Основные органы РЗ, обобщенная схема автономной защиты.

Назначение РЗ, требования предьявляемые к РЗ

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой не возможна надежная работа энергетических систем. Она осуществляет непрерывный контроль за состоянием и режимом работы всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов:

А) При возникновении повреждений – защита выявляет и отключает от системы повреждённый участок, воздействуя силовые выключатели, предназначенные для отключения токов КЗ.

Б) При возникновении ненормальных режимов – защита выявляет и в зависимости от характера нарушения производит операции по восстановлению нормального режима, или подает предупреждающий сигнал персоналу.

Ненормальный режим – обычно приводит к отклонению величин U,I,f от допустимого значения.

К РЗ применяют следующие требования:

1.Быстродействие - защита должна отключать повреждений элемент максимально быстро, чтобы предотвратить или уменьшить размеры повреждений и сохранить нормальную работу потребителей неповрежденной части установки, исключить нарушение параллель­ной работы генераторов.

Допустимое время отключения зависит от ряда факторов в частности от величины остаточного напряжения U_ОСТ – чем оно меньше, тем хуже условия устойчивости и тем быстрее нужно отключать КЗ

Быстродействующими считаются 0.1 – 0.2 сек. Современные быстродействующие защиты 0.02 – 0.04 сек.

2.Селективность (избирательность) - защита должна выявлять место повреждения и отключать его только ближайшими к нему вы­ключателями, т.е. отключаться должен только поврежденный элемент сети, а неповрежденный - оставаться в работе.

3.Чувствительность - защита должна обладать такой чувстви­тельностью (реакцией) к тем видам повреждений и нарушениям нор­мального режима в данной электрической установке или электриче­ской сети, на которые она рассчитана (с необходимым запасом), чтобы было обеспечено ее действие в начале возникновения повреждения, чем сокращаются размеры повреждения оборудования в месте КЗ. Чувствительность защиты должна обеспечивать ее действие не только на участке, где она установлена, но и на смежных участках - такое действие защиты называется дальним резервированием.

Каждая защита должна действовать не только при металлическом КЗ но и при замыкании через переходное сопротивление, обусловленное эл. дугой.

Т.о. чувствительность должна быть такой чтобы она действовала при КЗ в конце линии (установленной для нее зоны) в минимальном режиме но и при замыканиях через эл.дугу

4.Надежность - защита должна правильно и безотказно дейст­вовать на отключение выключателей оборудования при всех его по­вреждениях и нарушениях нормального режима работы, когда это предусмотрено; не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима работы, при которых действие данной защиты не предусмотрено и должна дейст­вовать другая защита.

Основные органы РЗ, обобщенная схема автономной защиты.

Каждое УРЗ должно обнаружить повреждение и дать команду на отключение силового выключателя. Оно имеет три структурные части: измерительную (реагирующую), логическую (оперативную) и управляющую (исполнительную).

Измерительная часть (ИЧ) осуществялет непрерывный контроль за состоянием защищаемого объекта и, реагируя на появление в нем повреждения (или ненормального режима), срабатывает и выдает дискретные сигналы на вход логической части (ЛЧ), приводящие ее в действие.В качестве контролируемых величин (входных сигналов) служит в зависимости от вида РЗ ток или (и) напряжение защищаемого объекта. Эти величины в установках с рабочим напряжением выше 1000 В подводятся к измерительной части защиты через измерительные трансформаторы тока ТА и напряжения ТV.

Логическая часть (ЛЧ) воспринимает дискретные сигналы ИЧ, производит с помощьюлогических элементов (реле) по заданной программе логические операции и подает выходной сигнал о срабатывании РЗ на управляющую часть (УЧ).

Управляющая (исполнительная) часть (УЧ) служит для усиления сигнала ЛЧ до значения, необходимого для отключения выключателя и приведения в действие других устройств, поскольку сигналы ЛЧ (особенно при выполнении ее на полупроводниковых элементах) обычно имеют недостаточную мощность, и для размножения сигнала ЛЧ.

Источник питания (ИП).Для приведения в действие элементов ЛЧ и УЧ, подачи команды на отключение выключателей,

а также для питания полупроводниковых элементов ИЧ и ЛЧ предусматривается специальный источник стабильного напряжения.

Основные элементы РЗ. Устройство РЗ состоит из реле, соединенных между собой по определенной схеме.

Реле, условно показанное на рис, представляет собой автоматически действующий аппарат, реагирующий на изменение подводимой к его входу электрической величины Х (тока, напряжения или их функций). При определенном значении входной величины X, называемой параметром срабатывания реле приходит в действие – срабатывает. При этом на его выходе скачком появляется выходной сигнал (обычно в виде напряжения или тока), воздействующий на подключенную к выходным зажимам реле цепь управления каким-либо устройством, например другим реле или приводом силового выключателя.

В технике РЗ длительное время применяются реле с коммутирующими контактами – электромеханические, имеющие подвижные части. В последние годы широкое распространение получают более совершенные реле – бесконтактные, статические без подвижных частей, выполняемые на полупроводниковых элементах.

Измерительная часть состоит из измерительных реле (ИР), называемых также измерительными органами РЗ (ИО) На вход ИО непрерывно подается один, два или несколько входных сигналов в виде тока или напряжения (I_P и U_P) защищаемого объекта, дающие информацию о его состоянии. Измерительный орган срабатывает, если входные сигналы фиксируют появление повреждения. В качестве ИО применяются реле тока, напряжения, сопротивления и др. Измерительные реле, действующие при возрастании величины, на которую они реагируют (например, тока), называются максимальными, а при снижении этой величины – минимальными.
Логическая часть состоит из типовых элементов (реле) различного назначения: органов логики (ОЛ), выполняющих типовые логические операции; элементов времени (ЭВ) или органов времени (ОВ), создающих выдержки времени; органов памяти (ОП), продлевающих действие кратковременного сигнала; сигнальных органов (СО), подающих сигналы о действии РЗ или ее отдельных органов. По характеру выполняемых функций эти реле называются логическими или вспомогательными (в отличие от ИО, которые считаются основными).

Элементы исполнительной части. В контактных схемах функции усиления выходных сигналов и размножения сигналов выполняются промежуточными электромеханическими реле с контактами, способными замыкать цепь тока до 5-10 А электромагнитов отключения (ЭО) выключателей или других устройств. В бесконтактных схемах эти функции выполняются с помощью промежуточных реле или посредством тиристорных схем управления.