Содержание
Добрый день, друзья. Релейная защита на простом языке — это совокупность устройств предохранителей от воздействия электричества. Несмотря на многие изменения и корректировки систем защиты со времён изобретения первой — принцип у них всех остался один — принцип реле. Эти устройства отслеживают частоты и другие параметры сети и при скачке энергии или появления критической ситуации — срабатывают, меняя своё положение в целях коммутации сети. Как правильно создавать релейную защиту для различной техники и устройств, пропускающих большое количество тока, будет описано в статье. Приятного чтения.
Релейная защита и автоматика
Релейная защита предназначена для выявления и оперативного отключения электрооборудования, которое вышло из строя.
Электрические установки могут подвергаться:
- механическим повреждениям,
- перегрузкам,
- замыканию в сети.
Также в результате поломки в трансформаторе может быть утечка газа.
Современная релейная защита и автоматика выявит любые нарушения в работе установок и подаст предупредительный сигнал обслуживающему персоналу.
Воздушные и кабельные линии электрических сетей особенно подвержены повреждениям, так как имеют большую протяжность. Также на них влияют следующие факторы:
- грозовые удары,
- сильные ветры,
- загрязнения изоляторов,
- гололеды и др.
Кабельные линии, которые проходят через землю, могут портиться из-за:
- замерзания земли,
- осадки почвы,
- при ведении земляных работ,
- коррозии оболочек кабеля.
Вышеуказанные факторы могут вызвать короткое замыкание фаз, поэтому для быстрого реагирования и отключения поврежденных линий необходимо остановить данную установку.
Проверка и наладка релейной защиты проводится при вводе в эксплуатацию отдельного присоединения к конструкции на действующем объекте. Все это необходимо для:
- точной оценки исправности аппаратуры,
- правильности всех схем соединений,
- регулировки реле,
- проверки работоспособности всей конструкции РЗА.
Современные требования для системы релейной защиты и автоматики
Быстродействие – это свойство РЗ, которое характеризует скорость выявления поврежденных элементов. Оно измеряется интервалом времени от момента возникновения поломки до момента изолирования поврежденного элемента.
Источник: http://energo-sg.ru/uslugi/relay-protection-and-automatics/
Органы и виды релейной защиты
Как известно, релейная защита предназначена для скорейшего автоматического отключения неисправных или повреждённых элементов электрической системы и своевременной сигнализации об отклонениях от нормального режима работы, но не требующих немедленного отключения.
Все функции релейной защиты исполняются следующими органами:
- Реле контроля и защиты.
Пусковые органы ведут постоянный мониторинг состояния и режима работы защищаемого участка электрической сети и срабатывают при возникновении коротких замыканий и ненормальных режимах работы. В электрических схемах реализуются в виде токовых реле, реле напряжения, мощности и др. - Задачей измерительных органов является выявление места, характера повреждений и принятие своевременного решения о необходимости действия защиты. В электрических схемах реализуются в виде токовых реле, реле напряжения, мощности и др.
- Логическая часть представляет собой схему, которая запускается в работу пусковыми органами, производит анализ действий измерительных органов и, на основе полученных данных выполняет предусмотренные протоколом действия. В электрических схемах реализуются в виде таймеров, логических элементов, промежуточных и указательных реле.
Для предупреждения превышения величины тока на защищаемом участке электрической сети используется токовая защита. Это один из вариантов релейной защиты, которая срабатывает при превышении величины тока на защищаемом участке сети, по отношению к току срабатывания или уставке. Принято различать максимальную токовую защиту и токовую отсечку.
Величина уставки по времени срабатывания релейной защиты отличается от предыдущей и последующей на величину ступени селективности ∆t 0,2 – 1 секунд. Такая настройка позволяет первой сработать релейной защите, которая наиболее близко расположена к месту КЗ, а в случае отказа первой, сработает предыдущая, но через промежуток времени равный порогу селективности.
Важной характеристикой МТЗ принято считать её коэффициент чувствительности. Его определяют как отношение величины тока междуфазного КЗ к величине фактического тока срабатывания защиты. ПУЭ определяет эту величину не менее 1,5.
Такая ограниченность зоны действия является существенным недостатком работы ТО. Такое положение дел привело к тому, что ТО применяется только совместно с МТЗ в качестве второй ступени.
Газовая защита устанавливается с целью защиты маслонаполненных трансформаторов от внутренних повреждений. При возникновении КЗ внутри трансформатора закипает масло и начинается усиленное выделение газов, что ведёт к повышению давления, что в конечном итоге может привести к выходу трансформатора из строя.
Дифференциальную защиту принято считать основной автоматизацией релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Она характеризуется абсолютной селективностью и быстродействием.
Таким образом, виды и органы релейной защиты позволяют определить место возникновения КЗ и других нештатных состояний электрической сети, своевременно локализовать повреждённый участок и исключить его из работы.
Источник: http://fidercom.ru/elementy-elektricheskix-cepej/organy-i-vidy-relejnoj-zashhity.html
Назначение релейной защиты — ТОЭ, РЗА
В своём развитии РЗ прошла пять этапов:
- защиты при помощи предохранителей;
- защиты с использованием электромеханических реле;
- защиты на основе дискретных полупроводниковых элементов;
- защиты на основе аналоговых электронных микросхем;
- микропроцессорные защиты.
Основное назначение релейной зачиты
При проектировании и эксплуатации электрической системы необходимо учитывать вероятность возникновения аварий, которые в первую очередь могут привести к выходу из строя дорогостоющего оборудования, что, кроме всего прочего, сопровождается недоотпуском электроэнергии потребителям, недопустимым ухудшением ее качества и влечет за собой дополнительные потери средств на компенсации потребителям.
Аварии возникают вследствие обрыва и схлёстывания проводов, ошибки обслуживающего персонала, старения оборудования, заводских дефектов или загрязнения изоляции. Электрическая дуга в месте короткого замыкания способна вызывать пережоги, оплавления и разрушения электрооборудования.
Совершенно очевидно, что человек обслуживающий установку, не в состоянии за столь короткое время отреагировать на возникновение повреждения и устранить его. Поэтому электрические установки снабжаются специальными электрическими автоматами – релейной защитой.
Чтобы КЗ не вызвало большого ущерба, повреждённое электрооборудование необходимо как можно быстрее отключить, что и являет собой основное назначение релейной защиты.
Дополнительное назначение релейной защиты
К ненормальным режимам относят, прежде всего, перегрузки, замыкание на землю в сети с изолирующей нейтралью одной фазы, снижение или увеличение напряжения относительно предельных нормативных значений, качания в энергосистеме, понижение уровня масла в трансформаторе, выделение в нем газа и др.
Источник: http://elekt.com.ua/rza/relejnaja-zashhita/naznachenie-relejnoj-zashchity.html
Требования к релейной защите
Селективность – способность отключать только поврежденный участок сети.
Быстродействие – главное условие для сохранения устойчивости параллельной работы генераторов. Уменьшается время снижения напряжения у потребителей, повышается эффективность АПВ, уменьшается ущерб для оборудования.
tоткл=tз+tв, (1.1)
где tз – время действия защиты,
Быстродействующей считается защита, имеющая диапазон срабатывания – 0,1…0,2 с, самые быстродействующие – 0,02…0,04 с.
Быстродействующие защиты могут быть и неселективными, для исправления неселективности используется АПВ.
Резервирование следующего участка – важное требование. Если защита по принципу своего действия не работает за пределами основной зоны, ставят специальную резервную защиту.
Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности kч:
где Iк.мин – минимальный ток КЗ,
Надежность. Защита должна безотказно работать при КЗ в пределах установленной для неё зоны и не должна ложно срабатывать в режимах, при которых её работа не предусматривается.
Источник: http://pue8.ru/relejnaya-zashchita/238-trebovaniya-k-relejnoj-zashchite.html
Наладка (настройка) устройств релейной защиты (РЗА)
Релейная защита и автоматика настраивается для срабатывания в том числе и от коротких замыканий, а также перегрузок и повреждения изоляции. К сожалению, при эксплуатации электрооборудования неизбежны внештатные ситуации и повреждения электросетей, поэтому настройка релейной защиты имеет своей целью не полностью устранить неполадки в электросети, а свести их к минимуму.
Устройства релейной защиты РЗА
В настоящее время термином «реле» обозначается широкая группа автоматических приборов и устройств, используемых в релейной защите, автоматике, телемеханике, телефонии и других отраслях техники. Еще в конце XIXвека появились первые плавкие предохранители, которые затем сменила электромеханическая и статическая (аналоговая) релейная защита.
Качественные цифровые устройства релейной защиты выпускаются как отечественным производителем, так и зарубежными компаниями. Из устройств российского производства можно отметить несколько:
- блок микропроцессорной релейной защиты «БМРЗ» («Механотроника» г. Санкт-Петербург);
- «ШЭ» («Экра» г. Чебоксары);
- «Сириус» («Радиус» г. Зеленоград).
Устройства релейной защиты зарубежного производства:
- «Silirotec» («Siemens»);
- «Seliam» («Schneider Electric»);
- «SliAC», «REF» («ABB»).
Грамотная наладка релейной защиты также требует соответствующего оснащения. Важно, чтобы наладку релейной защиты проводили только квалифицированные специалисты, имеющие опыт работы, и умеющие качественно и в сроки выполнить эту серьёзную задачу.
Причины и последствия неисправностей РЗА
Нормируемые значения и периодичность проверок, требования к релейной защите, основные методы наладки РЗ, примеры расчета перечислены и описаны в нормативных документах: РД «Инструкции по проверке устройств релейной защиты», ПТЭЭП, ПУЭ 7-е изд. Гл. 1.8.
Для того, чтобы понять принцип настройки релейной защиты, необходимо знать, что происходит во время короткого замыкания. Обычно к месту короткого замыкания подходят большие токи в десятки тысяч ампер в течение очень малого времени. Они вызывают не только пробой, но и сильный нагрев и перегрев токоведущих частей.
Автоматические выключатели 0,4кВ тоже относятся к релейной защите, при приемосдаточных испытаниях проверяются их характеристики по перегрузке ( с выдержкой времени) и отсечке ( мгновенно или с минимальной выдержкой времени). Срабатывание аппаратов защиты до 0,4кВ позволяет быстро отключить поврежденный участок сети и предотвратить аварию без участия персонала: в момент прекращения подачи тока электрическая дуга гаснет, и остальная часть электросети работает в штатном режиме.
Это, в свою очередь, предотвращает сбои в работе основного оборудования, его порчу и остановку производства. Потери предприятия при правильной наладке релейной защиты минимизируются.
Короткие замыкания – самые часто встречающиеся проблемы энергосистем, поскольку имеют множество различных причин. Также, производя наладку релейной защиты, необходимо учитывать, что возможны следующие ситуации:
- замыкание на землю фазы в сети с изолированной нейтралью;
- перегрузка;
- понижение уровня масла в расширителе трансформатора;
- выделение газа в результате разложения масла в трансформатор и так далее.
Согласно требованием ПТЭЭП: «силовое оборудование электростанций, подстанций и электрических сетей должно быть защищено от коротких замыканий и нарушений нормальных режимов работы устройствами РЗА и электроавтоматики.
Устройства РЗА должны быть постоянно включены, кроме устройств, которые должны выводиться из работы в соответствии с назначением и принципом действия, режимом работы энергосистемы и условиями селективности. Устройства аварийной и предупредительной сигнализации должны быть всегда готовы к действию». Таким образом, можно сделать вывод, что вторым назначением системы релейной защиты является выявление нарушений режима работы электрооборудования и сигнализация об этом персоналу, находящемуся на удалении – в случаях, если персонал присутствует, отключение с помощью налаженной релейной защиты также производится, но с задержкой времени, что дает возможность использовать человеческий фактор.
Наладка устройств релейной защиты и автоматики систем электроснабжения
Нормативные документы устанавливают, что «наладка устройств релейной защиты и автоматики систем электроснабженияпроводится подготовленными сотрудниками из числа электротехнического персонала, имеющими квалификацию и опыт работы.
На крупном предприятии в службе главного энергетика существуют участки или группы релейной защиты, автоматики и телеизмерений. Если на предприятии такой службы нет, наладкой релейной защиты занимается специализированная организация, имеющая в штате лицензированную электролабораторию.
Результаты осмотра заносятся в журнал релейной защиты и карты РЗА. В них должны отражаться все работы, выполненные за прошедший после последнего осмотра период, изменения в уставках, схемах, устройствах РЗА, введенных вновь или выведенных из работы, Также производятся записи в оперативном журнале. Фиксируются все изменения в электрических принципиальных схемах вторичной коммутации ячеек.
Нормативные документы также дают перечень неисправностей РЗА, которые персонал может исправить самостоятельно. Это:
- Включение автоматических выключателей или замена плавких вставок в цепях ТН или питания устройств релейной защиты.
- Вывод из работы всех устройств РЗА при обрыве цепей отключения выключателя или другого коммутационного аппарата, с последующим выполнением диспетчером мероприятий, предусмотренных для присоединения, полностью отключенного от релейной защиты;
- Определение места повреждения при появлении в цепях оперативного тока замыкания на землю;
- Отключение устройств, действующих на автоматическое включение выключателя, при повреждении выпрямителей, питающих цепи включения электромагнитных приводов.
Нормативные документы
Нормативные документы, в соответствии с требованиями которым проводится настройка релейной защиты:
- ПУЭ 7-е издание раздел 1, гл. 1.8 « Нормы приемосдаточных испытаний»
- РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования»
- Проектная документация на аппаратуру и блоки релейной защиты.
- ПТЭЭП
- РД 34.35.302-90. «Типовая инструкция по организации и производству работ в устройствах релейной защиты и электроавтоматики электростанций и подстанций».
- РД 153-34.0-35.617-2001 «Правила технического обслуживания устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации электростанций и подстанций 110-750кВ»
- Э.С.Мусаэлян «Справочник по наладке ЭО ЭС и ПС. Аппаратура вторичных цепей»
- Чернобровов Н.В. «Релейная защита»
- Какуевицкий Л.И. Крутицкий А.Ю. «Справочник. Реле защиты и автоматики»
- Методики проверки устройтсв РЗиА
Источник: http://www.gorod812.com/ispytaniya-izmereniya-i-naladka/naladka-ustrojstv-relejnoj-zashchity-i-avtomatiki
Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем
Выпускники данной специальности могут работать в службах релейной защиты и автоматики Объединенных диспетчерских управлений энергосистем и электрических сетей, в электролабораториях электрических станций, в энергетических отделах крупных промышленных предприятий.
Современные устройства релейной защиты и автоматики выполняются на микропроцессорной и полупроводниковой технике, служат для предотвращения и устранения аварийных ситуаций в энергосистемах и подстанциях, обеспечивают нормальный режим их работы.
Выпускник данной специальности занимается эксплуатационными проверками, монтажом и наладкой устройств релейной защиты и автоматики линий электропередач всех напряжений, генераторов, трансформаторов, сборных шин и энергоблоков.
Проверка и наладка защит выполняется с использованием персональных ЭВМ и ноутбуков по специальным программам. Кроме того инженер-электрик по данной специальности занимается проектированием релейных защит и автоматики оборудования электрических станций, подстанций и линий электропередач.
Основные специальные дисциплины
Овладению специальностью способствует изучение таких курсов, как:
- Релейная защита электроэнергетических систем;
- Автоматика энергосистем электроснабжения;
- Основы проектирования устройств релейной защиты и автоматики.
Для правильного выбора и для анализа работы устройств защиты и автоматики выпускник должен знать электрооборудование и главные схемы, электрических станций и подстанций, чему способствует изучение курсов:
- Электрическая часть станций и подстанций;
- Технические средства диспетчерского и технологического управления (АСДУ и АСУ ТП).
Возможные сферы деятельности выпускников
Сфера деятельности выпускников:
- занимается монтажом, наладкой и проверкой микропроцессорных, полупроводниковых и электромеханических устройств защиты и автоматики;
- занимается проектированием и расчетами сложных релейных защит и автоматики;
- занимается менеджментом и маркетингом в фирмах по изготовлению и продаже электротехнического оборудования.
Источник: https://samgtu.ru/bachelors/bachelors-releynaya-zashchita-i-avtomatizaciya-elektroenergeticheskih-sistem