1)Структура арз, и функции его преобразующего, измерительного и выходных блоков.
Существует значительная подгруппа управляющих ЭА, используемых в сис- темах энергетики и автоматики, функцией которой является контроль электрических параметров – непосредственно токов и напряжений и параметров, являющихся функциями токов и на- пряжений различного вида электрических систем. В дальнейшем будут называться электрическими аппаратами релейной за- щиты (АРЗ).Основная функция АРЗ – преобразование по заданному алгоритму (программе) входных управляющих воздействий или контролируемых сигналов – х1…х2 в выходные сигналы (реакцию) F1…Fr .С учётом этого в АРЗ можно условно выделить следующие укрупнённые блоки:
Преобразующий блок, обеспечивающий преобразование n входных воздействий (сигналов) в зависящие определённым об- разом от них сигналы у1…уm , необходимые для дальнейшей об- работки информации. Входными воздействиями, в частности, могут быть:
1.воздействия датчиков электрических и неэлектрических величин;
2.аналоговые воздействия, определяемые контролируемыми электрическими параметрами (ток, напряжение, направление энергии, частота переменного тока и т.п.).
Измерительный блок необходим для обработки входной ин- формации путём проведения операций с сигналами у1…уm в со- ответствии с принятым алгоритмом АРЗ и является, по сущест- ву, "мозгом" АРЗ. На выходе измерительного блока формируются управляющие сигналы z1…zp , характеризующие результат обработки информации.
Выходной блок формирует сигналы F1…Fr необходимого уровня, обеспечивающие воздействие на объект управления. Выходной блок во многих случаях обеспечивает усиление сигналов z1…zp , их размножение, гальваническую развязку и необ- ходимую изоляцию внутренних цепей АРЗ от цепей внешних по отношению к нему устройств.
2)Функционирование арз в электрической системе.
Основное назначение АРЗ – обеспечение правильного функционирования силовой части электроустановок в нормальных режимах эксплуатации и быстрое устранение различного вида повреждений и нарушений нормального режима работы с минимальным ущербом для потребителя. Эти функции опреде- ляют основные требования, предъявляемые к АРЗ. Поясним ука- занное, рассмотрев АРЗ, применяемые в системах релейной за- щиты и автоматики (РЗА) электрических систем [1].
Повреждения элементов электрических систем вызываются, прежде всего, короткими замыканиями (КЗ), возникающими по различным причинам (пробой изоляции, механическое соедине- ние элементов электроустановок с различными потенциалами, воздействие природных явлений и т.п.). Ненормальные режимы связаны с изменениями баланса мощностей в отдельных частях электрической системы (асинхронные режимы, качания), а так- же перегрузками элементов по передаваемой или потребляемой мощности.Обеспечение АРЗ своих функций происходит в основном в автоматическом режиме путем фиксации (измерения) электрических параметров, характеризующих режим электрической системы (токов, напряжений, частоты, направления передаваемой мощности), а также контроля состояния отдельных элементов системы (выключателей, разъединителей) – включены они или выключены. При этом АРЗ в соответствии с заложенными валгоритмами вырабатывают управляющие воздействия, обеспечивая необходимые отключения или включения силового обо- рудования (в основном, высоковольтных выключателей)Во многих случаях возникший ненормальный режим может
существовать определенное время без отключения оборудова- ния. В этих случаях АРЗ вырабатывает предупредительные сиг- налы обслуживающему персоналу. Функционирование АРЗ в этом режиме поясняет рисунок, на котором АРЗ представлен со- стоящим из нескольких функционально законченных частей: релейного измерительного органа (РИО) U3; логической части U5; выходных элементов KL1, …; сигнального элемента H1 :
К измерительной части подводятся токи I и напряжения U от измерительных трансформаторов тока ТА1, … и напряжения TV1, …. Измерительные органы, имеющиеся в измерительной части АРЗ, контролируют режим электрической системы и вы- рабатывают дискретные сигналы, которые вместе с сигналами от силового оборудования, других ЭА и эксплуатационного персо- нала, передаваемыми через преобразователи U1, U2 и U4, обра- батываются логической частью. Логическая часть вырабатывает необходимые воздействия, подаваемые через выходные элемен- ты (обычные электромагнитные реле или тринисторы) к выклю- чателям силового оборудования и к другим аппаратам для со- гласования их действия, а также к сигнальным элементам Н1 для информирования эксплуатационного персонала.