امروزه انرژی الکتریکی نقش عمده ای در زمینه های مختلف جوامع بشری ایفاد می کند و جزء لاینفک زندگی بشر امروزی است. تولید انرژی الکتریکی ، انتقال و توزیع آن سه بخش عمده یک سیستم انرژی الکتریکی بوده که متناسب با نام خود وظیفه تولید انتقال و توزیع انرژی الکتریکی را بعهده دارند . سرمایه گذاری برای یک سیستم توزیع تقریباً معادل سرمایه گذاری برای سیستم تولید می باشد و مجموع سرمایه گذاری درتولید وتوزیع حدود %80 کل سرمایه گذاری درسیستم برق را تشکیل می دهد. لذا می توان دریافت که سیستم توزیع نقش بسیار ارزنده ای در اقتصاد هر کشور بازی می کند و معرف سرمایه گذاریی می باشد که از نظر طرح سیستم ، برنامه ریزی، ساخت و بهره برداری بسیارحایز اهمیت است. سیستم توزیع وظیفه تأمین برق مشترکین را در محل های مصرف عهده دار است و پیچیدگی و گستردگی آن به مراتب از شبکه انتقال و فوق توزیع بیشتر است. با توجه به این پیچیدگی و گستردگی و ساختار شبکه های توزیع، روزانه اتفاقات متعددی سبب قطع برق مشترکین می شود. که این امر باعث
 
کاهش قابلیت اطمینان سیستم توزیع و انرژی فروخته شده از دید شرکت های برق می شود و از دید مصرف کنندگان و مخصوصاً مصرف کنندگان صنعتی کاهش تولید وخسارات وارده به وسایل الکتریکی را باعث می شود و بطور کلی نارضایتی مصرف کنندگان را بهمراه خواهد داشت.
 
به منظور کاهش آثار سوء قطعی برق و حوادثی که در شبکه توزیع رخ می دهد شبکه های توزیع به تجهیزات حفاظتی متعددی مجهز می باشند که هریک به طریقی موجب جداسازی بخش آسیب دیده و حفاظت بقیه شبکه می گردد.
 
عمده تجهیزات حفاظتی شبکه های توزیع عبارتند از:
 

• رله های اضافه جریان

خرید اینترنتی فایل کامل :

• بازبستها(ریکلوزرها)

• سکسیونرها

• فیوزها

• رله های اتصال زمین رله های اضافه جریان : این نوع رله ها پرکارترین نوع حفاظت می باشند و با جریان های اضافی در یک

 
فیوزها: یکی از ابزار حفاظت در برابر اضافه جریان می باشند در فیوزها عنصری وجود دارد که دراثر عبور جریان گرم می شود و در صورت بیشتر شدن آن از یک مقدار از پیش تعیین شده،کاملاً ذوب می شود. رله های اتصال زمین : که روی سیم زمین ترانس ها یا مراکز ستاره ترانسها نصب می شوند و نیز کار حفاظت شبکه های توزیع را بعهده دارند و در صورت عبورجریان خطا بیش ازحد تنظیم شده عمل می کنند. رله های عدم تعادل بار روی سیم زمین نصب می شوند تا در صورتی که نامتعادلی بار بیش ازحد تنظیم شده باشد. این عدم تعادل بواسطه جریان عبوری از سیم زمین ترانس زمین تشخیص داده شده و موجب عملکرد رله گردد.
 
همانگونه که ملاحظه می شود تقریباً تمام تجهیزات حفاظتی شبکه های توزیع اضافه جریان ها را کنترل می کنند که اکثر آنها ناشی از اتصال کوتاهها می باشند. در یک سیستم توزیع در حدود %75 حوادث، مربوط به اتصال کوتاههای تکفاز به زمین می باشند که با توجه به سطح ولتاژ شبکه های توزیع، ساختار فیدر، مقاومت زمین و مقاومت واسط بین هادی و زمین بین %30-%50آنها به کمک حفاظت های موجود قابل شناسایی نمی باشند.[1] این نوع اتصال کوتاهها که جریان خطاهای ناشی از آنها در حد جریان بار و
 
 
یا کمتر از آن می باشد به خطاهای امپدانس بالا معروف هستند و عمدتاً دراثر قطع هادی و برخورد آن با با مقاومت بالا و یا قرار گرفتن یک جسم با مقاومت زیاد بین هادی وزمین بوجود می آیند. دامنه جریان ناشی از خطاهای امپدانس بالا همانگونه که در شکل (1-1)نشان داده شده است ازحد آستانه تنظیمات رله های اضافه جریان و اتصال زمین پایین تر بوده و همین امر باعث عدم موفقیت حفاظت های موجود برای شناسایی آنها می شود.[2]
 
شکل(-(1-1 دامنه جریان خطای امپدانس بالا
 
علاوه بر مشکلاتی که خطاهای تکفاز برای شرکت برق و مصرف کننده ها به همراه دارند، این نوع خطا به واسطه برخورد هادی انرژی دار به سطح زمین و عدم تشخیص به موقع توسط رله های موجود می توانند برای عابرین خطراتی را به همراه داشته باشند. همچنین از آنجا که %95 این خطاها با جرقه همراه می باشند[3]، وقوع آنها می تواند باعث آتش سوزی و وارد آمدن خسارات فراوان به شبکه و مصرف کنندگان گردد.[4]