Автоматизация электроэнергетических систем и релейная защита
На одну из выставок они послали диверсантов, которые должны были устроить короткое замыкание на демонстрационном образце Эдисона с целью доказать публике ненадёжность новшества. Но включённые в цепь предохранители сработали, а затем были быстро и без труда заменены, что, наоборот, продемонстрировало сравнительную лёгкость и безопасность обращения с проводкой.
Суть релейной защиты и автоматики систем электроснабжения для чайников можно объяснить так: РЗиА не просто мускулы для обесточивания элементов согласно контрольным сигналам, а прежде всего, интеллектуальная система, непрерывно мониторящая энергетический комплекс на угрозу аварии и принимающая решение о необходимости тех или иных коммутаций.
Поэтому выбор типа и марки оборудования — сравнительно лёгкая часть в работе специалистов по РЗА (релейной защите и автоматизации электрических систем). Их основной задачей является анализ вероятных чрезвычайных ситуаций и правильной конфигурации элементов контроля и коммутации.
1. Основные понятия, термины и определения. «Релейная защита в распределительных электрических Б90 сетях» | Булычев А. В. | Наволочный А. А.
Требования к защите
Предмет мониторинга для комплексов РЗиА — отклонения в работе силового электрооборудования. Их разделяют на 2 вида:
- Повреждения. Основная причина — короткие замыкания и заземление фаз. Как правило, повреждение одного узла приводит к нарушениям работы остальной системы.
- Ненормальные режимы. К ним относят все недопустимые отклонения от эталонных показателей работы элементов при отсутствии повреждений.
Надёжность и простота
- удобства в монтаже;
- высокого качества контактов;
- пылезащищённости корпусов;
- применения качественных материалов для контактных групп;
- высокого качества изготовления;
- тщательного обслуживания и ухода.
Простота напрямую связана с надёжностью. Как правило, чем проще защитная схема и меньше в ней элементов, тем выше будет её надёжность. То же самое касается датчиков контроля и анализа.
Избирательность (селективность) и чувствительность
На описанные параметры влияют такие факторы:
Быстродействие работы
Быстродействие заключается в скорости выявления и отключения аварийных элементов системы. Современные реле защиты делают это за промежуток времени меньший, чем один период промышленной частоты. Скорость крайне важна как фактор, позволяющий добиться:
Однако существуют такие повреждения, при которых применяется преднамеренная задержка для получения необходимой селективности, достигающая нескольких секунд.
Ненормальные режимы обычно связаны с относительно небольшими отклонениями величин напряжения, тока и (или) частоты от допустимых значений [2]. К ненормальным режимам относят перегрузки, однофазные замыкания на землю в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, а также понижение уровня масла в расширителе масляного трансформатора [3].
Повреждения чаще всего сопровождаются значительным увеличением тока в элементах энергосистемы и глубоким понижением напряжения. Наиболее частыми и опасными повреждениями являются короткие замыкания (КЗ).
Релейная защита — это комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого выявления и отделения от сети поврежденных элементов этой сети при их повреждениях и в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы исправной части сети.
В соответствии с этим принципом отдельные устройства релейной защиты (например, УРЗ-1—УРЗ-13) функционально связаны между собой практически только общей логикой действий. Причем каждое устройство релейной защиты для локализации повреждения может воздействовать только на коммутационные аппараты того объекта, на котором это устройство установлено.
В некоторых случаях устройства релейной защиты формируют лишь световые и звуковые сигналы, а отделение поврежденного элемента от исправной части электрической сети может производиться вручную оперативным персоналом.
Логические связи действуют в любых условиях и не подвержены воздействию внешних электрических и электромагнитных помех. Во многом благодаря этому свойству релейная защита имеет высочайшую степень надежности.
Селективность — это свойство релейной защиты, характеризующее ее способность выявлять и отделять от электрической сети только поврежденные элементы. Другими словами, селективность — это избирательность действия.
Средства релейной защиты могут обладать абсолютной или относительной селективностью.
Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от сети поврежденных элементов. Быстродействие показывает, насколько быстро средства релейной защиты реагируют на возникновение тех или иных видов повреждений.
Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети поврежденного элемента. Наиболее быстродействующие защиты имеют время срабатывания tC3 = = 0,04-0,10 с. Медленные защиты могут иметь время срабатывания до нескольких секунд.
От релейной защиты не во всех случаях требуется высокое быстродействие. При возникновении некоторых ненормальных режимов достаточно дать предупредительный сигнал дежурному персоналу. На энергетических объектах без постоянного дежурного персонала производится отключение неисправного оборудования, но обязательно с выдержкой времени [3].
Чувствительность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для нее зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами, защита должна чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы.
Назначение релейной защиты | Заметки электрика
Устройство релейной защиты
Можно с полной уверенностью сказать, что релейная защита является частью комплекса устройств по предотвращению аварийных ситуаций при работе с высоким напряжением. Реле сама по себе представляет собой отдельную рабочую схему.
Устройство и принцип работы данной системы имеет следующий вид: сначала возникает определенный сигнал, который передается в блок наблюдения, из блока наблюдения этот сигнал переходит в логический блок, затем в исполнительный блок и в конце концов оказывается в сигнальном блоке, который в свою очередь подает работнику сигнал о возникновении той или иной неполадки.
Принцип быстродействия
Блоки релейной защиты
Как правило, релейная защита состоит из 4 блоков, каждый из которых отвечает за выполнение определенных задач:
- Блок наблюдения. В его обязанности входит полный контроль и отслеживание процессов, которые происходят в электрической системе. Замерить эти процессы можно, воспользовавшись специальными устройствами, например, трансформатором. Сигналы, которые подает блок наблюдения, переходят на рассмотрение непосредственно логическому блоку, который в свою очередь должен провести сравнение всех актуальных показателей и значений, выставленных пользователем. Зачастую эти сигналы принимают цифровой вид, после чего их передают дальше.
- Логический блок. Как уже упоминалось ранее, в его задачи входит сравнение показателей и выявление несоответствующих данных или показателей, вышедших за пределы установленной нормы. Блок логики отвечает за срабатывание защитной команды при несовпадении показателей.
- Исполнительный блок. Этот блок должен все время находиться в так называемой боевой готовности. То есть, при срабатывании команды защиты за ее исполнение отвечает как раз таки исполнительный блок. Принцип работы зиждется на уже заданном принципе, который исключает всевозможные неполадки и предотвращает травмоопасные ситуации.
- Сигнальный блок. В силу особенностей человеческого организма, скорость реакции у людей в разы медленнее, чем у машин. Вот почему для сохранения информации о всех происходящих события в электрической системе применяется специальные устройства, фиксирующие то или иное событие визуально или в звуковом виде. Помимо этого, они помогают сохранить все данные о происшествии в программе.
В случае активации сигнализации оператор самостоятельно возвращает все устройства в их первоначальное состояние.
