Как работает защита реле и автоматика?

Когда человек только начинал свое знакомство с электрическими приборами, принципы их работы до конца оставались ему непонятными. Цепи, которые создавались предками, замыкали так часто, что установленные на них плавкие предохранители сгорали практически сразу после того, как возникала повышенная нагрузка. Электрическая цепь размыкалась, что вызывало недовольство у людей, которые только перешли на использование электроники.

В XIX веке ситуация с электричеством в стране стала улучшаться, так как великий ученый Доливо-Добровольский впервые использовал усовершенствованную им лично защиту электроцепи, которая работала в трехфазной системе напряжения. Благодаря стараниям ученого впервые удалось «отправить» 220 кВт на расстояние свыше 175 км, при этом потери энергии составили 23%, что по меркам того времени было выдающимся результатом и стало настоящим открытием в области защиты электрической цепи.

Именно Доливо-Добровольский был первым создателем устройства, ныне известного как реле, которое контролирует уровень напряжения в электрической цепи и, при необходимости, коммутирует его, чтобы устранить замыкания и сохранить цепочку неразрывной. Реле постоянно следят за состоянием сети в режиме «онлайн». Когда они обнаруживают изменения одного или нескольких параметров на контролируемом ими участке, они моментально коммутируют электросхему.

Первые реле представляли собой электромеханические устройства. Мастеров, которые занимались их изготовлением и монтажом, называли релейщиками. Это название настолько прижилось, что и сейчас используется в качестве официального термина - названия профессии лиц, отвечающих за установку защитного оборудования на электрическую цепь.

В настоящее время защитой электроцепи занимается отдельная служба, именуемая РЗА - релейная защита и автоматика. В ее задачи входит:

1. Изучение систем управления электрической сетью. Исследования включают все способы контроля над электросетью, которые включают и механическое, и дистанционное воздействие путем установки защитных устройств.
2. Блокировка отдельных устройств. Если в подконтрольной РЗА электросети произошел сбой, команда РЗА занимается своевременной блокировкой отдельных зон или устройств, чтобы предотвратить дальнейшее распространение проблемы. Задача включает удаленную дезактивацию вышедших из строя реле с последующей заменой на исправное оборудование.
3. Изучение цепей сигнализации. С помощью них можно мгновенно сообщать о том, какие проблемы происходят в электроцепи в настоящее время, и все это - при помощи защитных установок, арсенал которых включает наличие таких сигналов.
4. Расчет электрических величин. Для корректного изучения работы реле и установки объектов, подходящих к конкретному участку электроцепи, РЗА постоянно осуществляет ряд расчетов, необходимых для решения этой задачи.
5. Сравнение полученных данных с теми, которые рекомендованы метрологией. Когда необходимые коэффициенты получены, РЗА изучает результаты сквозь призму рекомендуемых значений.

РЗА выполняет и другие функции. Но основная работа службы - обеспечить наличие реле на всех участках электроцепи и проследить за корректной и стабильной работой устройств.

Как работает реле?

Несмотря на то, что современные реле довольно сильно отличаются от своих предшественников, принципы работы оборудования, как и основные его элементы, остались без изменений. Чтобы понять, как именно работает защитный регулятор, следует изучить каждую его часть по отдельности.

Наблюдательный блок

Само название прибора свидетельствует о том, что его основная задача сводится к тому, чтобы отслеживать основные изменения, которые происходят в подконтрольной электроцепи, и производить необходимые расчеты.

Работа блока наблюдения затем передается в следующий блок, логический. Форма передачи информации может быть разной: в естественном виде, для последующего сравнения, или в оцифрованном варианте.

Логический блок

Задача блока логики - сравнить, не являются ли полученные сведения кризисными. То есть, при наличии в расчетах показателя, который является пограничным, блок логики сразу подает команду исполнительному блоку о том, что максимальное значение превышено.

Исполнительный блок

Он принимает сигналы от блока логики, и когда они поступают, мгновенно реагирует путем изменения параметром электроцепи. Задачей исполнительного блока является такое переключение схемы, при котором оборудование продолжит свою работу без повреждения, а человек, находящийся в зоне доступа к выходам электроцепи, не получит поражением током.

Сигнальный блок

Вслед за блоком исполнения в дело вступает блок сигналов, который реагирует на ситуацию путем использования особых сигнальных устройств. Они сохраняют в памяти устройства все процессы и моменты, которые происходили и стали причиной срабатывания сигнального блока.

Чтобы отключить сигнал, обычно требуется оператор. Он вручную меняет положение сигнального блока. Отказ от автоматического отключения сигналов реле нужен для того, чтобы оповещение было точно услышано, и на него среагировали, выключив сигналы механическим способом.

Причины выхода из строя реле

Учитывая всю серьезность подхода, который требуется для обеспечения бесперебойной и безопасной работы электроцепи, к качеству работы реле относятся с не меньшим вниманием. Но у них, как и остальных устройств, основанных на применении техники, порой случаются свои технические сбои.

Из-за чего происходит поломка:

• хромает защита;
• происходит срабатывание реле, которое находится внутри исправной цепи (ложное включение);
• изменения происходят не во всех блоках реле, не доходя до исполнительного.

Названные причины приводят к тому, что отдельные регуляторы работы электроцепи могут выйти из строя раньше времени, что влечет за собой риск разрыва всей электроцепи. Чтобы не допустить этого, необходимо всегда следить за данными, которые посылают реле, и частотой их сигналов. Если возникли странные предпосылки, лучше сразу обратиться к мастерам для своевременного исправления ситуации.