Релейная защита: Релейная защита | АО «Системный оператор Единой энергетической системы»

Релейная защита. Виды и устройство. Работа и особенности

Согласно правилам эксплуатации электроустановок силовые устройства электрических сетей и электростанций должны быть обеспечены защитой от сбоев в эксплуатации и токов короткого замыкания. Средствами защиты являются специальные устройства, выполненные на основе реле, что оправдывает их название релейная защита и автоматика (РЗА). В настоящее время существует много различных устройств, способных в короткие сроки блокировать возникшую аварию в электрической сети, либо подать предупредительный сигнал о возникновении аварийного режима.

Релейная защита работает чаще всего совместно с автоматикой, и их устройство взаимосвязано со специфическими видами аварийных режимов сети:

• Уменьшение частоты тока, возникающей при внезапной перегрузке генераторов вследствие короткого замыкания, либо отключения части других источников из сети.
• Повышенное напряжение. Увеличение этого параметра на 10% уменьшает срок службы ламп освещения в два раза. Такой режим возникает при внезапной разгрузке сети.
• Токовая перегрузка способствует излишнему нагреванию изоляции проводников и кабелей, создает искрообразование в контактных соединениях.

Реле классифицируются по определенным признакам:

• Методу подключения: первичные, которые подключаются непосредственно в цепь устройства, и вторичные, которые подключаются посредством трансформатора.
• Типу исполнения: электромеханические, состоящие из подвижных контактов, отключающих цепь, и электронные, обесточивающие цепь с использованием полупроводниковых элементов.
• Назначению: измерительные, которые выполняют измерение параметров, и логические, которые подают сигналы и команды другим устройствам, выполняют задержку по времени.
• Методу работы: прямого действия, которые связаны с устройством отключения механическим путем, и косвенного действия, которые управляют электрической цепью электромагнита, обесточивающего сеть питания.

Релейная защита и автоматика бывают различных видов:

Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:

• Автоматическая частотная разгрузка, выключает электрические устройства при снижении частоты тока в сети.
• Автоматическое повторное включение, используется на линиях электропередач выше 1000 вольт, а также в сборках трансформаторов, электродвигателей и шин подстанций.
• Автоматический ввод резерва, применяется при коммутации генератора в сеть в качестве резервного источника питания электроэнергией.

Устройство

Электромеханические конструкции релейной защиты постоянно модернизируются и совершенствуются. Внедряются инновационные технологические разработки и проекты. В новейших энергетических системах объединены статические, индукционные, электромагнитные устройства с микропроцессорными и полупроводниковыми элементами.

Однако основной смысл и порядок работы релейной защиты для всех новых устройств остается неизменным. Схема структуры релейной защиты показана на рисунке.

1 — Электрический сигнал
2 — Блок наблюдения электрических процессов
3 — Блок логики и анализа
4 — Исполнительный блок
5 — Сигнальный блок

Блок наблюдения

Главной функцией этого блока является мониторинг электрических процессов, происходящих в электрической системе, путем измерений такими устройствами, как трансформаторы напряжения и тока.

Сигналы выхода на блоке могут передаваться непосредственно логическому блоку для сравнения параметров с настроенными пользователем значениями отклонений от нормальных значений, которые называются уставками. Также сигналы блока наблюдения могут сначала преобразовываться в цифровой вид, а затем передаваться дальше.

Блок логики

В этом блоке выполняется сравнение поступивших сигналов с предельными значениями уставок. Даже незначительное совпадение этих параметров между собой приводит к возникновению команды на срабатывание защиты.

Исполнительный блок

Этот блок все время находится в состоянии, готовом к срабатыванию, при поступлении команды от блока логики. При срабатывании осуществляются переключения цепи электроустановки по запланированному алгоритму, который составлен по принципу недопущения неисправностей электрооборудования и удара электрическим током работников.

Сигнальный блок

В электрической системе все процессы происходят очень быстро, поэтому человек не в состоянии воспринимать их. Чтобы сохранить происходящие в системе события, применяют специальные сигнальные устройства. Которые работают путем звукового и визуального оповещения, а также сохраняют все происходящие события в памяти устройства.

Все виды устройств после их срабатывания переводятся в исходное состояние оператором вручную. Это позволяет гарантированно сохранить информацию о действии автоматики и релейной защиты.

Принципы работы

Релейная защита может иметь нарушения в своей работоспособности, которые выражаются следующими факторами:

• Ложные срабатывания при исправной электрической системе и отсутствии каких-либо повреждений.
• Излишние сработки, когда не требуется работа исполнительного блока.
• Повреждения внутри устройства защит.

Чтобы исключить отказы при функционировании релейной защиты, вырабатываются специальные требования к ней при проектировании, установке, настройки с запуском в работу, и техническом обслуживании:

• Надежность функционирования.
• Чувствительность к моменту запуска оборудования.
• Быстродействие (время сработки).
• Селективность.

Принцип надежности

Этот принцип определяется:

• Безотказностью в эксплуатации.
• Пригодностью к ремонту.
• Долгим сроком службы.
• Сохраняемостью.

Каждый из этих факторов имеет свою оценку.

Обслуживание и эксплуатация релейной защиты имеет три варианта надежности по срабатыванию при:

1. Внутренних КЗ в рабочей зоне.
2. Возникновении внешних КЗ за границей рабочей зоны.
3. Работе без неисправностей.

Надежность устройств защиты бывает:

• Эксплуатационная.
• Аппаратная.

Принцип чувствительности

Этот принцип дает возможность определить виды предполагаемых расчетных повреждений и ненормальных режимов энергетической системы в рабочей зоне защиты.

Кч = Iкз min/Iсз

Чтобы определить его числовое значение, используется коэффициент Кч. Коэффициент рассчитывается отношением наименьшего тока короткого замыкания рабочей зоны к величине тока срабатывания. Релейная защита работает в нормальном режиме при:

Iсз < Iкз min

Наиболее приемлемая величина коэффициента чувствительности находится в диапазоне 1,5-2.

Принцип быстродействия

Время обесточивания поврежденного участка состоит из двух составляющих:

1. Сработки защиты.
2. Действия привода выключателя.

Первую составляющую можно отрегулировать, начиная от наименьшего значения, которое зависит от устройства защиты и числа применяемых элементов. Задержка по времени на сработку формируется, путем внедрения в схему специальных реле, имеющих возможность регулировки. Она применяется для наиболее удаленных защит.

Устройства, находящиеся рядом с местом неисправности, должны настраиваться на действие с наименьшими возможными диапазонами времени на срабатывание.

Принцип селективности

Этот принцип по-другому называется избирательностью. С помощью нее можно найти и локализовать место возникшего повреждения в структуре сети любой сложности.

Например, генератор вырабатывает и подает электроэнергию различным потребителям, находящимся на участках 1, 2, 3, которые оснащены каждый своей защитой. При коротком замыкании внутри устройства потребителя на 3-м участке, ток будет протекать по всем устройствам защиты, начиная от источника питания.

Но в таком случае целесообразно будет отключить цепь участка, имеющего неисправность электродвигателя, при этом оставляя в работе остальные исправные потребители. Для этого существуют уставки релейной защиты, отдельно для каждой цепи, еще на стадии проектирования схемы защиты.

Устройства защиты 5, 3-го участка должны обнаружить ток неисправности раньше, и оперативнее сработать, отключив поврежденный участок от цепи генератора. Поэтому значения токовых и временных установок на каждом участке снижаются от генератора к потребителю, по принципу: чем дальше от неисправного места, тем ниже чувствительность.

В результате исполняется принцип резервирования. Который учитывает возможность поломки любых устройств, включая системы защиты более низкого уровня. Это означает, что при повреждении защиты 5 участка №3, при возникновении аварии должны сработать устройства защиты 3 или 4 участка 2. А эти участки в свою очередь подстрахованы устройствами защиты участка 1.

Особенности управления релейной защитой

Релейная защита как отдельный блок является самостоятельной схемой. Он входит в общие комплексы, которые составляют систему противоаварийного управления энергетической системы. В такой системе все элементы взаимосвязаны между собой и выполняют поставленные задачи в комплексе.

Коротко перечень защитных функций и работа автоматики изображены на схеме.

Изучив особенности эксплуатации автоматики и релейной защиты, можно сказать, что необходимо постоянно совершенствовать знания и практические навыки, которые требуются при поступлении в работу нового оборудования для защиты.

Похожие темы:

• Системы автоматики. Виды и особенности применения

Специальность Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем, подготовка специалистов, код направления 13.02.06 — Учёба.ру

Подготовка специалистов, код направления 13.02.06

Будущие электрики изучают устройство и принцип работы электродвигателей, генераторов, трансформаторов, коммутационной аппаратуры, аккумуляторов и электроприборов. На практике студенты учатся прокладывать кабель силового питания и электропроводки, подключать электрооборудование, составлять план размещения силового питания и электропроводки. Став специалистами, они смогут прокладывать провода, прозванивать смонтированные схемы и измерять сопротивление изоляции.

Электромонтер по релейной защите обслуживает силовые и осветительные установки, производственные участки, цеха. Специалист 2–3 разряда промывает детали, проводит чистку контактов. Специалисты 4–5 разряда проводят диагностику в механических и электрических схемах аппаратов, устройств, при необходимости устраняют неисправности. Составление чертежей и эскизов — также в их компетенции. Разборка и сборка, наладка и ремонт, техническое обслуживание различных устройств, аппаратов, схем, приборов, узлов — общие для всех электромонтеров функции.

Обучение: на базе 9 классов (срок обучения 3 г. 10 мес.), на базе 11 классов (срок обучения 2 г. 10 мес.)

Формы обучения: очная, очно-заочная, заочная

Колледжей

По этой специальности

В среднем по другим

Проходной балл

На эту специальность

4.03-4.03

В среднем на другие

3.43-4.14

Бюджетных мест

На эту специальность

В среднем на другие

Колледжи по специальности

Колледж Московского транспорта

1

программа

25

бюджетных мест

от 4.03

проходной балл

Колледж Московского транспорта готовит специалистов для транспорта, городского хозяйства, а также в области информационных технологий. 84% наших выпускников трудоустраиваются в ведущие компании транспортной отрасли, такие как: Московский метрополитен, Московская железная дорога, ЦППК и в другие. Колледж располагает хорошей материальной базой, современными учебными кабинетами и мастерскими, тренажерами с 3D-графикой и дополненной реальностью, спорткомплексом и бассейном.

Кумертауский горный колледж

1

программа

бюджетных мест

от 25000 р.

за год

Горный колледж — многопрофильное учебное заведение повышенного уровня. В колледже мощная материально-техническая база: два учебных корпуса, учебно-производственные мастерские, спортивные и тренажерные залы, оздоровительный комплекс, учебно-торговый куст, включающий столовую, буфет и кондитерский цех. Имеется автопарк, фельдшерский пункт и стоматологический кабинет. Компьютерная база колледжа включает в себя 4 компьютерных класса, оснащенных современными информационными ресурсами

Уфимский топливно-энергетический колледж

1

программа

25

бюджетных мест

Наш колледж — крупнейшее в Республике Башкортостан многопрофильное и многоуровневое учебное заведение среднего профессионального образования, имеющий свои филиалы в городах Агидель и Баймак.

Мы готовим высококвалифицированные кадры для предприятий топливно-энергетического комплекса Республики Башкортостан и России. Наши студенты имеют все возможности, чтобы максимально раскрыть свои таланты. Учеба, художественная самодеятельность — каждый найдет дело по душе. Для влюбленных в спорт открыты двери 5-ти спортивных залов и спортивного комплекса. Уфимский топливно-энергетический колледж является правопреемником двух прославленных учебных заведений Уфимского нефтяного техникума и Уфимского энергетического колледжа.

Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова

1

программа

бюджетных мест

от 20000 р.

за год

Грозненский нефтяной институт был основан в 1920 году как Высший нефтяной техникум в составе восьми отделений, два из которых являлись высшими. За свою историю Грозненский нефтяной институт подготовил более 50 тысяч специалистов для различных отраслей народного хозяйства страны.

В настоящее время материально-техническая база института это отвечающие требованиям и стандартам образовательного процесса корпуса.

Новосибирский промышленно-энергетический колледж

1

программа

25

бюджетных мест

1 октября 1945 г. по приказу № 202 Народного Комиссариата Боеприпасов на базе комбината № 179 (завод «Сибсельмаш») был организован Новосибирский механический техникум в 1948 году переименованный в Новосибирский техникум сельхозмашиностроения. По отзывам предприятий, организаций, фирм, воинских частей подготовка специалистов колледжа хорошая. За 60 лет работы не было ни одной рекламации на качество подготовки специалистов.

Похожие специальности

Электроснабжение (по отраслям)

подготовка специалистов

74

колледжа

3.06-4.5

проходной балл

2071

бюджетное место

Электрические машины и аппараты

подготовка специалистов

6

колледжей

4.23

проходной балл

75

бюджетных мест

Теплоснабжение и теплотехническое оборудование

подготовка специалистов

61

колледж

3-4. 06

проходной балл

1233

бюджетных места

Что такое реле защиты и для чего оно используется

Table of Contents

Нам всем нужна бесперебойная работа электрической системы, будь то наш дом, офис или любое другое место. Проблема и электрическая неисправность могут повлиять на компоненты электрической системы, а также могут возникнуть другие проблемы. Новые реле защиты

CHINT  включены в электрическую систему трехстороннего электропитания, чтобы любая неисправность могла быть обнаружена на ранней стадии и не мешала нормальному функционированию системы.

Что такое защитное реле?

Реле защиты были открыты более 150 лет назад. Распределительное устройство способно обнаружить любую неисправность в электрической системе. Реле может управлять автоматическим выключателем, чтобы изолировать любой неисправный элемент в системе. В электрическую систему можно установить защитное реле для отслеживания нештатных ситуаций в цепях.

Может измерять электрическую конфигурацию и определять, неисправна система или нет. Некоторые переменные электрической системы могут включать частоту, напряжение, ток, импеданс и фазовые углы. Когда переменная изменяется в своем измерении, сигнал неисправности отправляется на реле защиты вместе с ее местоположением и типом.

Как только реле защиты обнаружит неисправность, оно сработает автоматически и замкнет цепь отключения выключателя. Таким образом, неисправная цепь будет отключена от системы, а автоматический выключатель разомкнут.

Типы реле защиты

Доступны различные типы реле защиты. К важным и наиболее распространенным типам реле защиты относятся:

Реле максимального тока

Реле максимального тока могут срабатывать через ток. Реле имеет значение срабатывания и может начать работу, когда текущее измерение и количество превысят это значение. Два типа реле, обычно доступных на рынке, могут включать реле времени и реле мгновенного действия.

Чаще всего релейная система может содержать оба этих реле. Одним из недостатков реле максимального тока может быть то, что оно может также улавливать колебания тока и неисправности в соседних зонах.

Электромеханические реле

Электромагнитные реле — это самые ранние из созданных реле, которые до сих пор используются во многих местах. Электромеханическое защитное реле обычно может управлять максимум двумя рабочими параметрами или защитными функциями. Также могут быть доступны более сложные разновидности электромеханических реле (которые могут функционировать на основе изменений электрических электромагнитных сил).

Реле направления

Реле направления могут активироваться током, текущим в противоположных направлениях. Он может обнаруживать разницу между опорным током и током срабатывания. Фазовый угол разности также известен как поляризационная величина. Направленное реле можно использовать в сочетании с каким-либо другим реле, чтобы улучшить селективность и возможности системы релейной защиты.

Дифференциальные реле

Дифференциальное защитное реле может работать, сравнивая разницу между величиной и значениями «входящего» и «выходящего» тока. Система может быть изолирована, и цепь выключателя активирована, если разница превышает значение срабатывания.

Дистанционные реле

Дистанционное реле может работать, вычисляя разницу между импедансом системы и разницей тока между неисправным местом и местом установки. Он может реагировать на изменения соотношения напряжений и токов. Реле часто используется в защите линий электропередач.

Реле управления

Реле управления можно использовать для определения того, находится ли неисправность внутри или снаружи защищаемой линии. Пилот или канал связи системы может передавать информацию между терминалами. Дальнейшее действие системы может отличаться в зависимости от места возникновения проблемы. Автоматический выключатель системы блокируется или предотвращается, когда неисправность находится за пределами защищаемой линии.

Когда проблема возникает внутри защищаемой линии (или внутри системы), автоматический выключатель срабатывает.

Для чего используется реле защиты?

Как указывалось ранее, реле защиты энергосистемы могут защитить электрическую систему от неисправностей. Система может обнаруживать и определять местонахождение дефектов и электрических линий , а также может автоматически инициировать защитные меры и действия схемы управления.

В настоящее время защитные реле могут состоять из нескольких различных реле, объединенных в одну. Эти реле также могут иметь различные типы приводов и могут управлять различными аспектами системы. Реле системы может реагировать на определенные заданные входные данные, а их комбинация имеет дело с множеством различных проблем и условий.

Как работают реле защиты?

Реле разных типов могут иметь свои исполнительные системы. Они могут функционировать на основе различий в импедансе, напряжении, токе и других аспектах и ​​параметрах электрической системы. Реле защиты в основном работает как датчик. Он может определить место неисправности и затем сигнализировать о срабатывании автоматического выключателя .

Автоматический выключатель отключает неисправную систему от остальной системы, и непрерывность электропитания не нарушается. Количество отказов также сокращается, что гарантирует, что система сможет снова работать бесперебойно в кратчайшие сроки.

Новые комбинированные реле защиты, которые могут включать в себя множество различных датчиков и разновидности реле защиты, могут определять различные неисправности и проблемы. Неудивительно, что это наиболее распространенные системы, используемые сегодня в самых разных сценариях!

Заключение

Неисправность и нежелательное изменение переменных, в том числе напряжения и тока, могут привести к выходу из строя электрической системы и другим проблемам и проблемам.

Защитные реле обеспечивают предотвращение таких помех и повреждений, а также полную изоляцию неисправного компонента схемы и системы от основной системы. Реле может свести к минимуму любое повреждение электрических компонентов и оборудования в случае сбоя в электросети.

Если вы хотите бесперебойного и беспроблемного обслуживания и потребления электроэнергии, вы должны убедиться, что электрическая система оснащена и включает защитные реле .

Рекомендуем к прочтению

Низковольтный электрический

Полное руководство по реле времени

Содержание Реле времени – это полезное устройство, которое можно использовать для различных целей в мире электричества. Это идеальный способ

Подробнее »

Низковольтный электрический

Контактор против реле: в чем разница?

Содержание И контакторы, и реле лучше всего определить как электрически заряженные устройства, которые используются для управления и поддержания эффективности

Подробнее »

Реле защиты. Изделия для защиты и управления для распределения электроэнергии

Цифровые реле основаны на использовании микропроцессоров.