Релейная защита и автоматика

Назначение релейной защиты и автоматики

Релейная защита и автоматика — это совокупность устройств, служащих для быстрого выявления и отделения (отключения) от электроэнергетической системы, поврежденных или работающих в ненормальном режиме элементов этой системы в результате короткого замыкания с целью сохранения нормальной работоспособности остальной системы в целом. Коротким замыканием будем называть любой ненормальный режим работы системы.

В ходе эксплуатации любого электроэнергетического объекта или его проектирования, большое внимание оказывается возможности возникновения ненормального режима или повреждения (к.з.). Для сведения вероятности повреждений к минимуму и их своевременному ликвидированию, приходится производить огромные расчеты и установку РЗиА.

Без релейной защиты невозможна нормальная работа всей энергосистемы.

Особенно частовстречающиеся и опасные ненормальные режимы, это междуфазные короткие замыкания и замыкания фаз на землю при глухозаземленной нейтрали[6]. В электрических машинах и трансформаторах часто возникают замыкания между витками одной фазы. Короткое замыкание ведет за собой нарушение энергоснабжения и нормальной работы системы в целом, что в свою очередь, может привести к асинхронной работе синхронных машин. Так же, губительное воздействие на поврежденный участок и не только, оказывает электродинамическое и термическое действие тока короткого замыкания.

Для предупреждения развития аварии и уменьшения последствий уже произошедшей аварии необходимо очень быстро выявлять и отключать повреждения, зачастую это необходимо сделать за доли секунды. Человек просто физически не может этого сделать, это под силу только автоматике.

Релейная защита осуществляет непрерывный контроль за всеми элементами электроэнергетической системы, реагирует на возникновение аварийного или ненормального режима и воздействует на силовые выключатели, отключающие токи к.з.

Основными органами релейной защиты являются: пусковые и измерительные органы, а так же логическая часть.

Пусковые органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого участка цепи и реагируют на возникновение коротких замыканий и нарушения нормального режима работы. Выполняются обычно с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. Пусковые органы иногда Измерительные органы определяют место и характер повреждения и принимают решения о необходимости действия защиты. Измерительные органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др.

Логическая часть — это схема, которая запускается пусковыми органами и, анализируя действия измерительных органов, производит предусмотренные действия (отключение выключателей, запуск других устройств, подача сигналов и пр.). Логическая часть состоит, в основном, из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле, дискретных входов и аналоговых выходов микропроцессорных устройств защиты.

В некоторых случаях выключатель и защита совмещаются в одном устройстве защиты и коммутации, например в виде плавкого предохранителя. подстанция автотрансформатор перенапряжение замыкание Однофазные замыкания на землю при изолированной нейтрали не требуют столь быстрой ликвидации, так как не сопровождаются большими токами, однако считать их нормальным режимом работы нельзя. В этом случае автоматика в основном посылает предупреждающий сигнал персоналу.

Иногда в эксплуатации возникают ненормальные режимы, вызванные перегрузкой оборудования или внешними короткими замыканиями, возникающими в других элементах. При этом по неповреждённому оборудованию проходят значительные токи (сверхтоки), которые приводят к преждевременному старению изоляции, износу оборудования. Сверхтоки, вызванные внешними кз, устраняются после отключения повреждённого элемента собственной защитой. От сверхтоков перегрузки на соответствующем оборудовании должна предусматриваться защита, действующая на сигнал. При этом оперативный персонал принимает меры к разгрузке оборудования или к его отключению. При отсутствии постоянного дежурного персонала защита должна действовать на автоматическую разгрузку или отключение.

Своеобразным ненормальным режимом является режим качаний параллельно работающих синхронных электрических машин, возникающий вследствие коротких замыканий, приводящих к торможению других и синхронных машин. Качания сопровождаются повышением тока и понижением напряжения, изменения действующих значений которых имеют пульсирующий характер. При этом устройства релейной защиты не должны действовать на отключение [6]. Для восстановления нормального режима предусматривается специальная противоаварийная автоматика (ПА), которая при возникновении качаний и возможном нарушении устойчивости работы осуществляет деление системы в определённых узлах на несинхронно работающие части. Из этого следует, что одной релейной защиты недостаточно для обеспечения надёжности и бесперебойности электроснабжения.

Бесперебойная работа электроэнергетических систем обеспечивается применением ряда автоматических устройств: автоматического повторного включения (АПВ) линий, шин; автоматического ввода резерва (АВР), автоматической частотной разгрузки (АЧР); автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов (АРВ) и других. Работа многих из этих устройств тесно связана с работой релейной защиты; все они входят в кибернетическую систему управления при нарушениях нормальных режимов работы.