Меню

Электрический ток релейная защита



Основные понятия о релейной защите

Основным видом электрической автоматики, направленной на сохранение работоспособности современных энергетических систем и её элементов, является релейная защита. Защищает она электрическое оборудование от опасных последствий ненормальной работы. За счёт релейной защиты происходит полная ликвидация аварийных режимов путём отключения от сети, тем самым также происходит изоляция повреждённого элемента от сети электроснабжения. Она тесно работает с другими видами защит такими как:

  1. АПВ — автоматическое повторное включение;
  2. АВР — автоматическое включение резерва;
  3. АЧР — автоматическая частотная разгрузка.

Шкаф релейно защиты

Данные защиты предусмотрены и чётко регламентированы в правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Представляет собой она электрическую схему, которая состоит из одного или группы реле срабатывающих только при определённых аварийных условиях. При этом все ее сработанные виды должны быть визуально зафиксированы за счёт сигнальных реле, которые называются блинкерами. В состав релейной защиты могут быть включены как одиночные реле, так и целые группы, состоящие из нескольких десятков реле. Это количество зависит от сложности включаемого потребителя и важности схемы электроснабжения. За счёт неё происходит определение аварийного или повреждённого участка цепи, а также характер неисправности.

Назначение релейной защиты

Во время проектирования любой электрической схемы снабжения обязательным является расчет релейной защиты автоматики (РЗА). Если сказать простыми словами, то она служит для того, чтобы при коротком замыкании, или другом ненормальном режиме работы в схеме потребителя, эти перегрузки не повлияли на работы другого оборудования. Если они, конечно, завязаны все в одной энергетической системе.

РЗА

При возникновении короткого замыкания напряжение в цепи падает, зато ток возрастает до максимального значения. Этот факт может повлечь за собой не только возгорание, но и выход со строя всей питающей сети, если бы в таких аварийных случаях релейная защита вовремя не отключала данный повреждённый участок. Для начинающих упрощённую РЗА в действии можно увидеть в быту при замыкании фазного и нулевого провода. При этом отключается автомат, питающий данную сеть, в котором установлена токовая отсечка. Аварийных ситуаций на подстанции или на производстве может быть больше это и перенапряжение, и выделение газа при неисправности трансформатора и т. д.

Работа и назначение релейной защиты организована на постоянном контроле, а также оценке технических и электрических параметров оборудования и цепи, которую она должна защищать. Зачастую устройства данной релейной автоматики скомпонованы в элементах электрических сетей и объединены в единую систему.

Требования к релейной защите

Главная её задача — это надёжно защищать оборудование и цепи электроснабжения от работы в неисправном, аварийном состоянии. Соответственно к ней существует ряд требований, выполнение которых проверяется регулярно лабораторией или специальными службами. Вот основные требования к релейной защите:

  1. Быстродействие. Способность защиты работать с минимальной выдержкой времени после наступления аварийной ситуации. Правда, одни из них специально разработаны на срабатывание с определённой установленной выдержкой времени это зависит от условий работы электрооборудования и назначения конкретного вида релейной защиты;
  2. Селективность. Это вид избирательности защиты, направленный на отключение только определённых ближайших участков к месту аварии или короткого замыкания;
  3. Чувствительность. Способность защиты направленная на реагирование её только на данные отклонения, на которые она настроена;
  4. Надёжность. Безотказность системы защит и недопущение ложных срабатываний.

От этих четырёх основных требований напрямую зависит эффективность функционирования релейной защиты любого электрического оборудования и цепей.

Классификация реле

Все применяемые реле в системе могут быть выполнены на основе определённого оборудования. Релейная защита может быть выполнена на следующих типах реле:

Электромеханической конструкции. Принцип их действия основан на притягивании и отпускании подвижной части реле при прохождении, через катушку электромагнита, электрического тока. При этом происходит размыкание или замыкание контактов;

Реле 1Реле 2

  • Полупроводниковые. Они изготавливаются на основе полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, тиристоров) которые выполняют роль электрического ключа в схеме;
  • Цифровые. Основаны на работе микропроцессорной техники, обработка данных происходит не в аналоговом, а в цифровом формате, образуя блок релейной защиты. Существует возможность программирования таких цифровых устройств, что добавляет в работу РЗА автоматизации без участия персонала.

Устройства РЗА можно разделить также и по сложности их применения. К простым относятся:

  1. Максимальная токовая или токовая отсечка. Она применяется даже в обычных автоматических выключателях, применяемых в быту;
  2. От минимального и максимального напряжения. В быту это так называемые устройства барьеры.
  3. Дифференциальная, которая основана на сравнении токов, проходящих по каждой из фаз;
  4. Газовая. Это одна из разновидностей защит трансформаторов от выхода из нормального рабочего режима работы;
  5. Замыкание на землю. Срабатывает при пробивании изоляции или касании токопроводящих частей к земле.
Читайте также:  Как зависит сила тока в проводнике от сопротивления проводника показать графически

Сложные виды РЗА включают в свой состав:

  1. Устройства контроля изоляции как цепей постоянного таки переменного тока;
  2. Системы отбора напряжения;
  3. Различные системы контроля температур, давления и других параметров оборудования;
  4. Контроль и наблюдение за сопротивлением изоляции цепей аккумуляторных батарей и т. д.

Чтобы добиться надёжности и правильной работы электрических аппаратов входящих в данную защиту, нужно чтобы все элементы были выполнены из качественных комплектующих таких как реле, трансформаторов тока и т. д. В настоящее время релейная защита это очень популярная и востребованная часть электроэнергетики.

Источник

Релейная защита (РЗА): виды, устройство и основные принципы

Релейная защита (РЗА): виды, устройство и основные принципы

Силовое оборудование электросетей и электрических станций всегда должны быть защищены от сбоев при эксплуатации и короткого замыкания. Таким средством является релейная защита и автоматика (РЗА).

Производители предлагают огромное количество устройств, которые могут заблокировать внезапную аварию в электросети или, например, предупредить с помощью звукового либо светового сигнала о появлении аварийной ситуации.

Чаще всего релейная защита функционирует с автоматикой, а их совместная работа связана с различными типами аварийных ситуаций:

  1. уменьшение частоты электрического тока, которая появляется при возникшей перегрузке генератора из-за короткого замыкания или отсоединения определенной части разных устройств из сети.
  2. увеличенное напряжение появляется из-за возникшей разгрузки электросети.
  3. при токовой перегрузке возникает опасный нагрев изоляции кабеля, появляются искры.

Основные виды РЗА:

  • МТЗ – максимальная токовая защита. Срабатывает в тот момент, когда ток достигает определенного установленного значения.
    направленная МТЗ. Дополнительно осуществляет контроль за направлением мощности.
  • ГЗ – газовая защита. Необходима для отключения трансформатора при появлении различных повреждений в следствии образования опасных газов.
  • ЛЗШ – логическая защита шин. Необходима для поиска места, где происходит короткое замыкание.
  • дифференциальная защита. Необходима для предохранения трансформаторов, генераторов и шин, сравнивает величины тока на входе и выходе.
  • ДФЗ – дифференциально-фазная защита. Контролирует фазы тока с обеих сторон линии. Если они отклоняются от заданных параметров, то срабатывает защита.
  • ДЗ – дистанционная защита. При коротком замыкании срабатывает при снижении сопротивления сети.
  • ДЗ с ВЧ-блокировкой. При коротких замыканиях используется для отключения подачи тока на воздушных линиях.
  • удаленная защита. Применяется в ситуациях, когда требуется быстрая скорость реакции и особая чувствительность.
  • защита минимального напряжения. Отключает оборудование в том случае, когда напряжение падает ниже установленного минимального значения.
  • защита максимального напряжения. Срабатывает, когда напряжение увеличивается и начинает превышать допустимое значение.

Также релейная защита разделяется по основным признакам:

  1. По способу подключения: первичная и вторичная.
  2. По функциональным признакам: логические и измерительные.
  3. По типу исполнения: электронные и электромеханические.
  4. По способу воздействия: прямое или косвенное.

Особенности конструкции релейной защиты

Устройство РЗА непрерывно совершенствуется благодаря внедрению инновационных технологий. Но основные принципы и элементы конструкции остаются неизменными.

Структуру релейной защиты можно представить в виде схемы:

Электрический сигналМодуль наблюдения процессовУзел логики и анализаИсполнительный блокСигнальный блок

Блок наблюдения проводит мониторинг всех процессов в электрике за счет трансформаторов тока и напряжения, которые проводят измерения. В узле логики и анализа сравниваются поступившие сигналы с максимальным показателем уставок. Защита будет срабатывать, даже если имеется небольшое совпадение данных значений. Исполнительный блок всегда находится в состоянии готовности, ожидая сигнала от логического блока. Сигнальный блок функционирует при помощи света или звука.

Когда пройдет полный цикл срабатывания защиты, специалист ручным способом переводит устройство в первоначальное состояние.

Основные принципы работы

Бывают ситуации, когда нарушается работоспособность релейной защиты. Это происходит по разным причинам: ложное срабатывание, неисправности в самом реле и т.д. Чтобы не допускать снижения трудоспособности РЗА, изготовителями разрабатываются различные принципы и требования, которые необходимо соблюдать при установке, эксплуатации и обслуживании.

Существует несколько основных принципов:

  • принцип надежности. Релейная защита должна бесперебойно выполнять все задачи, заложенные производителем.
  • принцип селективности (избирательный принцип). Релейная защита должна безошибочно находить и устранять место, где произошло повреждение сети.
  • принцип быстродействия. Время от обнаружения повреждения до полного обесточивания должно быть максимально минимизировано.
  • принцип чувствительности. Он позволяет определять типы всевозможных повреждений с помощью коэффициента, величина которого должна соответствовать 1,5-2.

Источник

Особенности релейной защиты: ее устройство и виды, назначение защиты, сфера применения

Автор: profelectro

  1. Для чего она нужна?
  2. Основные требования к релейным устройствам
  3. Классификация релейной защиты
  4. Конструкция РЗ

Релейная

Планируя и вводя в эксплуатацию какую-либо электросистему на будущее следует учитывать возникновение различных аварий и сбоев в работе, приводящих к поломке приборов и т.д.

Читайте также:  Расчетов токов короткого замыкания в сети 10 кв

Своевременное устранение аварий и поломок происходит в результате моментального (не более 2-3 секунд) выключения сломанной части/компонента.

Понятно, что любой сотрудник не способен за такой короткий промежуток времени найти повреждение и починить устройство.

Таким образом, чтобы предотвратить подобные ситуации, электроустановки обеспечивают электроавтоматами, предназначенными для релейной защищенности установок.

На обычном языке – это электрические выключатели. По-другому их называют — релейная защита (трансформатор тока/система электроснабжения/электроавтоматика/РЗА).

Для чего она нужна?

Релейная

Очень часто во время эксплуатации электросистем возникает короткое замыкание. Однако, наравне с этим могут происходить разные скачки в напряжении, утечки тока и т.д.

И даже если такие ситуации не несут мгновенного разрушения устройств/объектов/помещений, то есть не угрожают по технике безопасности, тогда защитные приборы действуют не на выключение, а на предупреждение дежурного персонала о повреждениях.

Это и есть предназначение РЗ и электроавтоматики.

Основные требования к релейным устройствам

Релейная

Основные свойства релейной заключаются в следующем:

  1. Избирательность. Этот параметр характеризуется способностью системы отключать участки с повреждениями, в то время как не повреждённые элементы остаются включёнными. Выделяют два вида релейной: первый – это релейная со средней избирательностью (максимально токовая и дистанционная защита); второй – это защищенность с полной избирательностью (дифференциальная защита).
  2. Скорость отклика РЗ (быстрота срабатывания). Если скорость срабатывания системы будет высокой, то вероятность возникновения каких-либо повреждений или аварий будет ниже. Промежуток времени после появления аварии и до выключения устройства с повреждением из сети, называется временем отклика релейной защищенности. Это основной показатель этого параметра.
  3. Возможность релейной срабатывать даже на незначительные аварийные параметры, называется чувствительностью РЗ. Оценить данный параметр можно с помощью коэффициента чувствительности.
  4. Свойство, при котором устройство РЗ работает определённое время при указанных функциях, называется надёжностью. Выделяют два основных показателя этого параметра: число отклонений в единицу времени и период времени исправной работы.

То есть, предназначение РЗА с вышеперечисленными свойствами в том, что прибор должен подавать сигнал рабочему сигналу о повреждениях, моментально выключать из электросети сломанный элемент, быстро срабатывать при любых изменениях во время работы и в целом обеспечивать контроль работы электроприборов.

Классификация релейной защиты

Релейная

Система классификации реле достаточно разнообразна. Далее мы рассмотрим основные признаки, по которым делятся реле (электровыключатель):

  • По типу подключения: электровыключатели, подключаемые в сеть без каких-либо вспомогательных устройств, называются первичными; реле, подключаемые с помощью вспомогательных устройств (например, трансформатор напряжения), называются вторичными.
  • По типу работы: реле, в которых имеются подвижные компоненты, относят к электромеханическим/индукционным реле; электровыключатели без подвижных компонентов, называется статической (например, электронная, микропроцессорная и т.д.).
  • По типу назначения: электровыключатели, осуществляющие замеры по различным физическим величинам – это измерительное реле (например, сила тока, температура, мощность и т.д.); механизмы, передающие действие на другие устройства, называются логическими/вспомогательными реле. Последняя группа реле также способна выдерживать время и т.д.
  • По типу действия на управляемый компонент: электровыключатель, связанный автоматически с отключаемым прибором, относится к электровыключателям прямого влияния; реле, которые выполняют регулирование электроцепью электромагнитов, отключающие коммутационный прибор.

Если говорить о релейной защищенности, то здесь выделяют большое число типов РЗ, например:

  1. Защита электроприборов и электроцепей, которая срабатывает на превышение заданного значения электрического тока, называется релейной токовой защитой. К ней относят: максимальную релейную токовую защиту (МТЗ) – обеспечивает защиту приборов от тока, который превышает номинальное значение. Токовую отсечку (ТО) – быстрое устранение КЗ, которые появляются перед рабочей зоной. Направленную максимальную токовую защищенность (НМТЗ) – в этом случае к защите приборов релейной от токов добавляется управление направления мощностей.
  2. Если в трансформаторах повышается температура, которая сопровождается образованием газов и в результате этого происходит отключение питания приборов из сети. Такую защиту называют газовой.
  3. РЗ, основанная на сравнении тока перед защищаемым участком и тока в конце этого участка, называется дифференциальной защитой.
  4. Определение расстояния до точки возникновения КЗ с помощью сопротивления, такую релейную защиту называют дистанционной. Выделяют два подтипа дистанционной релейной защиты: 1) с использованием блокировки и высокой частоты; 2) с применением блокировки через оптический канал.
  5. Релейная защита, основанная на отклике оптического датчика в следствии сильного освещения и датчика в результате возникновения высокого давления, такая защита называется дуговой.
  6. Применяемая при определении КЗ в шинах защита, называется логической защитой шин (ЛЗШ). Она необходима для сокращения времени при отключении КЗ.
  7. РЗ, основанная при сопоставлении токовых фаз на концах электролинии, называется дифференциально-фазной защитой (ДФЗ). При превышении заданной величины происходит срабатывание реле.
Читайте также:  Что принимать при ударе током

Кроме основных типов релейной защиты далее мы расскажем про типы автоматики в РЗ, которые по сравнению с релейной защитой не выключают, а включают электропитание после аварии.

  1. Автоматика, которая применяется чтобы, включить линию целиком или отдельную фазу линии после её отключения за счёт применённой защиты, называется автоматическим повторным включением (АПВ). Выделяют два подтипа АПВ: механическое и электрическое. Применяют в линиях электропередач при напряжении более 1 кВ, а также при сборке шин подстанций, электродвигателей и трансформаторах.
  2. Автоматическое включение резерва (АВР), целью которого является бесперебойное снабжение приборов электричеством и позволяет моментально включать резервное оборудование.
  3. Если происходит снижение частоты в электросети и при этом происходит отключение сторонних электроприборов, то такой тип автоматики называется автоматической частотной разгрузкой.

Мы рассказали вам небольшую часть того, для каких целей и в каких областях применяется РЗ. Теперь осталось рассмотреть конструкцию РЗ.

Конструкция РЗ

Релейная защита в своём строении имеет такие элементы как:

  1. Для контроля процессов в электроприборах и выявления аварий в электроцепи применяют специальные пусковые элементы – это: реле, реагирующее на изменение мощностей; реле, реагирующее на изменение силы тока и реле, реагирующее на изменение в напряжении.
  2. Запустить другие приборы, подать сигнал в следствие выявления неполадок и быстро сработать на выключение устройств – всё это позволяют сделать измерительные элементы. Они также способны располагаться в элементах пуска.
  3. Область, в строении которой находятся таймеры, промежуточные и указательные реле, называется логической.
  4. Область, отвечающая за включение и выключение оборудования, называется исполнительной.
  5. В определенных типах РЗ присутствуют передающие элементы. Их можно встретить при дифференциально-фазной.

В этой статье мы постарались подробно рассмотреть для чего нужна РЗ, какие требования к ней предъявляют и где она применяется.

Источник

Релейная защита и основные требования к ней. Классификация реле и групп реле, применяемых в релейной защите

Релейная защита – это специальные устройства, которые состоят из автоматов, реле и других аппаратов, задачей которых является отключение от электрической сети поврежденного участка цепи или приведение в действие специальных сигнальных устройств. Наиболее опасными являются короткие замыкания, которые могут приводить к тяжелым повреждениям дорогостоящего оборудования и сетей. Именно поэтому при их возникновении релейная защита должна автоматически вывести из работы поврежденный участок цепи. Если же ненормальный режим работы не является критически опасным для электроустановки и его ликвидация возможна без отключения участка электрической цепи (например, допустимая по току перегрузка) задача релейной защиты сведется к подачи предупредительного сигнала оператору о ненормальном режиме работы.

Можно перечислить основные требования, предъявляемые к релейной защите:

  1. Быстродействие – от скорости отключения поврежденного участка от источника питания зависит величина ущерба, что позволит либо избежать его, либо минимизировать.
  2. Селективность (избирательность) – способность релейной защиты отключать только ближайший к месту повреждения выключатель.
  3. Чувствительность – защита должна быстро и адекватно реагировать на появившийся ненормальный режим (пониженное напряжение на участке, перегрузка, короткое замыкание (КЗ) и прочее) в пределах своего участка действия. Чувствительность релейной защиты характеризуют коэффициентом чувствительности. Для релейных защит, реагирующих на ток КЗ он равен:

Коэффициент чувствительности релейной защиты

Где IKЗmin – минимальный ток КЗ, Iсз – ток срабатывания защиты

4. Надежность – это значит, что релейная защита должна работать безотказно и правильно.

Классификация реле и групп реле, применяемых в релейной защите

Реле, применяемые в релейной защите, классифицируют следующим образом:

  • По принципу действия – тепловые, электродинамические, индукционные, электромагнитные, электронные, магнитоэлектрические и другие.
  • По назначению – основные, которые первыми начинают реагировать на нарушение режима работы и дают импульс на включение остальной аппаратуры, и вспомогательные, выполняющие вспомогательные, промежуточные функции.
  • По способу включения на напряжение и ток – на первичные, обмотки которых включаются непосредственно в сеть, и вторичные, когда обмотки включаются через измерительные трансформаторы напряжения и тока.
  • По способу действия на отключающий выключатель – реле прямого действия, которое воздействует непосредственно на отключающий механизм выключателя, и реле косвенного действия, которые тоже воздействуют на выключатель, но через вспомогательные аппараты. Наиболее широко используют вторичное реле максимального тока косвенного и прямого действия, выполненные на электромагнитном и индукционном принципах, действующие мгновенно или с выдержкой времени.

Реле максимального тока – это аппарат для защиты участка цепи, где оно устанавливается в тех случаях, когда возникший ток на защищаемом участке цепи превышает значение максимального рабочего тока цепи.

Источник