Принцип работы релейной защиты и автоматики

Во время первых опытов с электроэнергией и сборки цепей для проведения тока люди часто получали удары из-за разных замыканий и неточностей работы. Учась на ошибках, все приобретали новый опыт и навыки, находили принципы работы процессов и вырабатывали правила использования.

Совершая анализ совершенных неточностей, начали создавать приборы, которые защищали оборудование и человека от поражения электрическим током. Плавкие предохранители являлись праотцами устройств, которые в момент критических нагрузок сгорали и разрывали цепь.

Конструкции более сложного типа стали активно внедрять в конце XIX века, когда по плану Михаила Доливо-Добровольского в Россию успешно передали 220кВт электроэнергии на 175 километров с КПД равным 77% на основании системы напряжения с тремя фазами, которая была разработана им же.

Защитные установки работают по принципу рыле. Реле – приборы, которые всегда следят за определенным показателем в сети. Если достигается критическое значение, то устройство сразу же изменяет состояние, коммутирую электросхему.

Самые первые устройства защиты делались на основе электромеханических конструкций рыле, а тех, кто занимался работой с ними, стали называть «релейщиками». Данный термин существует и на сегодняшний день.

Также служба релейной защиты и автоматики в энергосистеме занимается и иными непростыми процессами:

Управленческой схемой, активирующей местные, дистанционные и удаленные методы;
Блокировкой определенных приборов;
Сигнализационными цепями, которые позволяют проводить анализ случаев, протекающих в сети;
Замерами разных величин энергии в работающих схемах;
Проверкой качества измерений на основании метрологических шаблонов;
Иными задачами.

Как строятся защитные устройства

Первоначальную базу, весьма большую и трудную, продуманную на основании электрических конструкций, всегда совершенствуют и улучшают. Для защитных устройств придумывают инновационные приборы. В новейших комплексах отлично сочетаются между собой самые разные устройства – от электромагнитных до статических.

Объединяет их все почти неизменный принцип стандартных процессов, меняющийся для любого отдельно.

Главные функции защитных установок

Наблюдательный блок. Главной функцией устройства считается контроль за процессами передачи электрической энергии в схеме на основании измерений от трансформатора электрического тока. Данные, поступающие с блока на выходе, идут далее в логическую схему для сопоставления с установленными показателями и нахождение различий с номинальными показателями, их называются установками или изначально преобразуются в цифровой вид.
Логистический блок. В данном устройство проводится сопоставление сигналов на входе с характеристиками установки на концах. Любая схожесть между ними может привести к активации защиты.
Исполнительный блок. Данный прибор всегда находится в состоянии готовности к активации по сигналу от блока логистики. В данном случае в схеме установки случается переключение по предварительно установленному алгоритму, который исключает поражение установки и травм работниками.
Сигнализационный блок. Все процессы, которые происходят в системе, проходят с такой скоростью, что люди не могут воспринять их органами чувств. Чтобы фиксировать факторы, ставятся особые установки, которые при помощи метода воздействия с помощью звука и метода визуального сохраняют показатели в памяти. В любых сигнализационных установках перемена состояния в первоначальное положение делается один раз работником, что дает возможность сохранить данные о факте работе защиты.

Принцип работы защиты

К надежности и безопасности электрической сети предъявляются серьезные условия, которым обязаны соответствовать реле. Но они все также относятся к техническим приборам, а поэтому у них есть риск поломки.

Система РЗА может отказать при:

Неисправностях в самой системе;
Лишних активациях, когда функционирование органа исполнения не нужно;
Ошибочной работе при полном отсутствии изъянов электросистемы.

Чтобы предупредить шанс отказа при эксплуатации, разрабатывается специальный план, производятся монтажные работы, налаживается ввод и контролируется прибор релейной защиты, учитывая все установленные к РЗА требования по:

Избирательности, учитывая иерархичность схем;
Быстрому действию, которое определяется по времени автивации;
Чувствительности к факторам запуска;
Точности функционирования.

Принцип селективности

Еще один термин – избирательность. Данный показатель дает возможность с точностью узнать точки появления изъянов в сети со всякой иерархией.

Например, генератор может передавать энергию к нескольким потребителям, которые располагаются на первом, втором и третьем участках, они в то же время обладают защитами 1—2, 3—4 и 5. Если возникает неисправность у пользователей на третьем участке, токи повреждения будут проходить по каждым защитным схемам от источника.

Однако в таком случае есть резон выключить конечных участок, на котором поврежден электрический двигатель. Это позволит оставить в рабочем состоянии все устройства. Для данных целей вводят разнообразные установки реле защиты для любой цепи.

Устройства защиты на пятом участке призваны раньше всех ощутить неисправные токи и сразу же отключить генератор. Именно поэтому в схеме параметры установок по силе тока и времени на всех частых понижаются от генератора к конечному потребителю, соблюдая при этом принцип: приближаясь к поврежденному месту, чувствительность увеличивается.

В данном случае действует принцип резервирования, который просчитывает вероятность отказа всякого технического прибора, активирует системы защиты на значительно низком уровне. Проще говоря, если случится поломка на защите 5 третьего участка, короткое замыкание должно способствовать отключению РЗА четвертого или пятого на второй линии. Они при этом страхуются защитами от первого участка.

Принцип быстродействия

Время выключения поврежденных участков составляется из следующих факторов:

Активации защиты;
Работы привода отключения.

Первый показатель возможно изменять от самого маленького значения, которое задано схемой защиты и числом применяемых деталей. Данными методами достигается пауза во времени на активацию в схеме особых реле, занимающихся регулированием. Она применяется для удаленных защит.

Участки, расположенные недалеко от точки повреждения, обязательно должны налаживаться на активацию с самыми маленькими вероятными временными промежутками на срабатывание.

Принцип быстродействия РЗА

Данный показатель поможет понять виды рассчитываемых повреждений и непредвиденных ситуаций системы в зоне действия защиты.

Чувствительность устройств РЗА

Для нахождения данного численного выражения используется коэффициент Кч, который находится делением наименьшего показателя тока Кз на участке на значение срабатывающего тока.

В данном случае приборы РЗА будут работать только при Icз< Iкз min.

Показатель Кз должен находиться в пределах от 1,5 до 2.

Принцип надежности

Для нахождения показателя ввели понятия:

Работа без отказов;
Пригодность к ремонту;
Долговечность;
Сохраняемость.

У всякого из них есть собственные критерии для оценивания.

Надежность устройств РЗА

Использование и обслуживание приборов защиты реле предусматривают 3 вида надежности по способы активации:

При коротких замыканиях в самой защитной зоне;
В процессе прохождения коротких замыканий за рамками активного участка;
В режиме без каких-либо неточностей.

Надежность можно разделить на:

Эксплуатационную;
Аппаратную.

Противоаварийное управление

Каждый из блоков защиты реле может не только быть обособленной самобытной схемой, но и может соединяться в комплексы, что на выходе создает систему управления электрической установкой против возникновения аварийных ситуаций. В системе любой участок связан с иными и выполняет определенные функции.

Простая структурная схема может показывать короткий перечень защитной функции и автоматики.

Противоаварийное управление энергосистемы

Коротко описанные принципы работы релейной защиты и автоматики позволят заключить, что работа релейщика не обойдется без постоянного изучения нового прибора, получения новых знаний и формирования иных навыков и умений на практике.