREKIDAJU NA DALEKOSENI PRENOS

Za ove sisteme se ne koriste, niti su preporueni, vodovi kao prenosni kanali. Signal za prekidanje mora biti primljen sa udaljenih terminala, a kod koritenja voda taj signal moe biti prekinut ili kratko spojen pojavom kvara. Zato se ovi sistemi koriste sa audio ili telefonskim krugovima ili su modulirani na

mikrotalasnim kanalima. Koriste se prekidajui zatitni tonovi, a zatita se nadgleda. Gubitak kanala (zatite) od oko 150 ms blokira zatitne releje, tako da ne prekidaju i ne pokreu alarme. Nakon to se zatitni signal vrati, releji se vraaju u operativno stanje nakon otprilike 150 ms. Tipini sistem je pokazan na slici 3. Koriste se isti tipovi i postavke prekostrujnih releja sa usmjerenom faznom razlikom i usmjerenih trenutnih

releja sa uzemljenjem kao kod prethodnih sistema. Meutim, vano je da su postavljeni tako da doseu udaljene terminale pod svim operativnim uvjetima.

(a) Dijagram EES-a i postavke releja

PILOTSKA ZATITA 6

(b) pp logiki dijagram

(c) Kontaktni logiki dijagram

Sl.3 Osnovni principi rada pilotskih sistema koji se prekidaju na dalekoseni prenos.

5.1 Eksterni kvarovi na sabirnici g ili lijevom dijelu sistema

Releji 1 na stanici G: FD1 relej nije operativan. Nema prekidanja. Transmiter

TG nastavlja rad u zatitnom modu.

Releji 2 na stanici H: FD2 relej radi, ali ne moe prekidati, jer prijemnik RH ne daje ulaz u AND H kolo u zatitnom modu. FD2 pomjera transmiter TH u prekidaki mod, tako da na stanici G ovaj prijemnik daje ulaz u AND G kolo, ali FD1 ne daje.

Dakle, oba terminala su blokirana i ne prekidaju na vanjski kvar.

5.2 Interni kvarovi u zatienoj zoni

Oba terminala rade jednako. I FD1 i FD2 pomjeraju svoje transmitere u

prekidaki mod. To primaju udaljeni prijemnici i daju ulaze u AND G i AND H kola, koja, skupa sa FD1 i FD2 ulazima, daju prekidaki izlaz, te oba prekidaa rade simultano na velikim brzinama. Kanjenje od 4 i 8 ms osigurava koordinaciju meu komponentama.

Rad sa elektromehanikim relejima je isti kao za poluprovodniku logiku i prikazan je na slici 3c. Usmjereni fazni ili uzemljeni releji (FD) su operativni za

kvarove na liniji ili iza i alju prekidaki signal udaljenim terminalima da bi

PILOTSKA ZATITA 7

zatvorili RR. Ako je kvar interni FD na oba terminala alje prekidake signale i zato oba kraja prekidaju. Ako je kvar eksterni, FD ne dozvoljava prekidanje i ne

alje prekidaki signal. Zato se drugi terminal ne moe prekinuti.

6. USMJERENO POREENJE PILOTSKIH SISTEMA KOJI SE PREKIDAJU NA KRATKOSENI PRENOS

Ovi sistemi zahtijevaju da FD-ovi budu setovani tako da se uvijek preklapaju, ali

nikada ne doseu iza nekog udaljenog terminala pod svim operativnim uvjetima. Ove uvjete zadovoljavaju jedinice fazne usmjerene zone 1, pa se one i koriste u

ovom sistemu. Doseg trenutnih prekostrujnih releja varira sa jainom struje, te postaje teko, a ponekad i nemogue, osigurati da se ovi releji uvijek preklapaju, ali ne doseu iza terminala. Zato se za ovaj sistem preporuuju distantni uzemljeni releji.

Zahtijevani kanali su isti kao kod dalekosene zatite. Postoje dva tipa: (1) bez doputenja, prikazan na slici 4b i (2) sa doputenjem, na slici 4c. Sa oznaenim podeenjima, nijedan vanjski kvar ne pokree nijedan od FD-ova. Kada se desi unutranji kvar FD1 na sabirnici G i FD2 na sabirnici H oba prekidaju direktno zbog kvara u podruju preklapanja. Oba ova detektora prebacuju svoje transmitere u prekidaki mod. Ovo prua prekidaki izlaz ka prijemnicima koji direktno prekidaju prekidae terminala. Nije potrebno vremensko kanjenje.

Ovaj sistem nije u irokoj upotrebi zbog vrlo velikih zahtjeva na sigurnost kanala. Bilo kakva prelazna ili sporedna operacija prijemnika rezultira kao

nekorektna operacija. Zato se dodaju dalekoseni FD-ovi. Oni se koriste za nadgledanje kanala. Kao to se vidi na slici 4c, prekidaki signal koji prolazi kroz kanal zahtijeva da dalekoseni FD-ovi rade tako da AND G ili AND H kolo, ili oba, mogu imati izlaz kojim prekidaju prekidae. Na slici 4d je prikazana operacija sa elektromehanikim relejima.

Kako usmjereni fazni ili uzemljeni releji (FD) ne prebacuju nijedan udaljeni

terminal, oni mogu prekinuti direktno na svakom terminalu. Rad FD-a takoer alje prekidaki signal udaljenim terminalima da zatvore RR i direktno pobude okida u sistemu bez dozvole. Sa dodatkom opcionalnih dalekosenih faznih i uzemljenih releja, kao to je prikazano, nadgleda se prekidanje pomou udaljenog terminala. Ovo je usmjereni kratkoseni sistem sa dozvolom.

PILOTSKA ZATITA 8

6.1 Ubrzanje zone

Varijacija sistema koji se prekidaju na kratkoseni prenos se naziva ubrzanje zone. Kao i u kratkosenoj emi, ubrzanje zone koristi kratkosene elemente da inicira prekidanje direktno i da unese u kanal prekidaki signal. Prijem prekidakog signala na terminalu ne inicira prekid direktno, ali poveava doseg kratkosenih jedinica na prijemnim lokacijama, tako da postaju dalekosene jedinice.

Kvarovi na kraju zone, blizu jednog od terminala, se ponitavaju na terminalu koji je dalje od kvara reakcijom dalekosenog releja na toj lokaciji, radije nego direktno prenosom prekidakog signala. Ova logika umanjuje brigu za sigurnost kratkosene eme, jer relej koji detektuje kvar mora raditi na terminalu kako bi prekid bio inicijaliziran. Sa logikom ubrzanja zone ukupno vrijeme za

ponitavanje kvara na kraju zone e biti manje-vie due nego kod kratkosene eme, jer je potrebno dodatno vrijeme za promjenu podeenja i za rad dalekosenog elementa. Ova ema zasigurno zahtijeva koritenje distantnih elemenata sa mogunou promjene podeenja. Ta mogunost postoji kod veine modernih digitalnih distantnih releja.

(a) EES i dijagram podeenja releja

(b) pp logiki dijagrami - kratkoseno prekidanje bez dozvole

(c) pp logiki dijagrami - kratkoseno prekidanje sa dozvolom

PILOTSKA ZATITA 9

(d) kontaktni logiki dijagram - bez dozvole; sa dozvolom sa opcionalnim FD-om

Sl. 4 Osnovni principi rada pilotskih sistema koji se prekidaju na kratkoseni prenos.

7. FAZNO POREENJE: PILOTSKA IANA RELEJNA ZATITA IANI KANALI

Ovaj iroko rasprostranjen sistem za kratke vodove je razvijen izmeu 1936 i 1938. Dr. E. L. Harder je shvatio da je jednofazni napon

0011 IkIkVF (1)

tipian predstavnik svih tipova kvarova elektroenergetskog sistema i da se moe koristiti za zatitu i moe se porediti sa telefonskim krugovima. Prvi autorov zadatak bio je izvesti veliki broj prorauna kvarova na tipinom sistemu da bi se uvjerio kako je ovaj jednofazni napon VF odriv. Koriteno je i nekoliko drugih kombinacija da bi se osigurao jednofazni napon iz trofaznih struja. Trofazne i

nulte struje su spojene na sekvencijalni filter koji daje jednofazni napon VF na

izlazu. Jedan dizajn je predstavljen jednainom (1) ili, kasnije, jednainom (2). Naponi elektroenergetskog sistema se ne koriste, niti su potrebni.

002211 IkIkIkVF , (2)

gdje su I1, I2, I0 pozitivna, negativna i nulta sekvenca komponenti struje,

respektivno, izvedene iz linijskih struja Ia, Ib i Ic. k1, k2, k0 su faktori mree podesivi preko izvoda i dizajna sekvencijalne mree. Svi tipovi i nivoi kvarova daju kombinacije pozitivnih, negativnih i nultih sekvenci. Zato se svi kvarovi

iznad osjetljivosti releja mogu detektovati. Za zemljospojne kvarove k0 se moe postaviti na veliku vrijednost da bi osjetljivost na ove kvarove bila velika.

Sa izlazom iz filtra datim jedaninom (1), gdje je 21 ZZ , meufazno

registrovanje kvara je 3 puta vee nego kod trofaznog registrovanja kvara (meufazna efektivna struja kvara je 0,866 puta manja od trofazne struje). Za kratke vodove ponekad je ova nia osjetljivost na meufazne kvarove bila problem. Sa izlazom mree datim jednainom (2) meufazno registrovanje kvara je nie (vea osjetljivost na kvar) nego kod trofaznog registrovanja.

PILOTSKA ZATITA 10

Izlazni napon sekvencijalnih mrea VF ili napon iz mrea drugog tipa se poredi sa slinim izlaznim naponom sa udaljenih terminala. Sistem koji koristi iane kanale telefonskog tipa se dosta koristi tokom zadnjih godina. Osnovno kolo je prikazano na slici 5. Napon sekvencijalne mree prolazi kroz transformator za zasienje. Ovo ograniava napon na konstantan nivo od oko 15 V; dakle, neovisan je o varijacijama koje se deavaju pri strujama kvara. Ovaj napon je spojen na pilotski krug preko ograniavajueg namotaja R, sa operativnim namotajem OP na drugoj strani i izolirajuim transformatorom. Obino se koristi transformator odnosa 4:1 ili 6:1, koji prua maksimalni napon pilotskog kruga od oko 6 ili 90 V. Izolacija pilotske strane ovog transformatora je oko 10

do 15 kV prema uzemljenju i izmeu namotaja. Struja kroz operativni namotaj R tei sprjeavanju prekidanja releja, dok struja kroz operativni namotaj OP nastoji da okine relej. Ako su struje kroz R i OP iste i iznad vrijednosti

registrovanja, ovaj relej pobuuje namotaj prekidaa.

(a) Osnovna ema sa koritenjem pilotskog oienog kanala

(b) Pojednostavljeno kolo ilustrira rad kod eksternih kvarova

(c) Pojednostavljeno kolo ilustrira rad kod internih kvarova

Sl. 5 Tipini pilotski oieni relejni sistem za linijsku zatitu. Ovi principi se koriste i kod audio

kanala i fiber optike (poglavlje 8).

Rad sistema za eksterne kvarove je prikazan na slici 5b. Struja, bilo opteretna

bilo struja kvara, rezultira prolaskom struje kroz pilotski iani par, kao to je

PILOTSKA ZATITA 11

prikazano, dok samo mali dio struje prolazi kroz operativni OP namotaj. Vea struja kroz ograniavajui namotaj R sprjeava rad releja na oba terminala.

Za interne kvarove, slika 5c, struja koja tee ka kvaru naroito krui kroz namotaje R i OP u seriji sa malom strujom kroz pilotski par. Ako je doprinos

kvaru sa stanica G i H isti, ne tee struja kroz pilotski par. Druga ekstremna mogunost je da nema doprinosa kvaru sa stanice H; tada bi se struja sa stanice G dijelila izmeu lokalnih operativnih namotaja i, preko pilotskih ica, udaljenog operativnog namotaja na stanici H. Ako je struja kvara kroz G u

ovom sluaju dovoljno velika oba terminalna releja se mogu pokrenuti, pruajui simultani brzi prekid na oba kraja. Ovo je poeljno s vremena na vrijeme.

Dakle, kroz veliki raspon jaine struje i distribucije, ovaj sistem prua simultanu zatitu od faznih kvarova i zemljospojeva. Kao to se vidi, ovo je diferencijalni tip zatite, koji radi sa ukupnom strujom kvara i 50 do 60 Hz-nim faznim poreenjem. Ovaj sistem se moe primijeniti na aplikacije sa tri terminala. Dodatni terminalni relej se spaja na pilotski par svojim pilotskim parom.

Pilotska iana veza bi trebala imati izvode sa jednakim impedansama. Kako su izmeu terminala razliite udaljenosti, koriste se balansirajui otpornici radi ujednaavanja.

Nadzor prekida, kratkog spoja ili zemljospoja pilotskog para se vri kruenjem DC struje od 1 mA kroz par, sa relejima za oitanje na svakom terminalu. Oni su spojeni na sredinu izolirajueg transformatora na strani pilotskih ica. Ovaj namotaj je podijeljen na polovini i izmeu polovica je spojen mali kapacitet koji dozvoljava prolaz signalima od 50 do 60 Hz. Nadzorni DC napon se unosi preko

ovog kapaciteta. Na drugom kraju/evima releji za oitanje su spojeni preko slinih kapaciteta na tim terminalima. Prekid ili poveanje struje pua indikacija za alarmiranje. Oprema se moe koristiti i za prenosne prekidajue kanale u bilo kom ili oba smjera. Za ovo je DC struji kroz nadzornu opremu promijenjen

smjer i ona je poveana da bi omoguila rad prenosnih prekidajuih releja. Kada se ova nadzorna oprema prikljui na pilotske ice, mora se posvetiti posebna panja moguim visokim naponima usljed indukcije. Zbog sigurnosti osoblja u svim aplikacijama bi se trebali koristiti neutralizirajui i uzajamni odvodni mjerni reaktori i prekidi.

8. FAZNO POREENJE: AUDIO I FIBEROPTIKI KANALI

Sistem sa samo strujnom kontrolom i jednofaznim naponom je proiren radi predstavljanja svih tipova faznih i zemnih kvarova i zatite duih prenosnih vodova. Jedan tipian sistem koristi VF definisan jednainom (2). Ovaj napon prolazi kroz kvadraturno pojaalo koje proizvodi etvrtaste talase za prenos i

PILOTSKA ZATITA 12

poreenje na udaljenom terminalu. Zbog sigurnosti se mogu koristiti FD-ovi sa dva nivoa, tako da su oba funkcionalna za sve interne fazne i zemne kvarove.

Oni se obino pokreu strujom. Tamo gdje se pojavljuju minimalne struje internog kvara ili manje od maksimalne struje pokretanja koriste se distantne

jedinice kao detektori faznih kvarova. Ovo znai da sistem sada zahtijeva VT napone i nije samo sa strujnom kontrolom. U svakom sluaju, detektor visokog nivoa je postavljen na oko 125% do 250% od vrijednosti detektora niskog nivoa.

Tipian sistem i njegov rad su prikazani na slici 6.

Slika 6. Osnovni principi rada pilotskog sistema za fazno poreenje; jednostruko poluvalno poreenje preko audio kanala: (a) logiki dijagrami sistemasystem; (b) tipini rad sistema za releje na mjestu 1

sabirnice G, za eksterne kvarove na sabirnici H i desno od nje i za interne kvarove.

Na prekidau 1, stanica G, detektori kvara su FD1S i ED1T, a na prekidau 2, stanica H, FD2S and FD2T. S jedinice su osjetljivije (detektuju manje struje i

doseu vee udaljenosti) od T jedinica. Kao to se vidi na slici, kvadraturno pojaalo proizvodi etvrtaste talase koji doseu maksimum na polovini 50 do 60 Hz-nog talasa, a nulu na drugoj polovici talasa. Sa slinom opremom i postavkama na terminalima funkcionisanje sabirnice G za releje 1 je dato slijedeim poglavljem.

PILOTSKA ZATITA 13

8.1 Eksterni kvar na sabirnici h ili u dijelu sistema desno od nje

FD1S i FD1 daju 1 kao ulaz u AND G1 and AND G2, respektivno. Na stanici H, FD2S and FD2T (oba neusmjerena) daju 1 kao ulaz u AND H1 i AND H2. Zatim izlazi iz FD2S i kvadraturnog pojaala poinju prenos etvrtastih talasa od odailjaa TH, preko pilotskog kanala, do prijemnika RG. Polariteti su takvi da je ovaj niz impulsa kao to je prikazano, i da je negiran kao ulaz u AND G2. AND G2 je pobuen u jako malom vremenskom intervalu, ako se to uopte desi, jer su za to potrebni kratki pikovi izlaza, mnogo manji od 4ms. Za

pretpostavljene eksterne kvarove, ulazne struje u liniju 1 bi trebale biti u fazi sa

izlaznim strujama iz linije 2 iz praktinih razloga (linijski gubici i fazni pomaci su obino zanemarivi osim za veoma duge vodove). Osigurana je vremenska zadrka lokalnog signala da bi se kompenzirale razlike i kanjenja u kanalu; prema tome, prekidanje se ne deava za eksterne kvarove. Sistem na prekidau 2, stanica H, radi na slian nain, te oba terminala rade slino za kvarove na sabirnici G i dijelu sistema lijevo od nje.

8.2 Interni kvarovi u zoni zatite

Svi FD-ovi na oba terminala rade. Na stanici H, strujia releja 2 je promijenjen

smjer za interne kvarove, tako da su primljeni signal i ulaz u AND G2 u principu

u fazi sa lokalnim etvrtastim talasima iz releja 1. Ovi pruaju pozitivan etvrtasti izlaz iz AND G2 i nakon 4 ms prekidaki izlaz.

Prikazani poluvalni izlaz pretpostavlja da su struje na stanicama G i H 180van faze ili teku u liniju u fazi. Kada linijom teku opteretne struje ovo nije tano, ali

ovi sistemi prekidaju sa strujama koje su na obje stanice van faze i do 90. U 60

Hz-nim sistemima fazna razlika od 90 odgovara 4 ms. Slian je rad releja 2 na stanici H za interne kvarove. Ovaj se sistem moe koristiti sa ukljueno/iskljueno prenosnim vodovima. Za interne kvarove, ako prijemnik ne primi signal, na ulazu u AND G2 e stalno biti 1. Prekidanje se moe desiti na oba kraja unosom lokalnog signala i FDT operacije.

Opisani sistemi pruaju poreenja samo na polovini ciklusa. Ako bi se kvar desio pri nultom izlazu i polovini ciklusa, prekidanje internih kvarova je

odgoeno do slijedeeg poluciklusa. Ako su prenosni vodovi ili audio kanali dostupni, poreenje se moe vriti na bilo kojoj polovini ciklusa 50 do 60 Hz-nog talasa. Ovo se naziva dvofaznim poreenjem. Za poreenje svakog poluciklusa je potrebna oprema slina onoj na slici 4. etvrtasti talasi jedne polovine ciklusa se prenose sa 1 na jednoj frekvenciji i 0 na pomjerenoj frekvenciji. Druga polovina ciklusa se prenosi na slian nain drugim kanalom.

PILOTSKA ZATITA 14

Slino slici 4, logika za deblokiranje dozvoljava rad na internim kvarovima ako nije primljen signal sa kanala. Generalno se za audio kanale koristi prekidaki prenosni mod. Druga tehnika za poreenje jednofaznog napona iz sekvencijalnih mrea na terminalima je impulsno-periodina modulacija. U ovom sluaju, period se mijenja linearno sa amplitudom modulirajueg signala. Modulator razvija niz impulsa a demodulator prevodi taj niz u talas. Kompenzator

kanjenja osigurava poklapanje vremena lokalnih i udaljenih signala. Kanal moe biti audio ili fiberoptiki.

9. POSEBNI PILOTSKI SISTEMI ZA POREENJE FAZE

Pilotski sistemi za poreenje faze su poeljni za zatitu serijski kompenzovanih prenosnih vodova. Registrovan je povoljan rad dvofaznih poredbenih sistema.

Meutim, ovaj tip moe imati vrlo ozbiljne harmonike, pa je mogue da e mree, da bi pruile radne napone izvedene iz struje, dati netanu informaciju o potencijalno veoma izoblienim strujnim talasima usljed kvarova u sistemu. Ove mree su obino utimane na 50 do 60 Hz-ni strujni talasni oblik.

Prema tome, koristi se sistem koji poredi faze individualno, umjesto

pojedinanog napona za tri faze. Napon izveden iz jaine pojedinane struje je neovisan o frekvenciji i talasnom obliku elektroenergetskog sistema. Meutim, za ove sisteme su potrebni viestruki kanali. Dva uobiajena sistema su: poreenje Ia - Ib na krajevima terminala preko jednog kanala i 3I0 na terminalima preko drugog kanala; ili poreenje struja svake faze, Ia, Ib, Ic na terminalima preko tri kanala.

etvrtasti strujni talasi se obino porede isto kao i kod ve opisanih sistema za druge tipove faznog poreenja.

10. JEDNOPOLNI PILOTSKI SISTEMI I SISTEMI SA SELEKTIVNIM

POLOM

Veina kvarova na visokonaponskim nadzemnim prenosnim vodovima se deava zbog prekonaponskih prelaza nastalih udarom groma. Oni uzrokuju pranjenje faze/a, obino ka zemlji, i veina kvarova je jednofazni zemljospoj. Oni se mogu otkloniti brzo otvarajui kolo ili fazu na kojoj je kvar. Pored toga, poto je prelazni proces zavren, luk e se ugasiti. Tada e brzo automatsko ponovno ukljuenje vratiti sistem u operativno stanje.

Sa velikim procentom jednofaznih zemljospojeva, bilo bi potrebno otvarati samo

fazu pod kvarom, ostavljajui ostale faze zatvorene radi razmjene sinhronizirajue energije meu terminalima. Ova tehnika se naziva jednopolno prekidako ponovno ukljuenje. Pri ponovnom ukljuenju faze , ako se kvar nastavi, sve tri faze se otvaraju i sprjeeno je dalje ukljuenje.

PILOTSKA ZATITA 15

Sofisticiranija ema otvara jednu fazu za jednofazne zemljospojeve, dvije faze za meufazne kratke i dvofazne zemljospojeve, i tri faze za trofazne kvarove. Ponovno ukljuenje velike brzine se primijenjuje kod jedno i dvofaznih kvarova, kod je kod trofaznih opcionalno.

Prednosti otvaranja jedne ili dvije faze su vea granica stabilnosti i manji ok za elektroenergetski sistem. Tokom perioda otvorene faze/a teku struje nulte i

negativne sekvence; zato se moraju postaviti pomoni uzemljeni releji da se sprijei rad sistema. Najpogodnija vremena otvaranja su reda 0.5 do 1 s. Pilotski releji su potrebni kada se koristi ponovno ukljuenje velike brzine da bi osigurali da su svi terminali otvoreni radi dejonizacije kvara.

Relejne eme za jednopolne sisteme i sisteme sa selektivnim polom su kompleksnije. Koristi se nekoliko tehnika za odabir faze pod kvarom; ovo

razmatranje prelazi granice ove knjige. Veina ema ima potekoesa nekim tipovima kvarova za koje nisu dizajnirane, tako da su potrebni dodatni releji i

pomoni ureaji radi izbjegavanja nekorektnog funkcionisanja. ema za fazno poreenje po fazama sa tri podsistema iz prethodnog poglavlja predstavlja odlino sredstvo za jednopolne releje ili releje sa selektivnim polom.Ovaj tip otvara samo fazu pod kvarom ili fazu koja uestvuje u kvaru, te sa svojim neovisnim poreenjem tri faze ema izbjegava potekoe sa tanom identifikacijom faze/a koja je pod kvarom, to mui mnoge druge eme.

Jednopolni sistemi za ponovno ukljuenje velike brzine su esti u Europi, ali se rijetko koriste u SAD-u. Glavni razlog je to su prije dolaska EHV-a ameriki prekidai bili tropolnog tipa, sa samo jednim okidajuim namotajem. Zato, da bi se primijenilo jenopolno brzo ponovno ukljuenje, potrebni su specijalni i skuplji prekidai. Ali kako je mehanizam sa odvojenim polovima uestaliji, poveava se interes za ove sisteme. Najvanija primjena ovih sistema je za jednostruke vodove koji povezuju dva velika elektrina izvora bez drugih ili sa slabim drugim vezama meu njima. Trofazni sistem za ponovno ukljuenje se ne moe koristiti za ovo, poto se dva sistema odvajaju otvaranjem voda, a predaleko su da bi se sinhronizovali za ponovno ukljuenje i odranje stabilnosti.

11. SISTEMI POREENJA SA USMJERENIM TALASOM

Elektrini poremeaj generira talas koji se iri van podruja poremeaja, te putuje du voda u suprotnom smjeru. Ako je poremeaj izmeu terminala (interni kvar), smjer talasa e biti van linije na oba terminala. Ako je kvar eksterni, smjer talasa e biti van linije na jednom terminalu, i u liniju na drugom. Dakle, poreenje talasa na terminalima mikrotalasnim ili elektrinim kanalima

PILOTSKA ZATITA 16

prua indikaciju kvara i njegov poloaj. Odluuje se u 2 do 5 ms, te se ignoriraju kasnije informacije. Prepoznaju se samo nagle promjene, dok se spore promjene

ili konstantno stanje ignoriu. Ovo daje distantnu zatitu vrlo velike brzine za vodove od 350 kV i vie.

12. DIGITALNI STRUJNI DIFERENCIJAL

Prethodno opisana pilotska relejna zatita i sistemi za poreenje faze su oblici pilotskih sistema na bazi poreenja struje. Pilotske eme su klasificirane kao eme strujnog diferencijala zbog toga to se informacija dobijena iz struja na kraju svakog voda koristi za dobijanje naponskog signala koji sadri informaciju o amplitudi i fazi svake od struja na zavretku odgovarajuih vodova. Naponski signal se prenosi preko pilotskih ica i poredi se na svakom zavretku voda. Diferencijalni releji locirani na zavretku svakog voda reaguju na struje dobijene iz poreenih signala. Problem primjene pilotskih metalnih oienja je ograniio upotrebu ovih sistema na veoma kratke vodove. Zamjena metalnih ica optikim vlaknima je omoguila poboljanje karakteristika postojeih pilotskih sistema, ali se takvi sistemi rijetko koriste u novim instalacijama. Mogunost koritenja komunikacijskih sistema za razmjenu digitalnih podataka je u prvi plan stavila

upotrebu digitalnih diferencijalnih sistema. Kod takvih sistema, uzorci struje na

zavretku svakog voda su konvertovani u digitalni signal. Digitalni signali se prenose izmeu zavretaka vodova, koristei irokopojasni kanal, i porede se sa nekom utvrenom vrijednou.

13. POBOLJANJA PILOTSKIH SHEMA

Na pilotske sisteme su primjenjena razna poboljanja da bi se poboljale njihove performanse.

13.1 Prelazno blokiranje

Pilotski dalekoseni releji na neoteenim vodovima mogu djelovati i na greke vanjskih sistema koji su u njihovom dometu. Kada se to dogodi, jedan zavretak pilotske relejne sheme na neoteenoj liniji je spreman za prijem signala iskljuenja sa drugih terminala. Tokom procesa popravke greke sistema, moe se desiti da jedan zavretak oteenog voda bude otvoren prije otvaranja drugih zavretaka oteenog voda. Kada se prvi prekida oteenog voda otvori, mogue je da struja neoteenih vodova promijeni smjer. Ako se to desi na vodu iji je dalekoseni relej djelovao na poetnu greku, od velike je vanosti da pobueni dalekoseni relej iskoi prije primanja signala iskljuenja iniciranog promjenom smjera struje. Ako je signal iskljuenja primljen prije iskakanja releja, uslijedie neispravno iskljuenje neoteene linije. Paralelni vodovi su visoko podloni takvim promjenama smjera struja. Specijalna logika se ugrauje

PILOTSKA ZATITA 17

u pilotske sheme da bi se sprijeila takva neispravna djelovanja. Ovakva logika obini blokira pilotsko iskljuenje na zavretku voda kada je dalekoseni pilotski relej djelovao bez prijema signala iskljuenja u nekom vremenskom intervalu. Ovo podeenje vremena za prelazno blokiranje mora biti vee od maksimalnog vremena za koje se oekuje prijem signala iskljuenja za unutranji kvar i manje od najkraeg vremena preklapanja prekidaa na vanjskom kvaru, plus vrijeme potrebno za iniciranje i prijem signala iskljuenja na zavretku neoteenog voda na kojem je dalekoseni relej prvobitno i djelovao.

13.2 Logika slabog napajanja

Kada na jednom od krajeva prijenosne linije postoji slab izvor, postoji

mogunost da na tom kraju nema dovoljno energije za djelovanje iskljuenja za unutranje kvarove. U takvim sluajevima, zatita na kraju voda sa slabim izvorom nee djelovati sve dok se na drugom kraju voda ne otvori prekida. Deblokirajue pilotske sheme i pilotske sheme sa dozvolom ne rade pod takvim uslovima jer se zahtijeva rad svih zatita na svim krajevima vodova da bi signal iskljuenja mogao biti iniciran od strane svakog kraja voda.

Logika slabog napajanja moe biti dijelom pilotskih shema na nain da kada je primljen signal iskljuenja, a forward ili reverse zatite nisu djelovale na tom zavretku voda, kontrolisani signal se alje na udaljeni kraj voda, omoguavajui iskljuenje na toj lokaciji. Slanje signala iskljuenja sa voda sa slabim izvorom moe biti pod kontrolom podnaponskih releja u cilju potvrde da zaista postoji kvar u elektroenergetskom sistemu.

13.3 Unoenje prekidakog signala pri otvorenom prekidau

Deblokirajui sklopovi i pilotski sklopovi sa dozvolom nee ispravno reagovati na unutranje kvarove kada je jedan prekida voda otvoren. Za sve takve pilotske sheme, da bi djelovale u takvim uslovima, signal iskljuenja se automatski prenosi sa kraja voda sa otvorenim prekidaem. Kontrolisanje signala iskljuenja je obino inicirano od strane pomonog prekidaa, ukazujui na to da je u otvorenom stanju. Kada se vod zavrava sa dva prekidaa, oba moraju biti otvorena da bi se poslao signal iskljuenja.

14. SISTEMI PRIJENOSA ISKLJUENJA

Takvi sistemi se upotrebljavaju za prijenos signala iskljuenja na prekidae kola koji su smjeteni na podrujima udaljenim od zatite. Ovo je neophodno zbog toga to ili prekida za izolaciju kvara ne postoji na lokalnoj stanici, ili za

PILOTSKA ZATITA 18

rezervu da bi se osiguralo da se udaljeni kraj voda otvori u sluaju kvarova sistema.

Termin prijenos iskljuenja se upotrebljava u dva konteksta, koji generalno mogu biti opisani kao prijenos iskljuenja kroz opremu i prijenos iskljuenja vodovima. Tipian primjer prijenosa iskljuenja kroz opremu je postavljanje transformatora bez uobiajenog prekidaa povezanog sa jednim namotajem, gdje tee struja do mjesta unutranjeg kvara. Djelovanje zatite samog transformatora moe iskljuiti lokalne prekidae, ali se od sistema prijenosa iskljuenja zahtijeva da otvori udaljeni prekida, posebno kada je struja kroz udaljeni kraj voda preslaba da bi relej djelovao na toj lokaciji. Alternativa

prijenosu iskljuenja u ovakvim sluajevima moe biti lokalni prekida kvara aktiviran lokalnim zatitama u cilju osiguranja da su struje kvarova vie od izabranih vrijednosti za udaljene zatite.

Signali prijenosa iskljuenja mogu biti poslati preko bilo kojeg od prethodno navedenih kanala. Kako je poeljna velika brzina djelovanja udaljenog kraja voda, veoma je bitno da kanal i upotrijebljena oprema imaju visok stepen

sigurnosti od bilo kakvih prelaznih djelovanja uzrokovanih lanim signalima. Sistemi prijenosa zvuka su u irokoj upotrebi, sa dva odvojena sistema zbog poveanja sigurnosti. Signal sa oba sistema mora biti primljen da bi se iskljuio udaljeni prekida.

15. KOMUNIKACIJSKI KANALI U ZATITI

Veliki broj razliitih kanala se koristi u zatiti. U prolosti, ali i trenutno komunikacijski kanali su bili najslabija karika u lancu zatite. U posljednje vrijeme je napravljen veliki napredak u odnosu na sisteme upotrebljavane ranije.

Ovo je specijalizirano podruje, i aplikacije za zatitu koje koriste komunikacijske kanale trebaju biti pravljene od strane strunjaka koji dobro poznaju zatitu. Strunost u konstrukciji i radu sa kanalima je podjednako bitna kao i u samim sklopovima zatite.

15.1 Elektrini vodovi pomijeranje frekvencije

Poetkom ranih tridesetih godina prolog stoljea, u svrhu pilotskih zatita, radio frekvencije izmeu 50 i 150 Hz su superponirane na elektrinim vodovima. Obino su koritene u on-off reimu i, kako je proizvodnja napredovala, pomijeranje frekvencija je postajalo dostupnije. Ovakvi kanali su u irokoj upotrebi za frekvencije od 30 do 300 Hz. Slika prikazuje tipian primjer ovakvog kanala.

PILOTSKA ZATITA 19

Sl.7 Tipian prikaz uzemljenog voda za prijenos

U SAD uobiajen oblik uparenja je faza-uzemljenje. Drugi tipovi su faza-faza, dvije faze-zemlja, itd. Odailjai generiu radio frekventni signal snage 1-10W. U prolosti su se koristili i odailjai od 100W, ali danas vie nisu u upotrebi.

Radio frekventni signal je, preko pretvaraa i povezujueg kapaciteta, doveden na vod visokog napona. Pretvara, postavljen na osnovu kapacitivne jedinice, ponitava kapacitet kondenzatora. Ovo omoguava bitnu nisko impedantnu stazu za prijenos radio frekventnog signala na dio voda (ili sa njega). Na

udaljenom kraju, radio frekventna energija prolazi kroz slian sklop do prijemnika. Odailja-prijemnik mogu biti podeeni na iste frekvencije ili na razliite frekvencije, to onda stvara potrebu za dvofrekventnim pretvaraem. Induktivnost izmeu kapaciteta i zemlje predstavlja visoku impedansu za radio frekventni signal, ali nisku impedansu sa sistem na 50 ili 60Hz.

Iako se radio frekventni signal uvodi u jednu fazu, on se iri kroz sva tri fazna voda. U par navrata se desilo da je sluajno spajanje na razliite faze na dva zavretka prolo neprimijeeno godinama jer je priman ispravan signal. ak signal moe biti jai ako je spojen na razliite faze. Razvoj analize modela je obezbijedio moderni alat za predvianje performansi kanala ovog tipa, te najboljih naina spajanja i odailjanja, to je jako bitno, posebno da duge vodove.

Zrani vodovi obini imaju napon 400-488V meu fazama i 200-500V napon faza-zemlja. Oprema za prijenos radio frekventnog signala se podudara sa ovim

vrijednostima u svrhu maksimalnog prijenosa signala. Radio frekventni signal

treba biti izabran tako da se izbjegnu gubici.

PILOTSKA ZATITA 20

Koritenje zemnih kablova u svrhe ovakve zatite je ako ne nemogue, onda jako teko zbog niske karakteristine impedanse i gubitaka koji su vei nego kod nadzemnih vodova.

15.2 Prijenos zvunog signala

Zvuni signali u rasponu od 1000 do 3000Hz se koriste za zatitu. Pogodni su za upotrebu postojeih telefonskih linija, i stoga su esto upotrebljavani za zatitu preko ovih kanala. Sve to se tie problema u zatiti i njihova rjeenja je primjenjivo kod koritenja ovakvih kanala.

15.3 Prijenos na 50 ili 60Hz

Jedan od ranijih, ali jo koritenih, kanala je isprepleten par telefonskih ica koje obezbjeuju nisko naponski i nisko energetski krug izmeu krajeva tiene zone. Obavezno je da su ice isprepletene, da bi se minimizirala razlika izmeu napona u i oko parice.

Problemi koji su se javljali kod ovakvih kanala bili su rezultat poara, paralelnih elektrinih krugova, stres izolacije uslijed naglih porasta napona pri kvarovima, fizika oteenja izolacije, direktni kontakt sa vatrom ili strujnim krugom, itd.

15.4 Digitalni kanali

U posljednjim godinama digitalni kanali su sve vie koriteni u komunikacijama pilotskih zatita. Neki od tipova digitalnih kanala koji se koriste za ovu funkciju ukljuuju sisteme multipleksiranih optikih vlakana, digitalne mikrotalase, radio veze, i telefonske linije kapaciteta 56kbps. Digitalni mikrotalasi mogu biti point-

to-point ili koriteni u SONET prstenu.

Bitno je za ininjere zatite da se upoznaju sa ovom oblasti jer digitalne komunikacije sve vie igraju bitnu ulogu u modernim sistemima zatite. Veliki broj oienja zahtijevan za zatitu i upravljanje je u mnogim sluajevima zamijenjen digitalnim komunikacijskim sistemima sa zatitom na principu mikroprocesora. Praktino svi moderni mikroprocesorski zatitni sistemi imaju mogunost digitalne komunikacije i ugraene portove za slanje i primanje poruka.

Optika vlakna su tehnologija imuna na elektrine interferencije, imaju malu greku prijenosa bita, i malo vrijeme kanjenja. Meutim, njihova primjena je veoma skupa i postoji veliki rizik ispada ako je optiko vlakno oteeno. Multipleksirani digitalni mreni sistemi imaju prednost, jer u prosjeku imaju mali broj ispada. U takvim sistemima, u sluaju gubitka putanje, automatski i brzo se pronalazi nova putanja. Takvi sistemi su i ekonomini jer se na jedan par

PILOTSKA ZATITA 21

optikih vlakana moe multipleksirati i do 24 kanala. Kod upotrebe ovih sistema treba u obzir uzeti vrijeme kanjenja, te vrijeme potrebno za pronalazak alternativne putanje. Normalni iznosi vremena kanjenja i prijelaza najee ne sprjeavaju upotrebu multipleksiranih komunikacijskih sistema u digitalnim zatitama.

Digitalni mikrotalasi su pogodni za upotrebu kod pilotskih zatita gdje postoji veoma malo vrijeme kanjenja (500-600ms). Problem u upotrebi digitalnih mikrotalasa je njihova sklonost da slabe uslijed nepovoljnih vremenskih prilika

a tada upravo tada se i javlja najvie greaka u elektro-energetskim sistemima! Neke bitne napomene koje je potrebno uzeti u obzir kada se koriste digitalni

komunikacijski sistemi u pilotskim zatitama sa: Vrijeme kanjenja s kraja na kraj kanala. Pilotski sistemi moraju biti u stanju da se nose sa raznim kanjenjima koja postoje u mnogim digitalnim sistemima. Moe postojati razlika u kanjenju signala pri slanju i pri primanju. Vremena kanjenja se takoer mogu mijenjati kada se primjenjuju alternativne putanje slanja.

Interapti na komunikacijskom kanalu. Sistem mora biti tako napravljen da je u

mogunosti slijediti resinhronizaciju koja je posljedica prebacivanja na komunikacijskoj mrei.

Prekomjerne greke u prijenosu bita. Visok nivo priguenja, uslijed velikih razdaljina, moe biti uzrok velikog broja greaka u prijenosu bita do mjere da se nema zadovoljavajui nivo djelovanja pilotskih sistema. Nadalje, bakarne veze mogu postojati u komunikacijskim mreama, to dovodi do mogunosti pojave elektrine interferencije.

Iskustvo je pokazalo da digitalni kanali koji su dostupni zahvaljujui telefonskim kompanijama nisu pogodni za primjenu kod pilotskih zatita. Neki od problema u pokuajima primjene ovakvih sistema u zatiti su: periodike smetnje, velika vremena kanjenja, nesimetrina kanjenja, itd.

16. REZIME

Radno iskustvo tokom mnogih godina je pokazalo da svi pilotski sistemi mogu,

uz odgovarajui dizajn, pruiti dobru pouzdanost. Stoga, izbor, ako nema aplikativnih restrikcija ili ogranienja, je prije svega stvar ekonominosti i line odluke ininjera. U daljem tekstu e se razmotriti neke generalne osobine razliitih tipova pilotskih sistema.

PILOTSKA ZATITA 22

Bloking sistemi imaju vii nivo pouzdanosti nego sigurnosti. Nemogunost uspostavljanja bloking signala sa udaljenog zavretka voda moe rezultirati masovnim iskljuenjem vanjskih vodova.

S druge strane, sistemi prijenosnog iskljuenja tee veoj sigurnosti nego pouzdanosti. Neuspjean prijem signala sa kanala rezultira neuspjelim iskljuenjem unutranjih kvarova. Sistemi sa prijenosnim iskljuenjem zahtijevaju posebnu dodatnu logiku za djelovanje na unutranje greke na lokalnom zavretku voda kada je udaljeni prekida otvoren, ili za slabo napajanje kada je kvar mali da bi generisao signal iskljuenja. Ovo nije problem kod blokirajuih, niti kod deblokirajuih sistema. Deblokirajui sistemi pruaju kompromis izmeu pouzdanosti (nije potreban kanal za iskljuenje) i sigurnosti (blokiranje je kontinualno). Bloking sistem na bazi poreenja smjera je najprilagodljiviji raznim vrstama vodova i prikljuaka na liniji. Slabo napajanje sa svojim malim udjelom u unutranjim kvarovima ne sprjeava iskljuenje zavretaka drugih vodova. Ipak, iskljuenje zavretka voda moe zahtijevati odvojen kanal i sistem za prijenos iskljuenja.

Historijski gledano, sistemi poreenja smjera koriste iste releje za primarnu pilotsku kao i za rezervnu zatitu. Poreenje faze nudi potpunu nezavisnost izmeu pilotske i rezervne zatite i mogunost nezavisnosti o mjerenom naponu u sistemu. Zatite gdje se koriste dva pilotska sistema, jedan sistem poreenja faze, a drugi sistem poreenja smjera, se ine atraktivnim, ali u praksi se nailazi na problem detaljnog poznavanja i odravanja ova dva potpuno razliita tipa zatite.

Sheme koje djeluju samo na osnovu struje, kao npr. poreenje faze, poreenje naboja ili diferencijalne zatite, su pogodne za zatitu sloenih sklopova prijenosa jer imaju dobre performanse za teko dostupne kvarove. Takvi sistemi su takoer imuni na meusprege, nestanak napajanja i neuravnoteene serijske impedanse. Ovakve sheme pruaju dobru zatitu za kablove, kratke vodove i vodove sa vie od dva zavretka.

Pilotski iani releji se preporuuju i masovno upotrebljavaju za kratke vodove, kakve pronalazimo u korisnikoj distribuciji i fabrikim kompleksima. Iskustvo je tokom godina pokazalo da su svi problemi vezani za oiene pilotske sklopove rezultat neprikladnog dizajna, zatienosti ili odravanja. Kada se ovo rijei, performanse su veoma dobre. Optiki pilotski sklopovi imaju prednost to nisu podloni problemima elektrine prirode.

Svi tipovi i kombinacije kanala pilotske zatite su u upotrebi i izbor se vri prvenstveno prema faktoru ekonominosti i dostupnosti u kombinaciji sa odreenim zahtjevima od sluaja do sluaja. Elektrini vodovi su godinama u

PILOTSKA ZATITA 23

upotrebi i imaju tu prednost da je kanal u vlasnitvu zatiene grupe ili kompanije, ali problem moe biti dostupnost frekvencija zbog prebukiranosti spektra. Frekvencije se mogu ponavljati unutar sistema u kojem ne dolazi do

interferencije. Ovakve frekvencije nisu licencirane i stoga ih mogu koristiti i

drugi korisnici.

Mikrotalasni kanali su u upotrebi tamo gdje su dostupni i gdje je to u odreene svrhe opravdano. Obino pripadaju vlasniku kanala.

Rezervisani audio tonovi ili privatne linije su se pokazale dobrim kada su

odgovarajue telefonske linije zadovoljavale uslove za primjenu u shemama zatite. Vano je da kompanija koja iznajmljuje kanal bude svjesna zahtijeva zatite kanala.

Digitalni sistemi komunikacije se uspjeno primjenjuju u novim instalacijama. Takvi sistemi, kada su ispravno dizajnirani i primjenjeni, pruaju visok stepen pouzdanosti. Kako digitalni kanali sve vie postaju dostupni i ekonomski opravdani, to je vjerovatno da e se u budunosti nametnuti kao optimalan izbor. Interesantno je napomenuti jo jednom to da su svi navedeni sistemi u upotrebi i da tamo gdje su upotrijebljena dva pilotska sistema zatite, ne postoji neka posebna kombinacija u kojoj se istie dominacija jednog od njih.

17. OPERATIVNO ISKUSTVO U PILOTSKOJ ZATITI

Kao to se moe zakljuiti, posmatrano sa tehnike take gledita, pilotske sheme se mogu dizajnirati kao visoko pouzdane i tokom godina je odravanje zadovoljavajuih performansi takvih sistema bilo veliki izazov za ininjere koji se bave zatitom. Brzina djelovanja i sigurnost su podjednako bitne karakteristike koje se razmatraju kod primjene ovih shema. Naalost, ove karakteristike su kontradiktorne. Poveana brzina poveava zatitu opreme i poboljava granice stabilnosti sistema. Kada se poduzimaju koraci potrebni za poveanje brzine djelovanja, to rezultira vjerovatnoom nekorektnog rada sklopa.

Iskustvo je pokazalo da karakteristike odgovarajueg sistema komunikacije igraju bitnu ulogu u cjelokupnoj kvaliteti pilotskih sistema zatite. Tokom godina, analiza propusta u djelovanju pilotskih sistema je ukazivala na to da

problem prouzrokuju greke u komunikacijskom sistemu. U nekim sluajevima komunikacijski sistemi nisu ispravno primijenjeni u odnosu na potrebe pilotske

sheme. Ininjeri zatite nisu strunjaci za komunikacije, a osoblje koje se bavi komunikacijama nije esto upoznato sa sistemima zatite. Kako bilo, vremenom, komunikacijska oprema, njena oienja i spojevi se oteuju, to uzrokuje postupno pogoranje performansi kanala. Performanse kanala se takoer mogu

PILOTSKA ZATITA 24

mijenjati u ovisnosti od okolnih i vremenskih prilika. Oteenja i promjene performansi kanala je teko uoiti prije nego se pojavi greka i kvar.

ezdesetih godina prolog stoljea u SAD desila se znaajna ekspanzija novih objekata za prijenos zbog porasta zahtijeva za potronjom elektrine energije. U istonom dijelu SAD-a su se telefonske linije koristile za prijenos zvunih signala pilotskih shema instaliranih na sve veem broju prijenosnih krugova. SHeme koje rade na principu zvunih signala imaju opciju da je iskljuenje odgovarajue pilotske zatite blokirano sve dok je na pripadnoj telefonskoj liniji detektovana buka. Takav bloking sistem je nazvan squelch (beumno podeavanje). Filozofija zatite kod ovakvih sistema nije bila u upotrebi squelch opcije jer bi tako moglo doi do zakanjenja signala iskljuenja. Kako su se sistemi irili, performanse pilotskih shema na bazi zvunog signala su se drastino pogoravale do toga da su se greke djelovanju ovakvih sklopova deavale redovno. Analize su pokazale da je problem bio uzrokovan bukom uvedenom u telefonske linije tokom stanja kvara. Zbog rizika gubitka ugovora,

telefonske kompanije su ponudile da obezbijede odgovarajuu opremu koja e biti dobro zatiena od buke i ispunjavati potrebe pilotskih sistema zatite. Primjena ove opreme je uveliko poboljala stanje, ali ipak, vremenom, pad performansi je opet primijeen vjerovatno zbog nestabilnosti industrije komunikacija i i generalne nezainteresiranosti da se ulae u posebne usluge za mali dio klijentele.

Istraivanje nekorektnog rada zatita na velikom povezanom podruju, tokom niza godina, je pokazalo da se porast greki u djelovanju zatite deavao kada je odravanje sklopova bilo smanjeno ili odgaano. Veliki broj greki u djelovanju zatite se nije deavao odmah, ali se vremenom broj postepeno poveavao do take kada su performanse se toliko pogorale da nije bilo neuobiajeno da se desi iskljuenje nekoliko vodova uslijed kvara na samo jednom vodu. Mnoge greke su nastajale uslijed nekorektnih akcija blokiranja komunikacijskog sistema koji je bio ukljuen u rad pilotskih shema na bazi poreenja smjera. Obnavljanje odgovarajueg odravanja i zamjena dotrajale opreme su imali pozitivan uinak na performanse pilotskih zatita.

Dostupnost digitalnih zatita i komunikacijskih sistema daju ininjerima mogunost upotrebe pilotskih sistema sa inherentno poveanom pouzdanou. Razvoj digitalnih sistema i iskustva njihove primjene su pokazala da je

njihovom upotrebom postignuto, znaajno poboljanje u pouzdanosti pilotskih zatita. Ipak, upotreba digitalne tehnologije predstavlja novi izazov za ininjere koji se bave zatitom zbog potrebe upoznavanja sa novom tehnologijom. Prirunici za digitalne zatite su obino preobimni i esto teki za shvatiti. Sistemi zahtijevaju odreeno programiranje, to moe biti komplikovano i rizino sa aspekta pojave greaka. Proizvoai zatita neprekidno mijenjaju ili

PILOTSKA ZATITA 25

nadograuju postojee modele. U takvim okolnostima, postalo je jako teko odravati odreeni standard koji je iroko upotrebljiv. tavie, ininjeri zatite se neprekidno nalaze u fazi analize novih proizvoda i razvoju novog dizajna za

svoje sisteme zatite. Potreba za snimanjem, kojim e se dokumentovati sve karakteristike, logikim programiranjem, i unaprjeenjem opreme je postala imperativ u cilju izbjegavanja greki u radu sistema zatite.