Какие реле применяют в автоматике и релейной защите?
Прежде, чем разбираться с реле, которые применяются в устройствах релейной защиты и автоматики, будет не лишним разобраться в самой РЗ и автоматике.
Ими зовутся особые схемы и средства защиты, изготавливаемые на основе реле, процессорных схем разных других блоков. Предназначается все это для надежного отключения силовых цепей, работающих как при напряжении до 1000 В, так выше этого значения.
Приведу требования, предъявляемые к подобным схемам:
- РЗ должна быть селективной (иначе говоря, обладать избирательностью);
- иметь очень хорошее быстродействие ;
- должна быть весьма надежной;
- должна обладать необходимой чувствительностью (иметь способность отключить поврежденный участок в самом начале повреждения);
- схема устройства должна быть по максимуму простой.
- Выполнение защиты от замыканий между фаз.
- Защищать от замыканий на землю (в любом сочетании фаз).
- Защищать от резких снижений напряжения.
- Выполнять защиту от внутриобмоточных повреждений.
- Защищать синхронные двигатели от режимов работы асинхронного типа.
- Защищать моторы большой мощности от обрывов в цепи ротора.
- Выполнение защиты от долгого запуска.
- Выполнение дифференциальной (продольной и поперечной) защиты машин и линий больших масштабов.
Такой параметр, как оперативный ток, нужен для запитки управляющих и защитных цепей, линий сигнализации и т.д. Таким током запитываются приводы всех устройств коммутации на подстанциях.
Ток этот бывает как переменным, так и постоянным, а его размер, чаще всего, располагается в пределах 110-220 вольт.
Ответственные подстанции обязаны иметь снабжение оперативным током при любых обстоятельствах (даже, если основного питания нет), следовательно, должны быть независимые источники питания такие, как аккумуляторы и пр.
Реле в устройствах релейной защиты и автоматики. Рынок Электротехники. Отраслевой портал
Какие бывают типы релейной защиты?
Один из них – токовая. В основе ее принципа работы контроль тока.
Защита токового типа (максимальная) срабатывает тогда, когда контролируемый ток становится больше некоего предела (порог включения). Другой вид токовой защиты, минимальная, отрабатывает, когда контролируемый параметр достигает минимального расчетного значения.
От типа обеспечения селективности различают максимальную токовую защиту и токовую отсечку.
Для выполнения первой, в основном, применяют реле с защитной характеристикой, зависимой от времени, а для второго – с независимой.
Для разомкнутых сетей напряжением от 6 кВ самым распространенным вариантом выполнения РЗ считают использование в схемах обоих видов защиты. Кроме того, защита может быть выполнена как на паре самостоятельных реле, так и на одном (в этом случае реле совмещает в себе обе ступени) и с использованием цифрового многоступенчатого варианта реле.
Токовые защиты максимального типа (МТЗ), это такие защиты, чья селективность выполняется благодаря разным временным выдержкам.
Подбор уставки включения этих защит делается так, чтобы она оказалась больше рабочего тока (там, где установлена защита) на значение, зависящее от коэффициента надежности возврата и коэффициента самозапуска. Это помогает избавиться от ложных срабатываний защиты при обычном режиме работы.
Другой тип защиты – токовая отсечка – так же защита максимального типа, чья селективность работы осуществляется вследствие ограничения радиуса воздействия (иными словами, отсекания) методом подбора тока срабатывания, большего, нежели максимально возможный ток КЗ, возникающий при появлении повреждений на концах зоны воздействия.
Этот тип защиты – есть защита, практически абсолютно селективная, которая срабатывает без временных задержек, отключая поломанные места ЭЭС.
Обычно, радиус действия ТО покрывает порядка 20% общей длины линии. Поскольку токовая отсечка, в качестве недостатка, имеет ограничение зоны воздействия, то используют ее совместно с МТЗ (ТО работает вместо второй ступени).
Еще одним вариантом защиты является дифференциальная.
Эту защиту отличает абсолютная селективность и превосходное быстродействие (отсутствие задержек по времени). При помощи такой защиты защищаются всевозможные электромашимы, ВЛ и сборные шины. Дифзащита может быть продольной и поперечной.
Продольный вариант защиты основывается на том, что токи, протекающие по участкам линий и защищаемым участком, сравниваются. Для измерения значений применяются трансформаторы тока, вторичные цепи которых соединены с токовым реле таким образом, что на обмотку реле приходит разница между первым и вторым токами.
Дистанционная с ВЧ блокировкой, применяется для обесточивания воздушных линий при возникновении коротких замыканий.
Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:
- Автоматическая частотная разгрузка, выключает электрические устройства при снижении частоты тока в сети.
- Автоматическое повторное включение, используется на линиях электропередач выше 1000 вольт, а также в сборках трансформаторов, электродвигателей и шин подстанций.
- Автоматический ввод резерва, применяется при коммутации генератора в сеть в качестве резервного источника питания электроэнергией.
Устройство
Электромеханические конструкции релейной защиты постоянно модернизируются и совершенствуются. Внедряются инновационные технологические разработки и проекты. В новейших энергетических системах объединены статические, индукционные, электромагнитные устройства с микропроцессорными и полупроводниковыми элементами.
Однако основной смысл и порядок работы релейной защиты для всех новых устройств остается неизменным. Схема структуры релейной защиты показана на рисунке.
1 — Электрический сигнал
2 — Блок наблюдения электрических процессов
3 — Блок логики и анализа
4 — Исполнительный блок
5 — Сигнальный блок
Блок наблюдения
Главной функцией этого блока является мониторинг электрических процессов, происходящих в электрической системе, путем измерений такими устройствами, как трансформаторы напряжения и тока.
Сигналы выхода на блоке могут передаваться непосредственно логическому блоку для сравнения параметров с настроенными пользователем значениями отклонений от нормальных значений, которые называются уставками. Также сигналы блока наблюдения могут сначала преобразовываться в цифровой вид, а затем передаваться дальше.
Блок логики
В этом блоке выполняется сравнение поступивших сигналов с предельными значениями уставок. Даже незначительное совпадение этих параметров между собой приводит к возникновению команды на срабатывание защиты.
Исполнительный блок
Этот блок все время находится в состоянии, готовом к срабатыванию, при поступлении команды от блока логики. При срабатывании осуществляются переключения цепи электроустановки по запланированному алгоритму, который составлен по принципу недопущения неисправностей электрооборудования и удара электрическим током работников.
Сигнальный блок
В электрической системе все процессы происходят очень быстро, поэтому человек не в состоянии воспринимать их. Чтобы сохранить происходящие в системе события, применяют специальные сигнальные устройства. Которые работают путем звукового и визуального оповещения, а также сохраняют все происходящие события в памяти устройства.
Все виды устройств после их срабатывания переводятся в исходное состояние оператором вручную. Это позволяет гарантированно сохранить информацию о действии автоматики и релейной защиты.
Применение промежуточных реле различных типов в устройствах автоматики, управления и защиты
- Методу подключения: первичные, которые подключаются непосредственно в цепь устройства, и вторичные, которые подключаются посредством трансформатора.
- Типу исполнения: электромеханические, состоящие из подвижных контактов, отключающих цепь, и электронные, обесточивающие цепь с использованием полупроводниковых элементов.
- Назначению: измерительные, которые выполняют измерение параметров, и логические, которые подают сигналы и команды другим устройствам, выполняют задержку по времени.
- Методу работы: прямого действия, которые связаны с устройством отключения механическим путем, и косвенного действия, которые управляют электрической цепью электромагнита, обесточивающего сеть питания.
