Принцип работы и виды релейной защиты

устройство релейной защитыВ соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации, электрооборудования подстанций и электролиний должны быть защищены от различных аварийных ситуаций. Такой ситуацией может быть короткое замыкание, которое возникло вследствие пробоя изоляции, высокой нагрузки, ошибки обслуживающего персонала. Во время короткого замыкания появляется электрическая дуга, в результате которой нарушаются токоведущие части, изоляция, а также сами электрические приборы.

Чтобы избежать таких повреждений, необходимо устанавливать защитные приспособления. Одним из таких аппаратов является релейная защита.

Назначение

Первостепенным назначением прибора является отключение неисправного элемента электролинии при возникновении короткого замыкания. Кроме этого реле способно своевременно обнаружить опасность и устранить ее.

В случае если неисправность не представляет большой опасности, реле об этом просигналит звуковым или световым обозначением. Ежели сбой в работе приведет к тяжелым последствиям для электрической сети и электрооборудования, то прибор мгновенно обесточит пораженный участок.

Защитное реле используются для контролирования направления мощности, обесточивания трансформаторов в случае выделения газа, защиты распределительных систем и трансформаторных станций от возникновения пожара. Одновременно с этим реле способно контролировать фазы на концах электрических цепей. При этом если токовая величина превышает установленное значение, защитное устройство сработает.

Требование

Защитное реле должно соответствовать ряду требованиям, которые содержат следующие принципы: принцип селективности, чувствительности, надежности, быстродействия. Приспособление должно вести контроль за работой электроприборов, вовремя реагировать в случае нарушения установленного режима, моментально отключать неисправный участок цепи, при этом подавая сигнал обслуживающему персоналу об аварийной ситуации.

Однако вышеперечисленные требования обладают техническими характеристиками, и могут привести к сбою в работоспособности.

Быстродействие

современная релейная защитаОт этого требования зависит время срабатывания, вследствие чего и защита электроприборов. Чем раньше сработает защитное реле, тем самым оградит электрооборудование от поломки. Поэтому все электрооборудование должно быть оснащено релейной защитой. При этом время отключения составляет от 0,01 до 0,1 секунды.

Проще говоря, это скорость, при которой защитное реле должно выявить и отключить поврежденные элементы. Коэффициент быстродействия это отрезок времени, который начинается с момента образования неисправности и до отключения неисправного элемента от электрической сети.

Ускорение выключения неисправности сокращает время работы нагрузки при сниженном напряжении, тем самым понижая степень повреждения неисправного компонента. Вследствие этого для электрической сети, имеющей напряжение 500 кВ быстродействие должно соответствовать 20 мс, а для электролинии в 750 кВ — не менее 15 мс.

Чувствительность

Данное требование должно обеспечивать защиту электрооборудования даже при минимальных показателях. То есть это восприимчивость реле к таким видам неисправностей, для которых оно предназначено.

Коэффициент чувствительности это отношение минимальной величины показателя, который сформировался в результате повреждения, к установленному значению.

Селективность

Этот принцип заключается в том, что в случае возникновения короткого замыкания, отключится только тот участок цепи, на котором образовалась данная ситуация. Все оставшееся электрооборудование остается в работоспособном состоянии.

Селективность подразделяется на абсолютную и относительную. Абсолютная селективность действует только на участке выполнения своих функций. К абсолютной селективности относятся все виды дифференциальных защит. Относительная характеристика действует на всей электролинии, при этом обесточивая не только свои участки, но и соседние. К такой селективности относятся дистанционная и максимальнотоковая защита.

Принцип работы

релейная защита в электрошкафеКонструкция реле имеют сложную и замысловатую схему, которая основана на электромеханических технологиях. Основные функции имеют следующие защитные схемы:

  1. Наблюдательный блок. Этот блок проводит анализ протекающих в электрической сети, процессов. Мониторинг проводится путем проведения замеров, а затем передачей их в логический блок.
  2. Логический блок сравнивает полученные результаты с максимально установленными показателями. Малейшее несовпадение с нормой приводит к срабатыванию защитного реле.
  3. Исполнительный блок производит отключение электроприборов от сети. После того как блок логики передаст сигнал о несоответствии, исполнительный блок произведет мгновенное отключение. При этом отключение будет по заранее предусмотренной схеме с минимальными потерями для электрооборудования и обслуживающего персонала.
  4. Сигнализационный блок. При возникновении аварии в системе срабатывает сигнализация в виде звука или света. При этом в памяти отпечатается произошедшие изменения. После устранения неисправности, сигнализация переводится в первоначальное положение. Это делается вручную оператором, что исключает потерю информации.

Одновременно с этим возможны сбои в эксплуатации релейной защиты и устройство не сработает. Отказ защитной системы может быть в следующих случаях:

  • внутреннее повреждение системы защиты;
  • ложные срабатывания без причины;
  • многократность срабатывания, когда это вообще не требуется.

Поэтому правила эксплуатации предъявляют к данным защитным приборам вышеперечисленные требования. Помимо этих требований также при работе защитного реле работает принцип надежности. Этот принцип включает следующие аспекты: долгий срок службы; возможность ремонта при поломке; безотказность в использовании.

Релейная защита входит в систему противоаварийного управления. В конструкции данной системы каждый компонент связан друг с другом и выполняет свою функцию, при этом выполняется общая задача системы.