Релейная защита для чайников - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Релейная защита для чайников

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Термин «релейная защита» относится к очень широкому кругу устройств, применяемых в электроэнергетике.

К основным функциям защитных релейных устройств (РЗ), относятся:

  • выявление повреждений элементов систем электроснабжения;
  • локализация и отключение повреждённого участка или электроустановки для сохранения работоспособности остальной части системы;
  • определение отклонений от нормального режима отдельных электроустановок и частей энергосистемы, в результате которых может произойти повреждение оборудования или потеря устойчивости системы электроснабжения;
  • автоматическое выполнение действий, направленных на восстановление нормального режима (отключение части электрооборудования, включение устройств компенсации).

Таким образом, в одних случаях защитная аппаратура на основе реле способна предотвратить опасность выхода из строя установок и элементов энергосистем, в других – среагировать на факт повреждения и остановить дальнейшее развитие аварийной ситуации.

Эти действия релейной автоматики позволяют минимизировать ущерб, нанесённый в результате повреждения оборудования и ущерб от недоотпуска электрической энергии потребителям.

Необходимый уровень укомплектованности сетей и систем электроснабжения устройствами релейной защиты и автоматики (УРЗА) определён действующими нормативными документами в области энергетики.

Ни одна электроустановка не может быть введена в работу, не будучи укомплектованной защитными устройствами в минимальном объёме, определённом действующими правилами.

На каждом предприятии, имеющем на балансе электрооборудование, оснащённое защитными релейными устройствами, должен быть составлен график регулярной проверки и обслуживания релейной автоматики. Контроль выполнения плановых работ по проверке, испытаниям и обслуживанию релейной защиты осуществляется органами государственного энергетического надзора.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ

Защитные устройства на базе реле разнообразны и могут быть построены по отличающимся принципиальным схемам, реализованным на различной элементной базе.

Общим для всех устройств релейной защиты является наличие одних и тех же функциональных блоков:

  • измерительных органов;
  • логики; исполнительных устройств;
  • сигнализации.

Измерительный орган реле получает в непрерывном режиме информацию о состоянии контролируемого объекта, которым может быть отдельная установка, элемент или участок электрической сети. Существует несколько подходов к классификации структурных блоков релейных защит.

Измерительные релейные органы иногда называют пусковыми, но это не меняет сути. Контроль состояния объекта заключается в получении и обработке технических параметров электроснабжения – тока, напряжения, частоты, величины и направления мощности, сопротивления.

В зависимости от значения этих параметров, на выходе релейного органа измерения формируется дискретный логический сигнал («да», «нет»), который поступает в блок логики.

Логический орган, получив дискретную команду релейного блока измерения, в соответствии с заданной программой или логической схемой формирует необходимую команду исполнительному блоку или механизму.

Блок сигнализации обеспечивает работу сигнальных устройств, которые отображают факт срабатывания релейного защитного комплекта или отдельного его органа.

Для успешного выполнения своего предназначения, УРЗА должны обладать определёнными качествами. Выделяют четыре основных требования, которые предъявляются к аппаратуре РЗ. Рассмотрим их по отдельности.

Селективность.

Это свойство защитных систем заключается в выявлении повреждённого участка электрической сети и выполнении отключений в необходимом и достаточном объёме с целью его отделения. Если в результате работы защитной автоматики произошло излишнее отключение оборудования системы электроснабжения, такое срабатывание автоматики называется неселективным.

Примером такой защитной системы может служить дифференциальный токовый защитный комплект, срабатывающая только при повреждениях между точками сети, в которых контролируется разность токов.

Относительной селективностью обладают системы максимального тока, которые, как правило, реагируют на нарушения режима на участках, смежных с непосредственно защищаемой ими зоной. Обычно во избежание неселективного срабатывания, такие системы автоматики имеют искусственную выдержку времени, превосходящую время срабатывания защитных комплектов на смежных участках.

Примечание. Искусственной называют выдержку времени, создаваемую специальными органами задержки срабатывания (реле времени).

Быстродействие.

Отключение повреждённого участка или элемента сети должно быть осуществлено как можно быстрее, что обеспечивает устойчивость работы остальной части системы и минимизирует время перерыва питания потребителей.

Иногда время срабатывания системы автоматики трактуют как время между возникновением повреждения и отключением повреждённого участка, то есть, включают в него время работы выключателя.

Это не совсем верно, так как выключатель не является частью УРЗА и по его параметрам нельзя оценивать эффективность релейной защиты сетей и систем электроснабжения.

То есть, учитывать время отключения выключателя необходимо, но следует помнить, что это не характеристика РЗ. Для справки можно заметить, что время отключения выключателя значительно больше времени срабатывания собственно реле автоматики (без учёта искусственной задержки).

Чувствительность.

Данное качество характеризует способность системы автоматики к гарантированному срабатыванию во всей зоне её действия при всех видах нарушений режима, на которые данная автоматика рассчитана. Чувствительность системы автоматики является точным численным показателем, значение которого проверяется в расчётных режимах с минимальными значениями параметров её срабатывания.

Универсальная характеристика всех технических устройств, заключающаяся в способности РЗ функционировать длительно и безотказно. В соответствии со своим основным предназначением.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Типы УРЗА можно классифицировать по параметрам режима работы сети, на которые они реагируют.

Токовые защиты.

Наибольшее распространение получили токовые защиты, поскольку именно повышенное значение тока является критерием такого частого вида нарушения режима работы как короткое замыкание. В основе токовой релейной защиты находится реле тока.

Традиционно используемыми являются реле электромеханического типа, состоящие из токовой катушки и подвижной электромагнитной системы, замыкающей контакты. На смену этим приборам пришли полупроводниковые устройства, а с развитием цифровых технологий и микропроцессорные системы релейной защиты.

Независимо от элементной базы, логика работы защит остаётся в принципе той же. Конечно, микропроцессорные системы способны реализовать более сложный и разветвлённый алгоритм действий.

В простейшем случае, на реле выставляется требуемая уставка – значение тока, при котором реле должно сработать. Первичными преобразователями тока являются измерительные трансформаторы или датчики тока.

Защиты по напряжению.

Среди самых распространённых представителей этого класса групповая секционная защита минимального напряжения.

Логика работы этой автоматики увязана с технологическим процессом, электропривод оборудования которого питается от одной секции подстанции. Автоматика минимального напряжения имеет двухступенчатое исполнение. Типовая последовательность работы выглядит следующим образом.

Секция, к которой подключены электродвигатели приводов механизмов технологического процесса (например, это могут быть механизмы котла тепловой электростанции), имеет два питания – от рабочего и резервного трансформаторов.

При отключении рабочего трансформатора срабатывает автоматика включения резерва (АВР). Через небольшой промежуток времени к секции подключается резервный трансформатор.

За время бестоковой паузы нагруженные механизмы успевают затормозиться. После подключения резервного трансформатора начинается самозапуск электродвигателей механизмов.

Повышенный ток, обусловленный групповым запуском двигателей, вызывает посадку напряжения на секции. При снижении напряжения до уставки первой ступени автоматики, происходит отключение наименее значимых для технологического процесса механизмов.

Делается это для того, чтобы облегчить запуск более важного оборудования и удержать станционный котёл (или другой агрегат) в работе.

Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования. В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла).

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Релейная защита

Релейная защита – система защиты цепей и потребителей от перегрузок и выхода из строя путём использования разнообразных реле. Согласно классификации рассматриваемый предмет входит в состав электрической автоматики, разгружая рабочий персонал, сберегая человеко-часы.

Основные определения

Повреждениями принято называть мелкие неполадки, не сопровождающиеся крахом системы, но вызывающие утечки тока и, как следствие, понижение напряжения. Одновременно растёт потребление. Повышенный ток вызывает перегрев отдельных частей сети, что способно стать причиной серьёзной аварии. Пониженное напряжение служит лимитирующим фактором, провоцируя отключение потребителей, нарушая график работы системы.

Ненормальные режимы сопровождаются описанными симптомами, когда параметры цепи покидают допустимый нормативными требованиями, инструкциями диапазон. Каждый случай вызывает отказ части системы, провоцируя отклонения и сбои. Ненормальный режим становится причиной повреждения, хотя непосредственно не признаётся состоянием поломки или выхода из строя чего-либо.

Часто работоспособность системы восстанавливается изоляцией сломавшейся части цепи, уберегая прочих абонентов от непредусмотренных инструкциями по эксплуатации условиями. Локализуя место короткого замыкания, релейная защита сберегает энергию, одновременно сигнализируя техническому персоналу о необходимости починки оборудования. Действенным методом профилактики становится приведение параметра в норму. Релейная защита предоставит регулировку системы, подстроит напряжение, ток, возвращая работоспособность.

Читайте также  Дистанционное включение электричества на даче

Недостаток плавких предохранителей, применявшихся прежде, очевиден: приходится терпеливо ждать начала функционирования системы. Реле по мере исчезновения деструктивных факторов самостоятельно налаживает работу оборудования, легко возвращая исходное состояние. Такая защита отличается неустанным вниманием к объекту охрану, напрочь исключается человеческий фактор. Вторым преимуществом становится скорость – аппаратура мгновенно выводится из зоны опасности.

Исполнительным элементом системы считаются силовые контакторы. Реле, управляя ключами, формируют правильное распределение энергии между абонентами. Защита, как правило, действует совместно с автоматами:

  1. Повторного включения (АПВ).
  2. Частотной разгрузки (АЧР).
  3. Резервного оборудования и электроснабжения (АВР).

Зачем защищать оборудование

Самым частым повреждением становится короткое замыкание фаз между собой либо на землю. Реже замыкаются витки катушки трансформатора или двигателя, чем вызывается резкий перегрев участка, вдобавок уплывают от номинала параметры. Это описывается термином нарушение изоляции. Причинами становятся:

  • Старение, к примеру деполимеризация кембрика.
  • Превышение параметров сети над предельно допустимыми.
  • Механические факторы, включая признаки деформации.
  • Эксплуатационные ошибки персонала.
  • Конструктивное несовершенство оборудования либо некачественная сборка.

Перечисленные факторы становятся причиной ненормального состояния либо повреждений. Короткие замыкания часто рассматриваются в литературе, считаются опаснейшими поломками. Эта неисправность часто сопровождается понижением напряжения, что представляет отдельную опасность в трёхфазных цепях, потенциально становясь предпосылкой выхода оборудования из строя. Особенно это касается компрессоров. Наиболее сильно напряжение снижается в точке короткого замыкания, по мере удаления от локализации аварии параметр восстанавливает значение.

Мощные подстанции настолько суровы, что способны не заметить короткого замыкания. Одновременно поставщик энергии несёт серьёзных потери, а посторонние люди и обслуживающий персонал подвергаются опасности. Известна статистика гибели ремонтников ЛЭП и рядовых граждан, случайно оказавшихся на месте происшествия. Погибает периодически рогатый скот. Главную опасность в последнем случае представляет шаговое напряжение. Небезобиден случай короткого замыкания и для подстанции: трансформаторы начинают функционировать в невыгодном режиме.

Крайне невыгодным случаем становится возникновение электрической дуги. Причём для человека и оборудования. Тогда короткое замыкание вызывает ожоги и порождает очаги возгорания. Что касается проседания напряжения, негативный эффект губительно влияет на работу асинхронных двигателей. Момент движения вала зависит от квадрата напряжения, что сильно повышает чувствительность оборудования. Дёрганые режимы, сопровождающиеся постоянным изменением вольтажа, невыгодны при эксплуатации.

Пониженное напряжение вызывает снижение скорости вращения вала асинхронных двигателей. Из-за этого величина скольжения способна превзойти критическую. Работа двигателя станет неустойчивой. Срыв оборотов и полный останов сопровождаются возрастанием потребления реактивной мощности. Дефицит её в сети лавинообразно снижает вольтаж, усугубляя уже невыгодную для оборудования ситуацию. Аварии такого рода надолго лишают потребителей снабжения энергией.

Снижение напряжения в одной ветке трёхфазной сети нарушают работу параллельно включённых генераторов – изменяется направление тока. Как результат, генераторы отключаются. При снижении напряжения до нуля падает момент противодействия вращению вала турбины. Результатом становится резкое повышение оборотов. Регулятор, обладающий большой инерцией, не справится с задачей поддержания заданной скорости. Учитывая размеры крыльчатки, ожидаются варианты неприятных последствий. По указанной причине генератор отключается без уведомления потребителей.

Наконец, падающая вода ГЭС либо поток пара на ТЭС поступают с прежней скоростью. Да, присутствуют регулирующие заслонки, но они характеризуются большой инерцией. Следовательно, полагается отключать оборудование, пока не произошло аварии. Одновременно регулировка скорости не приведёт гарантированно к восстановлению работоспособности системы: потребитель все равно недополучит напряжение. Логичным решением видится отключение уязвлённой цепи от источника питания. Так удастся сохранить вольтаж для части абонентов.

Параллельно работающий генератор, если находится далеко от места аварии, не чувствует падения напряжения. Однако короткое замыкание существенно перегружает сеть, и в одиночестве источник не справится. Это выразится в том, что от непомерного веса потребителей вал станет замедляться. Гарантированно нарушается синхронность работы параллельно включённых генераторов. Рассинхронизация скорости вращения валов станет причиной срыва частоты 50 Гц, к которой ГОСТ 13109 предъявляет особые требования.

Ненормальные режимы

Реле работают на пару с автоматикой. Конструктивные особенности защитного оборудования тесно связаны со спецификой проявления ненормальных режимов:

  1. Перегрузка по току приводит к перегреву электрической изоляции кабелей и проводки, вызывает повышенное искрение. В этом случае оборудование срочно разгружается, часто требуется полный останов. Пример: кухонная мясорубка. При попадании в нож кости потребляемый ток резко растёт, вал заклинивает. Решение: немедленно выключить питание, избавиться от фактора, противодействующего вращению двигателя.
  2. Повышенный вольтаж. Увеличение напряжения лишь на 10% снижало срок службы лампочек накала вдвое. Этот симптом отмечается при резкой разгрузке сети. К примеру, когда напряжение на выводах генератора падает. В ответ вал увеличивает скорость под напором воды, пара или газа. Регулирующие заслонки затворяются, передавая наружу меньше мощности. Но из-за инерционности механизма вызывается кратковременная перегрузка по напряжению. При помощи реле в этом случае рекомендуется понизить ток возбуждения генератора.
  3. Снижение частоты, как показано выше, возникает при резкой перегрузке генераторов. Чаще происходит при коротком замыкании в цепи либо выводу из работы части источников питания (чем повышается удельный вес каждого в сети). Решение: включить срочно резервный генератор либо отсоединить часть потребителей.

Требования к релейной защите

Селективность

Система обязана локализовать неполадку до критического повреждения оборудования. Это качество характеризуется избирательностью системы или селективностью. Чем большее число различного типа датчиков, чем предусмотрительнее инженерный состав их расставил, тем больше вероятности, что лишь малая часть цепи окажется выведена из работы.

Особенно важным качеством это становится для защиты электростанций и подстанций. В указанном месте происходит ветвление цепи. И каждое направление содержит массу потребителей. Если отключить всех, ситуация примет характер аварии: потеря прибыли поставщика и абонентов. Торговые точки, магазины, кабинеты оказания услуг населения лишатся в этот день клиентов.

Чувствительность

На мощных линиях авария порой проходит незаметно. Ущерб составит значительную сумму. Пострадают и потребители. Следовательно, хорошая релейная защита призвана обеспечивать необходимую чувствительность, чтобы вовремя пресечь неприятные последствия.

Быстродействие

Чем быстрее действуют цепи реле, тем быстрее устраняется опасность. В масштабах системы это приобретает огромное значение. Станки не остановятся, транспорт продолжит движение. Для каждой системы быстродействие выбирается, исходя из наличествующих условий. К примеру, главенствующим фактором оказывается послеаварийная величина напряжения. Чем меньше остаток, тем быстрее полагается отключать абонентов.

С этой точки зрения максимально опасным считается короткое замыкание по двум или по всем трём фазам, если нейтраль глухо заземлена. В упомянутых случаях напряжение снижается максимально, а ток через кабель достигает ощутимых размеров. Реле, соответственно, призваны ответить на нештатную ситуацию скорейшим срабатыванием.

Вторым параметром считается общий вольтаж цепи:

  1. От 6 до 10 кВ – время отключения 1,5…3 сек.
  2. От 110 до 220 кВ – время отключения 1,15…0,3 сек.
  3. От 300 до 500 кВ – время отключения 0,1…0,12 сек.

Что касается бытовой техники, она обычно через реле не защищается, вместо этого применяются автоматы и предохранители. Скорость срабатывания достаточно высока. Особенно у дифференциальных автоматов. Критерием достаточности скорости отключения цепи служит остаточное напряжение. Оно находится, разумеется, не натурным экспериментом, а расчётами.

Согласно ПУЭ требуется определить остаточное напряжение (после аварии в виде короткого замыкания) на выходах шин всех питающих линий: трансформаторы, генераторы, подстанции. Если цифра выходит менее 60% от номинала, полагается немедленно отключить цепь. Время отключения складывается из перечня элементов:

  1. Скорость срабатывания выключателя (типичные значения находятся в справочниках).
  2. Быстродействие цепи релейной защиты.

Соответственно, по имеющимся требованиям, перечисленным выше, и известной скорости срабатывания выключателя определяют быстродействие цепи релейной защиты. В дальнейшем параметр требуется предоставить, правильным образом подбирая оборудование. Защита, срабатывающая менее чем за 0,2 сек, считается быстродействующей. Но современные системы показывают минимум на порядок лучшие параметры, мгновенно вырубая питание.

Релейная защита для чайников

Эта статья предназначена для тех, кто хочет окунутся в «мозг» электротехники и, конечо-же знает, чем отличается ток от напряжения, а также имеет представление о том, как работает подстанция.

Задавались ли вы вопросом, кто отключает электрические сети при коротких замыканиях? Кто защищает оборудование подстанций от повреждений? Ответ — релейная защита. Но почему именно релейная? Потому, что выполнена при помощи электромеханических реле.

Читайте также  Принцип работы парогенератора бытового

Защита бывает не только релейной. В низковольтных сетях (до 1000 В) используются другие защиты: предохранители и электрические автоматы. Они установлены на заводах, в квартирах и даже в мониторе компьютера, за которым вы читаете эту статью.

Предохранитель — это простейшая защита. Работает он следующим образом: когда ток, протекающий через предохранитель, превысит номинальное значение, предохранитель перегорит и разорвет цепь, защитив оборудование. Отсюда и основной недостаток: предохранитель одноразовый.

Электрический автомат также срабатывает при протекании через него тока большего, чем номинальный (уставка) и отключается. После срабатывание его легко можно вернуть во включенное состояние, что является основным преимуществом перед предохранителем.

Это были «цветочки», а теперь к «ягодкам».

Релейная защита сложнее, и в защищаемые цепи подключается через специальные вспомогательные трансформаторы. Они уменьшают измеряемые величины (до нескольких сотен раз) и выполняют гальваническую (электрическую) развязку между цепями высокого напряжения и цепями защиты. Все дополнительные трансформаторы делятся на 2 вида: трансформаторы напряжения ТН и трансформаторы тока ТТ.

Соответственно существуют измерительные реле тока и напряжения. Также существуют дополнительные реле: промежуточные (размножают и повторяют сигналы измерительных реле); времени (замедляют работу защиты) и указательные (для уведомления о срабатывании защиты). В схему защиты входит несколько (иногда десятков) реле, соединенных определенным образом. Некоторые защиты реагируют на увеличение тока, другие на снижение напряжения, третье на смену параметров защищаемой линии.

Чем дальше в лес, тем больше дров…

А теперь разберемся, как работает электромеханическое реле.

Реле состоит из следующих элементов: 1 — разомкнутый магнитопровод, на котором размещена обмотка 2, подвижный якорь 3, удерживаемый пружиной 4. К якорю крепится изоляционная колодка 5 с подвижными контактами 6, которые при перемещении замыкаются с неподвижными 7.

При протекании через обмотку реле тока Iр, создается намагничивающая сила, под действием которой возникает магнитный поток Ф. Он создает электромагнитную силу Fэ, которая пытается притянуть якорь к магнитопроводу. Параллельно на якорь действует тормозная сила пружины Fт. Реле сработает если Fэ будет больше Fт.

Не такой страшный черт, как его рисуют…

Разберемся, как работает рейная защита на примере простейшей схемы защиты трехфазной линии.

Начнем из первичных цепей (высокого напряжения). Трансформаторы тока установлены в каждой фазе. КА А, КА В, КА С — обмотки реле, подключенные к вторичным цепям ТТ (2 на предыдущем рисунке).

Рассмотрим оперативные цепи защиты. КА А.1, КА В.1, КА С.1 — контакты соответствующих реле, КТ — обмотка реле времени, КТ.1 — контакт реле, замыкающийся через некоторое время, КL — промежуточное реле, КH — указательное реле, SQ — контакт-повторитель положения выключателя (при включенном выключателе замкнут), YAT — катушка отключения выключателя.

Принцип работы. Если ток, протекающий по хотя бы одной фазе будет больше тока уставки, то притянется хотя бы одно реле КА А, КА В, КА С , и замкнет свой контакт КА А.1, КА В.1, КА С.1. Тогда сработает реле КТ и, с некоторой задержкой времени (0,1-4 сек), замкнет свой контакт КТ.1 подав напряжение на катушку промежуточного реле КL. Оно притянется, замкнув свой контакт КL.1. Через контакт КL.1, обмотку указательного реле КH, контакт-повторитель SQ сработает катушка отключения выключателя YAT, и он отключится. Реле КH укажет, что сработала защита.

Можно глубоко вздохнуть и обдумать прочитанное.

Теперь вам известно, как работает релейная защита!

Реальные схемы намного сложнее, и иногда занимают несколько томов (!). Фотографию шкафа релейной защиты действующей тяговой подстанции можно увидеть на следующем рисунке.

На этом вводная статья о релейной защите завершается.

Если хотите боле подробно изучить релейную защиту, заходите на rza.org.ua

Автор статьи: Захар Голык, 2011г.

В статье использовались следующие материалы:

При поддержке ТОВ Нексус, сайт создан: 23.03.99, автор: Сергей Кибиткин

Релейная защита и автоматика

Релейная защита — комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания).

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Содержание

Требования к релейной защите

Быстродействие

Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов. Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети повреждённого элемента.

Селективность (избирательность)

Селективность — свойство релейной защиты, характеризующее способность выявлять поврежденный элемент электроэнергетической системы и отключать этот элемент только ближайшими к нему выключателями. Это позволяет локализовать повреждённый участок и не прерывать нормальную работу других участков сети.

Чувствительность

Чувствительность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для неё зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами — это способность чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы. Показателем чувствительности выступает коэффициент чувствительности, который для максимальных защит (реагирующих на возрастание контролируемой величины) определяется как отношение минимально возможного значения сигнала, соответствующего отслеживаемому повреждению, к установленному на защите параметру срабатывания (уставке).

Надёжность

Надежность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты действовать правильно и безотказно во всех режимах контролируемого объекта при всех видах повреждений и ненормальных режимов для действия при которых данная защита предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима, при которых действие данной защиты не предусмотрено. Иными словами, надежность — это свойство релейной защиты, характеризующее ее способность выполнять свои функции в условиях эксплуатации, ремонта, хранения и транспортировки. Основные показатели надёжности — время безотказной работы и интенсивность отказов (количество отказов за единицу времени).

Резервирование следующего участка

Резервирование следующего участка — важное требование. Если защита по принципу своего действия не работает за пределами основной зоны, ставят специальную резервную защиту.

Основные органы релейной защиты

Пусковые органы

Пусковые органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого участка цепи и реагируют на возникновение коротких замыканий и нарушения нормального режима работы. Выполняются обычно с помощью реле тока, напряжения, мощности и др.

Измерительные органы

Измерительные органы определяют место и характер повреждения и принимают решения о необходимости действия защиты. Измерительные органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть

Логическая часть — это схема, которая запускается пусковыми органами и, анализируя действия измерительных органов, производит предусмотренные действия (отключение выключателей, запуск других устройств, подача сигналов и пр.). Логическая часть состоит, в основном, из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле, дискретных входов и аналоговых выходов микропроцессорных устройств защиты.

Пример логической части релейной защиты

Катушка реле тока K1 (контакты А1 и А2) включена последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока ТА. При коротком замыкании, на участке цепи, в котором установлен трансформатор тока, возрастает сила тока, и пропорционально ей возрастает сила тока во вторичной цепи трансформатора тока. При достижении силой тока значения установки реле K1, оно сработает и замкнёт рабочие контакты (11 и 12). Цепь между шинами +EC и -EC замкнётся, и запитает сигнальную лампу HLW.

Данная схема приведена как простой пример. В эксплуатации используются более сложные логические схемы.

Основные механизмы релейной защиты

Токовая защита

Токовая защита — это разновидность релейной защиты, которая реагирует на превышение тока на защищаемом участке сети по отношению к току срабатывания, или уставке. В зависимости от того, каким образом обеспечивается селективность действия с последующей (от источника питания) защитой, различают максимальную токовую защиту (МТЗ) и токовую отсечку (ТО). В радиальных (разомкнутых) сетях на ВЛ класса напряжения 6-10 кВ и выше наиболее распространённым вариантом организации защит от трёхфазных и междуфазных коротких замыканий является применение двухступенчатой защиты, включающей МТЗ и ТО. Для реализации МТЗ в ряде случаев применяются реле с зависимой от времени защитной характеристикой, а для ТО — всегда с независимой. При этом защита может выполняться на двух отдельных реле, или на одном реле, совмещающем обе ступени (например, РТ-80 и РТ-90), а также на базе цифровых многоступенчатых реле (SPAC и др.).

Читайте также  Как подключить электрический чайник напрямую?

Максимальная токовая защита (МТЗ) — селективность действия обеспечивается за счёт задержки по времени срабатывания. Выбор тока срабатывания МТЗ осуществляется таким образом, чтобы его значение превышало максимальный рабочий ток в месте установки защиты на величину, которая зависит от коэффициентов надёжности и возврата реле, а также от коэффициента самозапуска (обычно не менее, чем в 1,2 — 2,0 раза). Это исключает возможность ложного действия защиты в нормальном режиме работы сети. При протекании тока КЗ срабатывание реле, как было отмечено ранее, происходит с определённой задержкой. Уставка по времени срабатывания предыдущей (от источника питания) защиты должна быть больше, чем уставка последующей, на величину так называемой ступени селективности Δt (порядка 0,2 — 1,0 с — в зависимости от типа реле, на базе которых выполнены защиты). Таким образом, в радиальных секционированных сетях при коротком замыкании в конце линии первой должна сработать ближайшая к месту возникновения КЗ защита, а в случае её отказа (через промежуток времени, равный ступени селективности) — предыдущая защита. Очевидно, что недостатком МТЗ является «накопление» задержек по времени, т.е. увеличение времени срабатывания защиты при переходе от конца линии к источнику. Следует учитывать, что токи короткого замыкания тем выше, чем ближе место возникновения КЗ к источнику питания. Таким образом, в радиальных секционированных сетях время отключения повреждённой линии посредством сигнала МТЗ при наиболее тяжёлых КЗ вблизи питающих шин может оказаться неприемлемым с точки зрения термической стойкости оборудования. Считается нормальным, если максимальная уставка по времени срабатывания не превышает 2,0 — 2,5 с. Коэффициент чувствительности МТЗ определяется как отношение тока междуфазного КЗ в конце защищаемой зоны к фактическому току срабатывания защиты, и в соответствии с требованиями ПУЭ (см. п.3.2.1. — 4.1.) должен составлять не менее 1,5 (для зоны дальнего резервирования в пределах действия последующей защиты — около 1,2).

Токовая отсечка (ТО) — селективность действия обеспечивается за счёт отстройки от максимального тока КЗ в конце защищаемой зоны. ТО представляет собой быстродействующую защиту, которая срабатывает без задержки по времени, и отключает наиболее тяжёлые короткие замыкания вблизи питающих шин. Величина тока срабатывания отсечки должна приблизительно в 1,1 — 1,2 раза превышать расчётный ток трёхфазного КЗ в конце зоны действия ТО (т.е. в месте установки последующей защиты); указанная кратность определяется коэффициентом надёжности применяемых реле. Коэффициент чувствительности ТО, исходя из п.3.2.26. ПУЭ, может быть рассчитан как отношение тока трёхфазного КЗ в месте установки защиты к фактическому току срабатывания отсечки, и должен составлять не менее 1,2. Иначе говоря, зона действия токовой отсечки должна покрывать около 20% от длины линии. Недостатком токовой отсечки является ограниченность зоны действия, поэтому она применяется только совместно с МТЗ в качестве второй ступени; при этом ТО обладает абсолютной селективностью, т.к. величина тока КЗ вне защищаемой зоны всегда меньше тока срабатывания отсечки.

Реле токовой защиты с высоковольтной изоляцией — специальные реле тока с высоковольтной изоляцией (от 5 до 100 кВ) между входом (катушкой управления) и выходом (герконом). В некоторых конструкциях катушка отсутствует и источником управляющего сигнала служит высоковольтная токоведущая шина. Эти реле тока, получившие название «геркотронов» или «высоковольтных изолирующих интерфейсов», предназначены для защиты от перегрузок по току мощных высоковольтных источников питания, рентгеновской аппаратуры, мощных лазеров, радаров, радиопередающих устройств, электрофизической аппаратуры. Они выполнены в виде компактных модулей, включаемых напрямую в разрыв токовой цепи, находящейся под высоким потенциалом, а их выходной контакт — напрямую в низковольтную цепь. Впервые эти устройства были разработаны и внедрены В. И. Гуревичем. Они защищены многочисленными авторскими свидетельствами на изобретения и патентами. Их описания можно найти в книгах В. И. Гуревича (см. ниже).

Советы электрика

Рубрика «Релейная защита»

Рекомендую: Знания для электриков-“Защиты трансформаторов 10/0,4кВ”.

Сегодня будет интересная тема, тема связанная с заработком денег, будет информация для тех электриков и энергетиков кто всегда ищет новые возможности, открыт для принятия свежей информации, кто заинтересован зарабатывать больше, зарабатывать даже может быть не выходя из дома и главное- тема для тех, кто осознаёт что самое нужное вложение- это вложение в себя, в свои знания и опыт, эта тема для тех кто согласен что хороший специалист должен хорошо зарабатывать!

У кого есть возможность- смотрите видео, в принципе там то же самое что будет далее по тексту:

Как “читать” схему РЗА?

Привет всем читателям моего сайта! Сегодня я хочу еще раз коснуться такой интересной темы как чтение электрических схем.

Я уже рассказывал в одном из видеороликов на своем канале в Ютубе “как читать электрические схемы” на примере токарного станка (это видео смотрите в конце статьи), тогда я отвечал на вопрос одного из читателей у которого возникла трудность в понимании электрической схемы.

Эта тема оказалась для многих очень интересной и сейчас я вам хочу рассказать как “читается” электрическая принципиальная схема релейной защиты в энергетике.

Вернее рассказывать буду не я, а Дмитрий Василевский который профессионально занимается проектированием релейной защиты и автоматики. Кстати вот ТУТ видеоканал Дмитрия на ютубе, заходите и подписывайтесь на новости, лично мне очень нравится как Дмитрий доходчиво и понятно доносит сложную информацию по релейной защите.

Итак, учимся “читать” электрическую схему (кому лень читать- смотрим видео в конце статьи).

Энергетика. Как ВЛ-10кВ защищается от КЗ и перегрузки на ПС 110/10.

Здравствуйте уважаемый читатель сайта www.ceshka.ru!

Сегодня я хочу рассказать о релейной защите, о том как на понижающей подстанции 110/10кВ с помощью высоковольного выключателя защищается от аварийных режимов работы воздушная линия напряжением 10кВ (10000 вольт).

Я думаю это будет вам полезно знать потому, что именно по таким высоковольтным линиям напряжение поступает на ТП-10/0,4 (трансформаторные подстанции где напряжение понижается до 400 вольт) и уже оттуда идет к нам в дом.

В статье “Энергетика для электриков” я уже проводил аналогию между энергетикой и электрикой, а так же вот ТУТ рассказывал как в наш дом приходит элеткроэнергия. Сейчас же я хочу рассказать и показать более подробно о Максимальной Токовой Защите, Токовой Отсечке, о Автоматике Повторного Включения— именно из этого состоит релейная защита воздушной линии 10кВ.

Реле РТВ- знакомимся на видео!

Каждый электрик знает что в автоматических выключателях для отключения тока короткого замыкания есть электромагнитный расцепитель.

Срабатывает он тогда, когда ток становится в разы больше номинального тока, на который расчитан автомат, например автомат на 16 А, ток срабатывания электромагнитного расцепителя 3-5 Iн равен соответственно 48-80 А.

Это все у автоматов на 220-380 Вольт.

А как производится отключение выключателя на 10 000 Вольт? Ведь на такое высокое напряжение потребуется очень серьезная изоляция если расцепитель встраивать в силовую цепь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: