Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » В помощь начинающим электрикам, Про электриков и не только » Как работают релейная защита и автоматика
Количество просмотров: 83787
Комментарии к статье: 6


Как работают релейная защита и автоматика


Как работают релейная защита и автоматикаПервые эксперименты человека с электричеством и созданием цепей для прохождения тока сопровождались короткими замыканиями и неисправностями, во время которых приобретался опыт и знания, выявлялись закономерности протекающих процессов и вырабатывались правила эксплуатации.

На основе анализа допущенных ошибок начали создаваться устройства, предохраняющие оборудование и людей от электрического воздействия. Первыми такими приборами стали плавкие предохранители, которые перегорали при создании критических нагрузок, разрывая цепи электрического тока.

Более сложные защитные конструкции начали массово внедряться после 1891 года, когда в России по проекту Михаила Осиповича Доливо-Добровольского успешно транспортировали 220 кВт электрической энергии на 175 км с КПД в 77% на основе трехфазной системы напряжения, разработанной этим же ученым.

В основу работы защит был положен принцип реле — устройств, которые постоянно отслеживают какой-либо электрический параметр сети, а при достижении им критических величин срабатывают: резко меняют свое первоначальное состояние, коммутируя электрическую схему.

Первые устройства защит выполнялись на основе электромеханических конструкций реле, а специалистов, занимающихся их эксплуатацией стали называть термином «релейщики», который действует до настоящего времени.

Созданная в энергосистеме на основе постоянно приобретаемого опыта служба релейной защиты и автоматики (РЗА) занимается попутно другими сложными процессами:

  • системами управления, включающими местные, дистанционные и удаленные способы;

  • блокировками определенных устройств;

  • цепями сигнализации, позволяющими анализировать происходящие в сети события;

  • измерениями различных электрических величин в действующих схемах;

  • анализом качества произведенных замеров на основе метрологических эталонов;

  • некоторыми другими функциями.

Принципы построения схемы защитных устройств

Довольно громоздкая и сложная первоначальная база на основе электромеханических конструкций постоянно совершенствуется и модифицируется. Для работы защит вводятся новые технические разработки. В современных энергетических комплексах успешно сочетаются электромагнитные, индукционные, статические — полупроводниковые и микропроцессорные устройства.

Их объединяет практически не меняющийся базовый алгоритм процессов, который модернизируется для каждого конкретного случая. Основные функции защиты демонстрирует структурная схема.

Основные функции защитных устройтсв

Основные функции защитных устройтсв

Блок наблюдения

Его основная функция сводится к мониторингу происходящих электрических процессов в системе на основе замеров от измерительных трансформаторов тока и/или напряжения.

Выходные снимаемые сигналы с блока могут прямо передаваться логической схеме для сравнения с заданными пользователем величинами отклонений от номинальных значений, называемых уставками либо первоначально преобразовываться в цифровую форму.

Блок логики

Здесь осуществляется сравнение входящих сигналов с граничными характеристиками уставок. Малейшее совпадение между ними приводит к выдаче команды на срабатывание защит.

Блок исполнительный

Он постоянно поддерживается в готовности к срабатыванию по командам логического блока. При этом происходят переключения в схеме электроустановки по заранее предусмотренному алгоритму, исключающему повреждения оборудования и получение электротравм персоналом.

Блок сигнализации

Происходящие в системе процессы совершаются так быстро, что человек не способен их воспринимать своими органами. Для фиксации совершенных событий устанавливаются сигнальные устройства, которые используют методы визуального, звукового воздействия с сохранением в памяти схемы произошедших изменений.

Во всех конструкциях сигнализации перевод ее состояния после работы в исходное положение выполняется разово вручную оператором, что исключает потерю информации о работе защит автоматикой.

Принципы работы защит

Очень серьезное отношение к надежности и безопасности использования электроэнергии определило основные требования, которым должны отвечать системы релейной защиты. Однако они тоже являются техническими устройствами, а значит: обладают возможностями нарушения правильной работоспособности.

Отказ систем РЗА возможен при:

  • неисправностях внутри защит;

  • излишних срабатываниях, когда действие исполнительного органа не требуется;

  • ложной работе при отсутствии повреждений электрической системы.

Для исключения отказов в процессе эксплуатации проводится разработка проекта, монтаж, наладка с вводом в работу и обслуживание устройств релейной защиты с учетом выработанных требований к РЗА по:

  • избирательности с учетом иерархии схемы;

  • быстродействию, определяемому временем срабатывания;

  • чувствительностью к пусковым факторам;

  • надежностью работы.

Принцип селективности

Другое распространенное его название — избирательность. Эта характеристика позволяет точно выявить и локализовать место проявившейся неисправности в структурированной сети с любой иерархией.

Принцип селективности РЗА

К примеру, генератор передает электрическую энергию многим потребителям, расположенным на участках №1, 2 и 3, оборудованных своими защитами 1-2, 3-4 и 5 соответственно. При возникновении короткого замыкания внутри конечного потребителя на участке №3, токи повреждения пройдут по всем защитам схемы от источника.

Однако, в данной ситуации имеет смысл отключать конечный участок с поврежденным электродвигателем, оставляя в работе все действующие устройства. С этой целью вводятся разные уставки релейной защиты для каждой цепи на стадии проекта схемы.

Защитные устройства участка 5 должны раньше почувствовать токи неисправности и быстрее обеспечить их аварийное отключение от генератора. Поэтому в приведенной схеме величины уставок по току и времени на каждом участке уменьшаются от генератора к потребителю с соблюдением принципа: чем ближе к месту повреждения, тем выше чувствительность.

При этом выполняется принцип резервирования, учитывающий возможность отказа любых технических устройств, включая защитные системы более низкого уровня. Это значит: при неисправности защит 5 участка 3 короткое замыкание должны отключить устройства РЗА №4 или 5 линии №2, которые, в свою очередь, страхуются защитами участка №1.

Принцип быстродействия

Время отключения повреждения складывается минимум из двух факторов:

1. срабатывания защиты;

2. работы привода выключателя.

Первый параметр можно регулировать от минимального значения, обусловленного конструкцией защиты и количеством используемых элементов. Такими методами создается задержка времени на срабатывание включением в схему специальных регулируемых реле. Она используется для более дальних защит.

Близкорасположенные к месту повреждения устройства должны настраиваться на работу с минимально возможными интервалами времени на срабатывание.

Принцип быстродействия РЗА

Принцип чувствительности

Эта характеристика позволяет определять виды расчетных повреждений и анормальных ситуаций энергосистемы внутри действующей зоны защит.

Чувствительность устройств РЗА

Чувствительность устройств РЗА

Для определения ее численного выражения вводится коэффициент Кч, вычисляемый отношением минимальной величины тока КЗ для участка к значению тока срабатывания.

При этом устройства РЗА работают правильно при Icз<Iкз min.

Оптимальное значение коэффициента чувствительности лежит в пределах 1,5-2.

Принцип надежности

Для его определения введены термины:

  • безотказной работы;

  • ремонтопригодности;

  • долговечности;

  • сохраняемости.

Каждый из них имеет свои критерии оценки.

Надежность устройств РЗА

Надежность устройств РЗА

Эксплуатация и обслуживание устройств релейной защиты рассматривают три варианта надежности по функциям срабатывания:

1. при внутренних коротких замыканиях в защищаемой зоне;

2. во время прохождения внешних КЗ за пределами рабочего участка;

3. в режимах без повреждений.

При этом надежность подразделяют на:

  • эксплуатационную;

  • аппаратную.

Противоаварийное управление

Любой блок релейной защиты не только является самостоятельной схемой, но объединяется в вышестоящие комплексы, составляющие в итоге систему противоаварийного управления энергосистемы. У нее каждый элемент взаимосвязан с другими компонентами и комплексно выполняет свои задачи.

Сокращенный перечень функций защит и автоматики демонстрирует упрощенная структурная схема.

Противоаварийное управление энергосистемы

Противоаварийное управление энергосистемы

Краткое изложение особенностей работы релейных защит и автоматики позволяет сделать вывод, что профессия релейщика требует постоянного изучения поступающего в эксплуатацию оборудования, совершенствования знаний и формирования прочных практических навыков.

Подробнее о профессии релейщика: Профессия электромонтер релейной защиты и автоматики

Про современные устройства РЗА читайте здесь: Микропроцессорные устройства релейной защиты: обзор возможностей и спорных вопросов

Бравый Алексей Семенович

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории В помощь начинающим электрикам, Про электриков и не только

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Профессия электромонтер релейной защиты и автоматики
  • Какие защитные устройства лучше: плавкие предохранители или автоматические ...
  • Автоматические выключатели серии А3700 ХЭМЗ
  • Расчет токов короткого замыкания для начинающих электриков
  • Как передается электроэнергия от электростанций к потребителям
  • Как учитываются токи у автоматических выключателей
  • Схемы подключения УЗО и дифференциальных автоматов
  • Ограничители перенапряжения в домашней электропроводке - виды и схемы подкл ...
  • Профессия электромонтер по обслуживанию подстанций
  • Блоки защиты ламп «Гранит»: назначение, технические характеристики
  • Категория: В помощь начинающим электрикам, Про электриков и не только

    Автоматика

      Комментарии:

    #1 написал: Виктор |

    Интересно написано, легко читается. Для общего понимания это то что надо. Все отлично!

      Комментарии:

    #2 написал: Иван |

    Большое спасибо автору. Изложено грамотно, интересно, просто и понятно. Молодым специалистам и студентам реальная помощь. Спасибо!

      Комментарии:

    #3 написал: кирилл |

    А известно ли вам, что первое понятие реле появилось на теллеграфе, и служило оно не для защиты сетей, а для улучшения передаваемого сигнала. А так статья интересная, буквально на пальцах.

      Комментарии:

    #4 написал: Михаил |

    Релейная защита и автоматика в энергосистеме используются для обеспечения безопасности и стабильности работы электроустановок. Они работают на основе алгоритмов, которые реагируют на изменения в параметрах энергосистемы.

    Релейная защита - это система, которая обеспечивает быстрое и точное обнаружение и изоляцию неисправностей в энергосистеме. Это достигается за счет использования различных типов реле, которые реагируют на изменения в параметрах электроустановки, таких как ток, напряжение, частота и другие.

    Когда реле защиты обнаруживают отклонения от нормы в параметрах энергосистемы, они могут автоматически отключить участок электроустановки, чтобы предотвратить повреждение оборудования или прерывание энергоснабжения. Например, реле защиты отключают электрическую сеть, если ток превышает установленный предел, что может быть связано с коротким замыканием.

    Автоматика в энергосистеме - это комплекс технических средств, который автоматически управляет процессом подачи электроэнергии в энергосистему. Она используется для оптимизации работы системы, обеспечения безопасности и стабильности энергоснабжения.

    Автоматика может управлять генераторами, трансформаторами, выключателями и другими устройствами, которые влияют на работу энергосистемы. Она также может автоматически переключать на резервное электропитание в случае аварии.

    В целом, релейная защита и автоматика являются необходимыми компонентами энергосистемы, которые обеспечивают стабильность и безопасность электропитания. Они работают на основе алгоритмов, которые реагируют на изменения в параметрах энергосистемы и обеспечивают автоматическое управление электроустановкой.

      Комментарии:

    #5 написал: Сергей |

    Наиболее надежной и дешевой релейной защитой, устанавливаемой на приемных концах параллельно работающих кабельных линий, является двухфазная схема максимальной защиты на переменном оперативном токе. Наличие мертвой зоны, превышающей допустимые нормы, не дает возможности применить ее на коротких реактированных кабельных линиях, длина которых находится в пределах нескольких сотен метров. В этом случае при необходимости включения двух линий на параллельную работу рекомендуется применять продольную дифференциальную токовую защиту. У нас в городских сетях предложена и введена в эксплуатацию упрощенная схема автоматики, дающая возможность включать на параллельную работу короткие кабельные линии без дифференциальной защиты. Она позволяет включать на параллельную работу питающие линии любой длины (независимо от величины мертвой зоны максимальной направленной защиты на выключателе).

      Комментарии:

    #6 написал: Иван |

    Релейная защита и автоматика работают на основе алгоритмов и анализируют параметры электрической сети, чтобы обеспечить ее стабильность и безопасность. Релейная защита выявляет и отделяет поврежденные элементы, автоматика регулирует параметры электрической сети для обеспечения ее стабильности.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.