Типы реле применяемые в блоке сигнализации релейной защиты

Обновлено: 07.07.2024

В данном разделе представлены статьи о способах организации и работе защиты электротехнического энергетического оборудования. Собраны и написаны статьи по конкретным видам защит, представлены расчеты и схемы их реализации.
В рубрике представлена техническая документация, которая необходима при наладке и эксплуатации, а также интересные статьи, которые будут полезно почитать всем, кто связан с РЗА, АСУ ТП и телемеханикой.

Документация и программное обеспечение на терминалы релейной защиты, по производителям:
АББ | Сименс | Шнайдер-Электрик | Экра

Комплексное устройство защиты типа ЯРЭ-2201 (2202) предназначено для установки в комплексных распределительных устройствах напряжением

Применение реле РСТ15, РСТ 23 Разработанное с применением интегральных операционных усилителей реле типа РСТ15

До середины 70-х годов в России единственными серийно выпускаемыми реле специально для дифференциальных защит

Принцип действия продольных защит основан на первом законе Кирхгофа. Условная схема дифференциальной защиты Если

Система трехфазных напряжений в нормальном режиме работы является симметричной. Но, стоит произойти короткому замыканию,

Планируя и вводя в эксплуатацию какую-либо электросистему на будущее следует учитывать возникновение различных аварий и сбоев в работе, приводящих к поломке приборов и т.д.

Своевременное устранение аварий и поломок происходит в результате моментального (не более 2-3 секунд) выключения сломанной части/компонента.

Понятно, что любой сотрудник не способен за такой короткий промежуток времени найти повреждение и починить устройство.

Таким образом, чтобы предотвратить подобные ситуации, электроустановки обеспечивают электроавтоматами, предназначенными для релейной защищенности установок.

На обычном языке – это электрические выключатели. По-другому их называют — релейная защита (трансформатор тока/система электроснабжения/электроавтоматика/РЗА).

Для чего она нужна?

Очень часто во время эксплуатации электросистем возникает короткое замыкание. Однако, наравне с этим могут происходить разные скачки в напряжении, утечки тока и т.д.

И даже если такие ситуации не несут мгновенного разрушения устройств/объектов/помещений, то есть не угрожают по технике безопасности, тогда защитные приборы действуют не на выключение, а на предупреждение дежурного персонала о повреждениях.

Это и есть предназначение РЗ и электроавтоматики.

Основные требования к релейным устройствам

Основные свойства релейной заключаются в следующем:

Избирательность. Этот параметр характеризуется способностью системы отключать участки с повреждениями, в то время как не повреждённые элементы остаются включёнными. Выделяют два вида релейной: первый – это релейная со средней избирательностью (максимально токовая и дистанционная защита); второй – это защищенность с полной избирательностью (дифференциальная защита).
Скорость отклика РЗ (быстрота срабатывания). Если скорость срабатывания системы будет высокой, то вероятность возникновения каких-либо повреждений или аварий будет ниже. Промежуток времени после появления аварии и до выключения устройства с повреждением из сети, называется временем отклика релейной защищенности. Это основной показатель этого параметра.
Возможность релейной срабатывать даже на незначительные аварийные параметры, называется чувствительностью РЗ. Оценить данный параметр можно с помощью коэффициента чувствительности.
Свойство, при котором устройство РЗ работает определённое время при указанных функциях, называется надёжностью. Выделяют два основных показателя этого параметра: число отклонений в единицу времени и период времени исправной работы.

То есть, предназначение РЗА с вышеперечисленными свойствами в том, что прибор должен подавать сигнал рабочему сигналу о повреждениях, моментально выключать из электросети сломанный элемент, быстро срабатывать при любых изменениях во время работы и в целом обеспечивать контроль работы электроприборов.

Классификация релейной защиты

Система классификации реле достаточно разнообразна. Далее мы рассмотрим основные признаки, по которым делятся реле (электровыключатель):

По типу подключения: электровыключатели, подключаемые в сеть без каких-либо вспомогательных устройств, называются первичными; реле, подключаемые с помощью вспомогательных устройств (например, трансформатор напряжения), называются вторичными.
По типу работы: реле, в которых имеются подвижные компоненты, относят к электромеханическим/индукционным реле; электровыключатели без подвижных компонентов, называется статической (например, электронная, микропроцессорная и т.д.).
По типу назначения: электровыключатели, осуществляющие замеры по различным физическим величинам – это измерительное реле (например, сила тока, температура, мощность и т.д.); механизмы, передающие действие на другие устройства, называются логическими/вспомогательными реле. Последняя группа реле также способна выдерживать время и т.д.
По типу действия на управляемый компонент: электровыключатель, связанный автоматически с отключаемым прибором, относится к электровыключателям прямого влияния; реле, которые выполняют регулирование электроцепью электромагнитов, отключающие коммутационный прибор.

Если говорить о релейной защищенности, то здесь выделяют большое число типов РЗ, например:

Защита электроприборов и электроцепей, которая срабатывает на превышение заданного значения электрического тока, называется релейной токовой защитой. К ней относят: максимальную релейную токовую защиту (МТЗ) – обеспечивает защиту приборов от тока, который превышает номинальное значение. Токовую отсечку (ТО) – быстрое устранение КЗ, которые появляются перед рабочей зоной. Направленную максимальную токовую защищенность (НМТЗ) – в этом случае к защите приборов релейной от токов добавляется управление направления мощностей.
Если в трансформаторах повышается температура, которая сопровождается образованием газов и в результате этого происходит отключение питания приборов из сети. Такую защиту называют газовой.
РЗ, основанная на сравнении тока перед защищаемым участком и тока в конце этого участка, называется дифференциальной защитой.
Определение расстояния до точки возникновения КЗ с помощью сопротивления, такую релейную защиту называют дистанционной. Выделяют два подтипа дистанционной релейной защиты: 1) с использованием блокировки и высокой частоты; 2) с применением блокировки через оптический канал.
Релейная защита, основанная на отклике оптического датчика в следствии сильного освещения и датчика в результате возникновения высокого давления, такая защита называется дуговой.
Применяемая при определении КЗ в шинах защита, называется логической защитой шин (ЛЗШ). Она необходима для сокращения времени при отключении КЗ.
РЗ, основанная при сопоставлении токовых фаз на концах электролинии, называется дифференциально-фазной защитой (ДФЗ). При превышении заданной величины происходит срабатывание реле.

Кроме основных типов релейной защиты далее мы расскажем про типы автоматики в РЗ, которые по сравнению с релейной защитой не выключают, а включают электропитание после аварии.

Автоматика, которая применяется чтобы, включить линию целиком или отдельную фазу линии после её отключения за счёт применённой защиты, называется автоматическим повторным включением (АПВ). Выделяют два подтипа АПВ: механическое и электрическое. Применяют в линиях электропередач при напряжении более 1 кВ, а также при сборке шин подстанций, электродвигателей и трансформаторах.
Автоматическое включение резерва (АВР), целью которого является бесперебойное снабжение приборов электричеством и позволяет моментально включать резервное оборудование.
Если происходит снижение частоты в электросети и при этом происходит отключение сторонних электроприборов, то такой тип автоматики называется автоматической частотной разгрузкой.

Мы рассказали вам небольшую часть того, для каких целей и в каких областях применяется РЗ. Теперь осталось рассмотреть конструкцию РЗ.

Конструкция РЗ

Релейная защита в своём строении имеет такие элементы как:

Для контроля процессов в электроприборах и выявления аварий в электроцепи применяют специальные пусковые элементы – это: реле, реагирующее на изменение мощностей; реле, реагирующее на изменение силы тока и реле, реагирующее на изменение в напряжении.
Запустить другие приборы, подать сигнал в следствие выявления неполадок и быстро сработать на выключение устройств – всё это позволяют сделать измерительные элементы. Они также способны располагаться в элементах пуска.
Область, в строении которой находятся таймеры, промежуточные и указательные реле, называется логической.
Область, отвечающая за включение и выключение оборудования, называется исполнительной.
В определенных типах РЗ присутствуют передающие элементы. Их можно встретить при дифференциально-фазной.

В этой статье мы постарались подробно рассмотреть для чего нужна РЗ, какие требования к ней предъявляют и где она применяется.

В соответствии с правилами эксплуатации электроустановок, силовые устройства электросетей и электростанций могут работать только при наличии соответствующей защиты от сбоев и короткого замыкания (КЗ). При этом в качестве защитных средств выступают электрические механизмы, основой которых являются реле.

Такие устройства называются релейной защитой и автоматикой (РЗА). На данный момент в электротехнике существует большое количество таких устройств. Их главной задачей является предупреждение аварийных ситуаций в электросети, а также подача тревожного сигнала о возникшем аварийном режиме.

Зачастую работа релейной защиты сопряжена с работой автоматики. Действуя совместно, эти устройства предотвращают аварийные режимы сети, такие как:

падение частоты тока из-за перегрузки генератора в результате КЗ или остановки остальных источников питания;
токовая перегрузка, из-за которой перегревается изоляция кабелей, и могут появляться искры в контактных соединениях;
увеличенное напряжение (при повышенном напряжении срок служб ламп в системе освещения сокращается в разы).

Виды защитных реле

Классификация релейной защиты осуществляется на основе следующих критериев:

по способу подключения (реле бывают первичного и вторичного типа);
по типу исполнения (есть электронные и электромеханические реле);
по назначению (различают логические и измерительные реле);
по принципу действия (существуют реле косвенного и прямого действия).

Подключение первичного реле осуществляется сразу в цепь устройства, в то время как вторичные подсоединяются с помощью трансформатора. Электронные реле срабатывают, обесточивая цепь посредством полупроводниковых элементов. В свою очередь логические реле осуществляют передачу сигналов, а также подают команду другому устройству.

Измерительные реле, как понятно из названия, измеряют параметры. Реле прямого действия характеризуются механическим отключением цепи, а реле косвенного действия осуществляет управление цепью электромагнита, с помощью которого питающая цепь может быть обесточена.
При этом релейная защита бывает дифференциальная, максимальная, направленная, газовая, дистанционная, логическая и прочая. Что касается автоматики, то некоторые ее виды могут использоваться для подачи электрической энергии, чего нельзя сказать про релейную защиту.

Неисправности релейной защиты

Если в работе данной системе произошел сбой, то это будет выражаться в следующем:

могут возникать ложные срабатывания, при этом электрическая система будет полностью исправна и без признаков повреждений;
могут иметь место повреждения в защитном устройстве;
могут иметься слишком частые срабатывания, даже в случаях, когда нет необходимости в работе исполнительного блока.

Для того чтобы система релейной защиты работала исправно, необходимо соблюдать все предъявляемые к ней требования на этапе проектирования, монтажа и настройки. Запуск и техническое обслуживание системы должен проводить только специалист. В процессе технического обслуживания он проверит надежность релейной защиты, ее быстродействие, селективность, а также чувствительность к моменту включения оборудования.

Наладка схем и аппаратуры сигнализации

Наладочные работы являются завершающими перед вводом подстанции в работу. Поэтому они должны проводиться с особой тщательностью с тем, чтобы своевременно выявить и устранить все ошибки, которые могли быть допущены при проектировании схем сигнализации, изготовлении и монтаже аппаратуры и вторичных цепей. В процессе эксплуатации исправлять ошибки и недостатки в схемах и монтаже намного сложнее, так как, во первых, сигнализация на подстанции может быть выведена из работы лишь на короткое время, а, во-вторых, цепи сигнализации тесно связаны с цепями управления. Это может привести при работе в цепях сигнализации, в случае возможных ошибок, к ложному отключению оборудования подстанции, что недопустимо.

Наладочные работы, как правило, проводятся в следующей последовательности.

2 Февраль, 2021 Комментариев: 3 Прочесть статью

Схемы питания цепей сигнализации

Па подстанциях с постоянным оперативным током цепи сигнализации вместе с цепями управления защиты и автоматики получают питание от аккумуляторной батареи. Для повышения надежности питания потребителей на подстанции обычно имеются две секции и две системы шин постоянного тока. На крупных подстанциях устанавливаются две аккумуляторные батареи. В этом случае каждая из систем шин питается от отдельной батареи. Обе батареи работают раздельно. Если на подстанции установлена одна аккумуляторная батарея, то системы шин питаются от разных секций щита постоянного тока. Нормально обе секции замкнуты между собой с помощью секционного рубильника, а зарядный агрегат отключен. Возможна такая схема питания, когда одна из секций получает питание от аккумуляторной батареи, а вторая — от зарядного агрегата.

2 Февраль, 2021 : 0 Прочесть статью

Сигнализация действия защиты и автоматики

При действии защиты подастся звуковая и световая сигнализация — мигают лампы положения отключившихся выключателей и включается звуковой сигнал аварийного отключения. Вместе с тем, срабатывание защит фиксируется выпадением флажков указательных реле соответствующих защит.

2 Февраль, 2021 : 0 Прочесть статью

Схемы с центральным осведомлением и участковой сигнализацией

Эти схемы применяются на крупных подстанциях с большим числом присоединений, разделенных на несколько участков. На щите управления такой подстанции на панели центральной сигнализации устанавливается несколько световых табло в соответствии с количеством участков. По загоревшемуся табло дежурный сразу определяет участок, на котором появился индивидуальный сигнал. Это резко сокращает время на поиски того присоединения, от которого поступил сигнал. Сигнализация такого типа называется сигнализацией с центральным осведомлением.

2 Февраль, 2021 Комментариев: 3 Прочесть статью

Аварийно-предупредительная сигнализация

На небольших подстанциях, где невелико количество коммутационных аппаратов, управляемых со щита, сравнительно невелико и общее количество подаваемых сигналов. На таких подстанциях, особенно в тех случаях, когда обслуживание их ведется с дежурством на дому, нет необходимости иметь два различных звуковых сигнала. Вполне достаточен один общий сигнал, подаваемый от любого вида сигнализации. На рис. 45 показана такая схема с одним общим звуковым сигналом (сиреной), выполненная с реле РИС-Э2М. Схема такого типа получила название аварийно-предупредительной. Здесь все сигналы подаются на одну шинку звуковой сигнализации ШЗС.

Поскольку на таких подстанциях в схемах управления обычно используются ключи без фиксации положений (рис. 31), то сигнал аварийного отключения на шинку ШЗС подается от контактов реле фиксации положения выключателя и реле РПО. Индивидуальным сигналом аварийного отключения является мигание соответствующей лампы сигнализации положения выключателя.

Читайте также: