Релейная защита в системах электроснабжения.
Случаи возникновения повреждений, нарушающих нормальную работу электроустановок возможны в различных электрических сетях. Самыми распространенными и опасными из которых, являются короткие замыкания (КЗ) и относятся к аварийным режимам. К аномальным режимам относятся перегрузки, такие как скачки напряжения и тока. Эти аварии приводят в остановки работы всей СЭС или ее части, в результате чего происходит недоотпуск электроэнергии или разрушение основного электрооборудования.
Для предотвращения аварийных случаев необходимо как можно быстрее отключить поврежденный элемент или участок сети. С этой целью электроустановки снабжают автоматически действующими устройствами, такими как релейная защита (РЗ), представляющая собой один из видов противоаварийной автоматики. Релейная защита может использоваться для сигнализации, свидетельствующей о нарушениях в сетях. Название данного типа устройства связано со встроенными в ней электрическими аппаратами - реле. Реле - аппарат автоматического действия, предназначенный для включения и отключения электрических цепей защиты, а также для управления под действием различного рода импульсов в зависимости от заданных параметров контролируемой величины, времени и др. Импульсы в этом случае могут быть электрическими, тепловыми, световыми, механическими.
В случае возникновения повреждений в цепи, таких как короткие замыкания, в результате ошибочных действий персонала, при глубоких понижениях напряжения и т. п., РЗ определяет поврежденный участок и посредствам воздействия на коммутационные аппараты отключает его.
В случае анормальных режимов релейной защиты действует на сигнал, предупреждающий постоянный обслуживающий персонал подстанции о неисправностях в режиме работы электрооборудования. Аномальные режимы включают в себя недлительные перегрузки, замыкание одной фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью, ухудшение состояния трансформаторного масла в результате внутренних повреждений в трансформаторе, понижение уровня масла в расширителе трансформатора и т.п. Эта же защита действует на подстанциях без постоянного обслуживающего персонала на отключение, но обязательно с выдержкой времени.
К релейным защитам применяются определенные требования, включающие в себя быстродействие, селективность, чувствительность и надежность.
Такое требование как быстродействие необходимо для быстрого обнаружения и отключения поврежденного участка. Чем быстрее будет произведены эти действия, тем менее разрушительным будет действие аварийного тока на электрооборудование и легче будет сохранить нормальную работу потребителей неповрежденной части электроустановки. С этой целью электрические сети в обязательном порядке должны оснащаться быстродействующими РЗ. Современные устройства быстродействующей РЗ имеют время срабатывания 0,02-0,1 с. Самые распространенные выключатели высокого напряжения имеют время действия 0,15-0,06 сек.
При срабатывании быстродействия релейной защиты снижается ущерб в случае короткого замыкания электрической сети, происходит это за счет уменьшения размеров разрушения поврежденного участка и повышения эффективности работы автоматики.
Чувствительностью релейной защиты является ее способность реагировать на минимальные изменения контролируемого параметра, такие как короткое замыкание тока и перегрузки, и анормальные режимы работы электроустановки. Она характеризует устойчивое срабатывание релейной защиты в случае короткого замыкания в защищаемой зоне.
Способность автоматики отключать при коротком замыкании только поврежденный участок или ближайший к нему, оставляя в работе потребителей, подключенных к неповрежденному участку называется селективностью, или избирательностью. Селективное действие релейной защиты аналогично селективному действию предохранителей, за счет чего обеспечивается надежное электроснабжение потребителей. Бывает, что одновременное требование селективности и быстродействия приводит к усложнению релейной защиты. Для того, чтобы избежать этих сложностей необходимо обеспечить выполнение того требования, которое в данный момент и в данных условиях является определяющим.
Правильное и безотказное действие релейной защиты во всех предусмотренных по ее назначению случаях определяет надежность ее работы. Данная способность обеспечивается применением высококачественных реле, простых и совершенных схем Р3, тщательным выполнением монтажных работ, должной культурной эксплуатации защитных устройств.
В устройствах релейной защиты применяют различные реле, которые можно разделить по принципу их работы:
- электрические;
- механические;
- тепловые;
- полупроводниковые.
На электрические реле влияют электрические величины, такие как:
- напряжение,
- мощность,
- частоту,
- сопротивление,
- угол сдвига между током и напряжением,
- угол между двумя точками и двумя напряжениями.
На механические реле оказывают влияние неэлектрические величины: давление, уровень жидкости и т.п.
Тепловые реле реагируют на количество выделенного тепла и изменение температуры.
Полупроводниковые реле представляют собой современный тип конструкций реле, позволяющий повысить чувствительность и срок службы, улучшить характеристики реле, выполнить их без контактов и движущихся частей, снизить потребляемую мощность.
Наши партнеры: