protection lecture updated.pdf
TRANSCRIPT
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 1/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Protection
in Electrical System
ئرا
اظم
وا
أ
وا ةزأد
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
وا مو
ود و رطخ رأ عوو ا تطا و.
و اطت از ل ن أر ذا ار اخطر
طا
در
دائرة
وره
اشره
ن
واد
.
.او ارئ(أظ)ذه اطت دوائر وأزة
دأ اظم ارئ ظ او ن اراض ووع اطل
:
ئرا طا زوو لو دو ل طا:
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 2/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ئرا
اظم
وا
أ
1-ئرا طا ةدو ن.
.ام اكهبئاتاعطل فيثاح ن-2
.احظ عى سقارة ام اكهبئ-3
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
1
2
3
5 6
4
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 3/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
اكهبئي
ام
حدات
في
اعطل
ثر
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ثر اعطل في حدات ام اكهبئي
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 4/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ثر اعطل في حدات ام اكهبئي
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Auxiliary
Trip Relay
Alarm System
IPCT
IPVT
VT
CT
++
--
110V DC Supply bus wire50V DC Supply bus wire
Main Protective Relay
AC Contact
Timer
وا
دائرة
Trip Coilوت
R
Y
B
إ ادائرة
ا
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 5/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ئرا تا س
س اطل
ال
د زن خر ظ
إرل اشرة شرة
ز لر لخ ن
زل اطل ن ط أو أر
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ئرا مظا وا
ار ال Quick response
اط ارب Simplicity
دا
Reliability
ئاSelectivity
ا
Sensitivity
دا
Economyوا
أزة
خئص
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 6/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Operating timeOf Relay
Operating time ofauxiliary Relay
closing time ofCircuit breaker
0 s
time
[s]Total operating time of protection circuit
ال
را
Speed
ارار اظم
ن اظم دم ال اطل إ أزا
ل اضرار
إ يدؤ:
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Simplicityاط ارب
دا
Reliability
را ل وا ز نو نأ
لاو طض و
ر
ئرإ ط لطا و اذإ لش أن ز او ب أن ون در
ز وذ نو نأ
وأن خو دائرة ا ن اطل
دوز ا تطا لخ ن نخا ا ز ةرد نو
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 7/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
اSensitivity
ئرإ
ط
اطل
و
إذا
ط
أد
شل
ارل
وم
أن
و
أن وم أوأ اظروف
ئرإ ط لط إ ب نأ
K s = If min / Io K s > 1.4
رة اد-- عوضوا ما إ س ا ز ل
خدام أزة خص ط ودد-
-ئخ ر ت ن تو ا ةزأ دوز
.
وطا لو ف
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ئاSelectivity
و
:
ن دوث اط- إ ا ز ةرد.
- لطا ط لز ا طاوا وأ طا رخا.
-اط
وظروف
طا
اظروف
ن
ارق
ادرة
.
.ادرة ارق إذا ن اطل ضن ؤو أم -
F2
CB1
F1
CB3 CB4
CB2
A B
X
X
X
X
X
X
X X
G1
G2
C
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 8/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
اد
Economics
إن ور ز ن ل ظرف ن ظروف دإ د رغ رأ وا ئرا مظا.
ا روا با مظا رخا نإ:
- دارا زا وأ ا
أ ا أو از اراد اظم ارئ- ئرا طا عطا رأ ىدو.
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
:از نوا مظو
وا
وشروع
وا ز
وي واد وا مظ ا ةدوا و
.أو أر ن ات وات وودات اضط
ر ب وأ أد وأ و ب م(ر وأ )
و ط طق ز و واد أو و أزة
ن
و
واب
د
ون
.او اض أو:م دة ب دأ ال ل
ا . طا رغ فرظا بو:
ضرا لطا وأ .... .او ن ارع ار
و دة م ا ظأ ن و قط ط و
ل دارا ةدا:
رغو شا وأ وشروع اول شروع اود
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 9/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا ةزأProtective relays
ف أزة
ا
(.روط)رت :-ب ارب -ر تر(ورإ.)
ا ا ب:-را تر.
-طوا
رت
.رت ارد- رت ادر- - .....رغو
ئرا ةرئادا و ب
-ئادا ةزأ(Fuses, MCB’s)
-و ةزأ(Protec. Relays)
ئخ ب-دإ
-دإ -ر
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Current Relaysرت ار
رت او ن ارع ار
Over Current Relays (OCR)
ا
ار
رت
Deferential Relays
رت ار و ن دم ازان
Unbalance Relays
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 10/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Current Relaysرت ار
ئادا
ارت
- إ ةزأ أ إ ج VT’s CT’s DC P/S
- ط ن ةرادا ر ل ل و.
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Current Relaysرت اروا ترا
K
L
k
l
-+
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 11/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
a
b
a
b
c
d
e
f
I
1
2
a
b
c
d
f
1
2
I
a bc
f
e
1
2
a
b
c
d
I
اشل ا رت ار
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
اشل ا رت ار
Current
taps
Induction
disk
Lagging
coil
Timing
dial
Braking
2 4 6
1
2
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 12/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
اف
Stopper
ازان
ذراع
زرك
ات
ار
رل
ل
دأ
=
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
زا صئخا ب را تر ف
X In
Sec.
دا
Sec.
X In
دا
Sec.
X In
ظ
X In
Sec.
ر
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 13/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ارت اظ م اول زن اخر اب خدامز تؤ
R
S
T
BK
L
Nk
l
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
T
4L
2
1
دأ ل ارل اراري ن زدة ار
ز:ئ
ادي
ئ:رارا رد ضخا د إ ل دإ ن
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 14/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
K
l
N3i0=iR +iS+iT
k
IR IS IT
TI0>
L
رت ا ن دم ازان
ودم ل ال ضرا برا تار ن
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
R
U
+
Sig
طوا ترVoltage Relays
UVR
OVR
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 15/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Solid State Relays
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Solid State Relays
Signal Processing:
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 16/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Solid State Relays
Comparison Element:
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
If
0 0.5 1
U ph
U
= % of coil length
ا را ترDeferential Relays
Why?
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 17/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
K Lاز اراد
3
K L
k l lk
i2i1
id=i1- i2
i1 i2
+
Sig.
1 2
I1 I2
ا
ار
رت
Deferential Relays
ا أد ل(را)ارا ن
اراد
از
ن
رخاو
خادا
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
K L
از اراد
3
K L
k l lk
i2i1
id=i1- i2
i1 i2
+
Sig.
1 2
I1 I2
ا
ار
رت
Deferential Relays
: دم وود طل
I1 = I2 , i1 = i2 & id = i1 – i2
If i1 = i2 then id = 0
: اطلI1 I2 , i1 i2 & id = i1 – i2 0
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 18/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
K Lاز اراد
3
K L
k l lk
i2i1
id=i1- i2
i1 i2
+
Sig.
1 2
I1 I2
ا را ترDeferential Relays
ةد ط م كذر وز ث دأ ال د رور
(10%- 40%)ا
ز
ا
ار
ن
.
Actually i1 i2 :
- Vector group of protected Tr.
- n1 n2
- Outside S/C.
- Prim. Curr. of Protected Tr. Sec. Curr.
- Protected Tr. Have ON Load Tap Changer.
Relay (3) isn't instantaneous relay
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
i
CT2
CT1
IPVT1
IPVT2
MT
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 19/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ضا لرا
CT1 CT2
CT3
IPVT2
IPVT3
IPVT1
U1U2
U3
YY
d
Yy0
Yd5
Yd5
Yy0
Yd5
I1 I2
i1
i1’
i3’
i2’
i3
i2
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
n=5 1
0I
iCT’s Characteristics
5In
Point of
saturation
10In
n=102
n=20 3
20In
I
Unbalance Current
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 20/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
K LK L
k l lk
i2
i1
id = i1- i2=0
i1 i2
1
5
3
2
4
+
is=1/2 (i1+ i2)
ذك د ن رل ار و رل ازان
اشل
وح
رل
أو
Differential Coil
Stabilizing Coil
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
A
idl
is
iop
iop min
ال ط
i2op = i2
op min + K 2s i2s
K s = tg K sل ات
MMF I2
iS = 0
F in spring
Unbalance current
Operating Characteristics
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 21/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
K LK L
k l lk
i2
i1
2i = i1- i2
i1 i2
1
5
3
2
4
+
0= (i1+ i2)
I1I2
د وود طل از ا ذ ن اطرن ون رات
اشل
و
ارات
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ئرا نازا تر
طورا
اوى
خل
ن
شرة
ارات
ر
دأ
ل
is=1/2(i1+i2)
id= i1 - i2
ا زا
TS
Td
i1 i2
I1 I21
2
3 4
Principal of electrical Balance Relay
5
+ Closing
Opening
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 22/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Moment I iop = iop min + K s is
K s = tg K S & = f(N2 of TS or R)
Not applicable
characteristics
Unbalance current
Operating Characteristics
Non linear resistance or EMF
In stabilizing circuit
A
B
a b
idl
In xIn is
iop
iop min
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
I1
I2
I>
i1 i2
i1 – i2
id = i1 – i2N2
N2
Ns
Ns
NdNi i2
i2
d
s
i
s
Protec. Element
Magnetic Balance Relay
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 23/48
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 24/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
1
4
3i
ir I
iu
2
u
ur
ر ا غ ف ن
د
زم
ر
رك
و
.ادرة
Mr = K Ur ir Cos(r + ) - Mm
ازم ال اؤر او ار – :Mrث
r – او
طوا
ن
وازا
.
– ر
خادا
وازا
. K – را
رب
د
ت
. Mm – موا ا مزا( كرزا .وغر....اك
Mr = 0 or >0 or <0 Depends on (r + )
To be Operate K Ur ir Cos(r + ) Mm
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
1
4
(ارت ا)وت رت ادرة
3
i
ir I
iu
2
u
ur
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 25/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
1
4
3i
ir I
iu
2
u
ur
M = k
i
u
sin
i I u U
i
u
iu
I
uIu
U
i = u M = k 1 IU sin(u - )
u = 90 - M = k 1 IU cos( + )
If P = IU cos ( + ) M = k 1 P
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
P = IU cos ( + ) + (U/2)2 + (I/2)2 - (U/2)2 + (I/2)2
P = (U/2)2 + (UI cos( + ))/2 + (I/2)2 – (U/2)2 - (U/2)2 cos( + ))/2 + (I/2)2
P = U/2 + I/2 2 - U/2 - I/2 2
U
I
|U + I|2 |U - I|2
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 26/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
U
|U + I| |U - I|
U
|U + I| |U - I|
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا لشا ئر نو لضأ تا حرطو عو ر نإ:
R
iu + ii iu - ii
ii
iu
U
ir
Electrical Balance Relays ئرا نازا لر ل أد
Tr 1Tr 2
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 27/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
R
iu + ii iu - ii
ii
iuU
ir
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ئرا نازا لر ل أد
R
iu + ii iu - ii
ii
iu
U
ir
IDC (iu + ii)IDC (iu - ii)
ir = iu + ii - iu - ii
ارل
ن
د
ورإ
دائرة
خدم
ا
را
Rارت
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 28/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
iu - ii
iu + ii - iu - ii
ii
iu
iu + ii iu + ii - iu - ii
iu
ii
Lagging iu by
<
Power Direction in the
opposite Bus Direction
<
If the P. Direc. Be changed
The polarity of ir changed
M will change its direction
اراف ن ارات
iu - ii
180
Power Direction assame as Bus Direction
iu + ii
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
1
4
3i
ir I
iu
2
u
ur
ر ا غ ف ن د مز ر كر و
.ادرة
Mr = K Ur ir Cos(r + ) - Mm
ث
:Mr – ار
او
اؤر
ال
ازم
r
– او
طوا
ن
وازا
.
– ر
خادا
وازا
. K – را بر د ت. Mm –
ازرك )ازم ا اوم .وغر....اك
Mr = 0 or >0 or <0 Depends on (r + )
To be Operate K Ur ir Cos(r + ) Mm
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 29/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Total Operating Power : Ur ir = Sr [VA]
Sop = Mm / K Cos(r + )
The relay will be very Sensitive
If r + = 0 because of Sop = Sop min
- Angle between Ir & Ur During Fault time
To be operate with max. sensitivity Should
r + =
&Mm = min
Above conditions obtained by Changing using reconnections
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
In this case : r = + - New angle obtained by reconnections on the Relay terminals
Reconnections can be made by connecting the current circuit on
One phase wile the voltage circuit on the other phase, also by mixing
phase & line voltages & currents together.
=0
Ir Ur
0
Ir Ur
0
30
= - 30
Ir
Ur
0
90
= - 90
>0 , Lagging <0 , Leading
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 30/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
خادا
وازا
ا
وا
إخر
اوول
ن
ا
وغ ذه ارأر د أي زاو طل وغر
ا عاو:
+ = 90 (VAR) Q - relays
Depending on it’s construction these relays can be divided into :
- Induction relays,
- Electro dynamic Relays,
- Electrical Balance Relays.
+ = 30 - 180 (VA) S - relays
+ = 0 (W) P - relays
+ = 180 Reverse Power relays
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا ترا صئخ
ا ترا صئخ رؤ ا ا را:
-خادا وازا()ما ذخو(0, 30, 45, 60, 80, 90, 180) أ د ز نوو
(0 or 90)و اب()ازاو ا ن طر اول-
واوط اوو ارل و ازاو ن اوط ا د ار ارل
- وو اخط ن ات ا وات ا ااخط ازاوي
-ا
وؤد
ارل
إ
خادا
ات
دى
ارى
ا
و
إوا
طا
وا
اخرى
ا
ون
اذي
-را لخد ا ا ما)110 Or 1103 V )أو( 1 or 5 A )و ادة
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 31/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا ترا صئخ
ال
ازخئص
اخئص
)P - j Q اوى
ط
(
jQ
P
jQ
P
Not
Operate
=45o
=0o
Error Boundary when U=100% Un
Error Boundary when U=K 1% Un K 1<100%
Error Boundary when U=K 2% Un K 2< K 1
Theoretical Characteristic
Min. op. Power
Actual char. Little bet
deff. From ideal one.
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
A Theoretical setting valueG Nominal value relay.
Error Boundary when U=100% UnError Boundary when U=K 1% Un K 1<100%
Error Boundary when U=K 2% Un K 2< K 1
Theoretical characteristic
= 0
P
jQ
AG
Actual oper.Char.
of Direc. P Relay
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 32/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
= const.
Operate
Not OperateVoltage
U
Iop
Operating Characteristics of Directional relay as Iop = f(U)
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
0
30
6090120
150
180
150
6090120
30
Theoretical
Characteristic
Reference
Phase
Direction of
non reference
value
Error Boundary when 100% Reference value Error Boundary when K 1% reference value
Oper. Char. of Direc. relay in polar system = 30
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 33/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Operating Characteristics of Directional relay as Uop = f(I)
1 2 3
Operate
Not Operate I
Uop
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Time Characteristics of Directional relay
P
t (s)
Nom.
power
Set
point
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 34/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Top.
P
ts or min.
Time Characteristics of Directional relay
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا تراDistance Relays
LTL >> No of TL Supplies >> Complex form Of TL >>
Geographical & Natural Conditions become more Difficult
Probability of Faults becomes more & more
request the protective relays to have a high speed to eliminate the
faults as quick as possible.
0.20.40.60.811.2 1.210.80.60.40.2
Solution: top<< as Lfault <<
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 35/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
G G
A B C D
F1 2 3 4 5 6
Uf Uf
ا تراDistance Relays
UopUop
Old Criteria : top
U
Disadvantages:- U = f(ZL, If ) top>> as If >>
- Zfault >> so U >> top >>
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
LiLu
U
i
ا ا ل أد
u = cu1 USC i = ci1 ISC Fu = cu2 u2 Fi = ci2 i
2
Fu Lu= Fi Li cu u2 = ci i
2(u/i)2 = ci/cu = k 1
2
u/I = cu1 USC/ci1 ISC= c Z Z = k 1/c = K
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 36/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
SC
K
Z0 = K
Z = k 1/c = KR 2 + X2 = K
R arc
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
U
i
k i
ا ا ل أد
u – ki 2 = i2 z = u/i z – k 2 = 1
It’s a vector has ohm character
If the angle between k & z is then : z2 – 2zk cos + k 2 = 1
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 37/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
z2 – 2zk cos + k 2 = 1
k
sc
Z = Kz
Z
2
–
2ZkK cos
+ (kK)
2
= K
2
kK sc
K
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
K sc
K
For k = 1 Z2 – 2ZK cos + K 2 = K 2
رة ن دائرة ر ط ال و ل خئص اخئص
MOH Relay
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 38/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا ا ل أد
K=0 1
iU-k i
|u-k i| |i|+
Sig.
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
New Criteria : top (U, 1/If )
ا تراDistance Relays
top = K U/If = K Zline
Zline = Z1 * L & U = I * Z1 * L
These Relays called : Impedance or Distance Relays
Impedance of
length unit
Distance
R - FVoltage where the
Relay build in
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 39/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ل
ودأ
وت
ا لرا
+ +
+ -
-
-
S D M F
T
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
t (s)
L (Km)
t4
t3
t2t1
L’1L’2 L’3
ا ترا صئخ
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 40/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا تراDistance Relays
Utr >> & Ltr >>
Protective Distance >>
Ptr >>
Znor. Cond. or ZO/L Zop
Operating Conditions Zline < Zset
و طا ا س أد ل ا ترا
ط ةرادا ر ن را ةرد د م.ارء واظروف اط أو ظروف ال زائد
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا تراDistance Relays
ذا أح ن ز
اواب
ا
ا
رد
ل
أن
ن
إ
وا
وب
ل
ب
واز
س
أن
ا
ا
ل
س
.
B
A
B’
A’
jX
R
ZL between A & B
R arc + R f.point
At ideal cases relay
Should operate, if the
measured impedance
Less than A-B & s
s : S/C angle of faulty line.
To be relay operated correctly for any fault happened
a long A - B it should has the characteristics above.
But when S/C accurse there is
an additional ohm resistance
Added to the line impedance.
Because of S/C arc.
S
ZS
Zn
At normal cases 0
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 41/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا تراDistance Relays
خف ازاو ن اوط وار ك إ خف ظر
ا
وا
أزة
ف
م
و
ا
ال
و
:
او ا از
Us/Is = Zs
ام از
Impedance
Us/Is Coss = Zs Coss = R s Resistive
Us/Is Sins = Zs Sins = Xs Reactance
Is/Us= 1/Zs = Ys Admitance
Is/Us Coss =Ys Coss = G Conductance
Is/Us Sins =Ys Sins = B Suseptance
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا تراDistance Relays
أط أواع ذه ازة و
(Impedance Relays)
ن وط ور
واز و.
Zop = const.
Line
D
D
jX
R Zop
If Z < Zop Relay will Operate
Because of Z not f() so
This type of relay need
Directional unit, D - D
Making new reconnections on the relay terminals,
the circle can Be moved left, up, right or down.
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 42/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا تراDistance Relays
R
jX
Zo
Line
Zop
s
Zo = Zop min
Zo = Zop Cos(s - )
= f()
According to internal angle in the relay () Which
determine Zop.min we can draw the following char.
This type of relay need
Directional unit, D - D
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Zo = Zop Cos
s = R op = const
For = 0
ا تراDistance Relays
Changing internal angle ()
We'll obtained deferent
Kinds Of Characteristics
jX
R
D
D
R 0
R op
Line
s
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 43/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Zo = Zop Sin s = Xop = const = 90
ا تراDistance Relays
jX
R
D
D
Xop Zop
Line
s
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
إن ازة ا ل دأ س او ودت
طت
اوب كرا مزا ل ن ذإبا
:
MHO Relays
Line
S
Zop
jX
R
=45
1/Zop * ( Cos (s - ))
ذه ا دائرة طر ور
راد واز ا تادا(.)
= 45ود رت ل ال
Relay will operate when Z < Zop
No need directional unit
for this type of relays
This Relay Called MHO
Relay as an Opposite of
OHM Relays.
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 44/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
MHO Relays
jX
R
Line
S
=0
Conductance Characteristics
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
jX
R
Line
S
=90
Reactance Characteristics
MHO Relays
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 45/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا ضوا ن رو ا ةزأ صئخ ن فدو
ا لشا صئخ تر جإ م:
MHO Relays
S
jX
R
Zop
ZS
Zop
jX
R
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
ا ز سا ةدو ل ئرا سوا و رأ
ـ ئرا سوا و رد زا تاوا ب:
R a = 28700/(I1.4) /m
خذ ن ار ات ن وال خطوط ال و ر ار (0.5 - 5)ن و اوس ادود
إ (5 – 50)ود ول طور ارض ل أوأ اظروف
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 46/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
إ و ث ظر د ار وأ ط تاذ وا هذو
ئطخ
ارل
در
ون
و
ال
و
إ
. را د ل ا صئخا فخ رأ فخو
For Impedance Relays
R a
ZSZm
jX
R
For MHO Relays (R)
R aZS
Zm
jX
R
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
For MHO Relays (X)
R a
Zm
ZS
jX
R
8/17/2019 protection lecture updated.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/protection-lecture-updatedpdf 47/48
/05/1435
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Impedance Relays
R a
Zm
ZS
jX
R
NEPCO
لوطنيشركة لكهربا
Resistance Relays
R aZS
Zm
jX
R