Основні види релейного захисту

Електроенергія в енергетиці виробляється на генераторних станціях, передається на великі відстані по лініях електропередач. Повітряні і кабельні ЛЕП розташовані між трансформаторними підстанціями і споживачами, підводять електрику до останніх.

На всіх технологічних етапах виробництва, передачі і розподілу електричних потужностей можливе виникнення аварійних ситуацій, які здатні зруйнувати технічне обладнання або привести до загибелі обслуговуючий персонал за дуже короткий час, що обчислюється частками секунди.

Людський організм просто не здатний реагувати на такі короткочасні події. Тому контролювати відхилення номінальних параметрів електроустановок, виявляти початковий етап створення аварії та вживати дієвих заходів до її ліквідації можуть тільки спеціальні технічні пристрої, що працюють в автоматичному режимі за заздалегідь підготовленим алгоритмам.

Історично склалася традиція називати їх захистами. А оскільки вони дуже довгий час працювали на релейного базі, то за ними міцно закріпилося це додаткове визначення.

Як формуються релейні захисту

Якість електроенергії строго регламентується технічними нормативами:

амплітудою напруги і струму;

формою синусоидальной гармоніки і наявністю в ній сторонніх шумів;

напрямком, величиною і якістю потужності;

фазою сигналу і деякими іншими параметрами.

Під кожну з цих характеристик створюються певні види релейних захистів. Вони після введення в роботу:

постійно відстежують вимірювальним органом - реле стан одного або декількох параметрів мережі. Наприклад, струму, напруги, частоти, фази, потужності і безперервно порівнюють його величину із заздалегідь встановленим діапазоном, званим уставкой;

в разі виходу контрольованої величини за нормовану межу вимірювальний орган спрацьовує і перемиканням положення своїх контактів комутує ланцюги підключеної логічної частини;

в залежності від розв'язуваних завдань логіка схеми налаштована на певні алгоритми. Вона виконує їх дією на комутаційний апарат, наприклад, соленоїд відключення вимикача первинного обладнання електричної схеми;

силовий вимикач ліквідує несправність в схемі зняттям з неї харчування.

За видами контрольованого параметра захисту ділять на:

дистанції (опору лінії);

Класифікація за принципом дії

Вимірювальний орган будь-якого захисту налаштовується на певну уставку, яка розмежовує зону охоплення, спрацьовування захисту. У неї можуть входити кілька ділянок (основний і резервні) або тільки один.

Захист може реагувати на всі можливі види пошкоджень, що виникають в захищається зоні або тільки на будь-які окремі, специфічні їх прояви.

На відповідальному що захищається ділянці схеми електропостачання зазвичай встановлюють не одну захист, а кілька її різновидів, які доповнюють і резервують взаємне дію. Їх класифікують на:

До основної захисту пред'являють 3 вимоги:

1. дію на всі можливі виникаючі несправності в робочій зоні або на їх більшу частину;

2. охоплення захистом всього контрольованого ділянки повністю, а не якоїсь його частини;

3. найбільш швидке спрацьовування на виникає несправність, ніж у інших захистів.

Чи не підходять під ці умови захисту відносять до резервних і виконують ними резервування:

У першому випадку виконується резерв основних захистів, що діють на закріпленій зоні. Для другого варіанту додатково до ближнього створюється резервування суміжних робочих зон на той випадок, коли в них відмовляють в роботі власні захисту.

Види струмових захистів:

Види захистів по напрузі:

Захисту, які контролюють електричний опір силової схеми

Будь-яка лінія електропередач створюється з металевих тоководов, які мають хоч і мінімальним, але цілком реальним опором. Воно постійно зростає при збільшенні довжини магістралі - дистанції.

Коли на якомусь видаленні від кінця лінії однієї з підстанцій, виникає коротке замикання, то за принципом виміру величини електричного опору до місця утворилася несправності працюють захисту, які називають дистанційними.

В процесі оцінки опору беруть участь наступні комплекси:

вимірювальні системи трансформаторів струму і напруги, створені для власних захистів;

реле опору (РС), обробні надходять на них сигнали від ТН і ТТ для обчислення згідно із законом Ома повного опору до місця виникнення КЗ Z = U / i.

Реле спротиву постійно контролюють дистанцію, довжину підключеної до його зоні лінії електропередачі. Коли на ній виникає КЗ, то опір / дистанція за рахунок металевого замикання різко знижується, що впливає на виставлену уставку, призводить до спрацьовування реле.

Дистанційні захисту зазвичай ділять на кілька ділянок по зонах спрацьовування, які використовують для резервування основних захистів на лініях електропередач, силових трансформаторах, генераторах, збірних шинах та іншому обладнанні.

Вони використовуються для захисту від міжфазних, а в окремих випадках і однофазних замикань, що виникають на енергетичних об'єктах.

Особливістю диференційного захисту є їх здатність реагувати на:

1. гойдання напруги в системі. Так називають явища, пов'язані з періодичними зниженнями напруги і зростанням струму, що викликаються порушеннями синхронної роботи численних генераторів, що виробляють електроенергію в системі;

2. несправності, які можуть виникнути в ланцюгах напруги.

Для виключення випадків помилкової роботи дистанційних захистів в їх склад вводять блокувальні пристрої, які здійснюють:

заборона відключення силового вимикача при виникненні хитань в системі:

контроль стану джерела напруги.

Релейні захисту частоти, потужності, фази

Весь численний асортимент цих пристроїв працює за загальним принципом, коли створюється вимірювальний орган, який здійснює на базі реле контроль стану частоти, потужності або фази електричного сигналу. При порушення виставленої на ньому уставки реле спрацьовує, а, підключена до його контакту логічна схема обробляє інформацію і по прописаному алгоритму відключає силове обладнання.

Газова і струменевий релейний захист

Ці види пристроїв використовуються для обладнання трансформаторів, реакторів і інших подібних конструкцій, що працюють усередині резервуарів з маслом. Коли в них виникають несправності, то створюється висока температура, супроводжувана виділенням розчинених газів з масла, розкладанням його хімічного складу, зниженням діелектричних властивостей.

На такі несправності реагують механічні конструкції реле, що враховують виникнення в середовищі резервуара газів і продуктів розкладання масла. Після замикання їх контакту подається команда на роботу логічної схеми та відключення вимикачів.

Цей тип захистів відноситься до релейних, але він заснований на вимірі механічних, а не електричних параметрів працюючого обладнання.

За таким же принципом працюють релейні захисту від підвищення:

тиску середовища та інших механічних факторів.