Основные требования, предъявляемые к Р.З.

Назначение релейной защиты. Понятие «реле».

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 реагируют 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.

Понижение U – нарушает нормальную работу потребителей и устойчивость параллельной работы генераторов и энергосистемы в целом.

Повышение I – выдел.большое кол – во Q, вызывающее опасной нагрев неповрежденной линии и оборудования.  

Защиты от КЗ выполнены на основе устройств, называемых РЕЛЕ.

Энциклопедии и технические словари определяют слово «реле» как устройство для автоматической коммутации электрических цепей по сигналу извне. Любое релейное устройство, как и реле для коммутации электриче­ских цепей, состоит из релейного элемента (с двумя состояниями ус­тойчивого равновесия) и группы электрических контактов, которые замыкаются (или размыкаются) при изменении состояния релейного элемента.

Релейный элемент – простейшее переключательное устройство с двумя (или больше) состояниями устойчивого равновесия, каждое из которых может скачком сменяться другим под влиянием внешнего воздействия (например, изменения температуры, давления, электриче­ского тока или напряжения, освещенности, силы звука).

В общем виде релейный элемент представляет собой техническое устройство, в котором при определенном значении входной величины энергии сигнала (даже плавно изменяемой) выходная величина энер­гии (даже может быть и другого вида) принимает скачкообразно фик­сированное число значений (или, из лекции:Реле – такое устройство, у которого при заданном значении величины на входе, на выходе происходит скачкообразное изменение величины). Здесь имеется в виду скачкообразное из­менение Y не во времени, а в зависимости от величины X. Такая зави­симость Y = f(X) имеет форму петли (кусочно-линейная функция) и называется релейной характеристикой.

Релейная характеристика

Обобщенная схема РЗ

Изм. О. – измерительный (главный, контролирующий, реагирующий, выявительный, пусковой) орган. Контролируют состояние защищаемого объекта и реагируют на возникновение КЗ или ненормального режима работы. Реле тока, напряжения, сопротивления, мощности и т.д.

Лог. О. – логический орган. Представляет собой схему, которая запускается пусковыми органами и сопоставляя последовательность и продолжительность их действия производит отключение выключателей мгновенно или с выдержкой времени, запускает др. устройства. Реле времени, промежуточные, указательные.

Исп. О. –исполнительный орган. Воздействует на внешние цепи и производит откл выключателей, подачу предупр. сигналов или запуск др. реле. Контакты реле.

Ист. П. – источник питания.

Сиг. О. – сигнальный орган

Основные требования, предъявляемые к Р.З.

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. Наиболее тяжелый случай по условию устойчивости является 3х фазные КЗ и 2х фазные КЗ на землю в сети с глухо заземлённой нейтралью (т.к. происходит наибольшее снижение всех  междуфазных КЗ).

По условиям сохранения устойчивости для 330-500 кВ t_откл=0,1-0,12 с,110-220 кВ
tоткл=0,15-0,3 с, 6-10 кВ tоткл=1,5-3 с (т.к. они далеко от источников и не влияют на устойчивость)

Если UОСТ < 60 % UНОМ то следует быстро (с использованием быстродействующих защит) отключать повреждение.

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.