1.2. Функциональные части релейной защиты

В настоящее время в энергосистемах в эксплуатации одновременно находятся разные устройства релейной защиты и автоматики: электромеханические реле, блоки реле, шкафы и панели на интегральных микросхемах малой и средней степени интеграции (операционные усилители и логические элементы), внедряются устройства с исполнением универсальных и специализированных микропроцессорных систем.

Главные функциональные части, составляющие структуру устройства релейной защиты от КЗ, приведены на рис. 1.2. На выходе измерительной преобразовательной части (ИПЧ) по совокупности входных токов i(t) и напряжений u(t) формируются комбинации сигналов, характеризующие работу в нормальном режиме, при внешних КЗ или при КЗ в защищаемой зоне. Указанное формирование комбинаций сигналов в ИПЧ выполняется измерительными органами (ИО) различных типов и назначения.

Рис. 1.2. Функциональная схема релейной защиты

В логической части (ЛЧ) по совокупности сигналов, поступающих от ИО, по заданным алгоритмам принимается одно из двух возможных решений – отключить или не отключить выключатель Q.

Исполнительная часть (ИЧ) необходима для усиления сигналов – превращения их в управляющее воздействие непосредственно на электромагнит отключения привода выключателя.

Сигнальная информационная часть (СЧ) выдает информацию о действии защиты, когда проходит управляющее воздействие на отключение выключателя. Источник оперативного тока (ИП) обеспечивает напряжением питания все цепи защиты, автоматики и управления приводами выключателей, независимо от режима работы присоединения.

Процессы функционирования устройств РЗ всегда могут быть представлены в виде последовательности действий, в результате выполнения которых после поступления входных воздействующих величин всегда должно быть получено одно из двух возможных решений – отключить или не отключить присоединение (выключатель).

Такие процессы относятся к алгоритмическим процессам. Алгоритмические процессы могут быть представлены алгоритмом функционирования. Алгоритм может описывать все части процесса независимо, или абстрагировано, от элементов базы реализации, т.е. представлять только принцип действия измерительной и логической части устройств релейной защиты.

Логическая часть устройств релейной защиты содержит комбинационные логические элементы И, ИЛИ, НЕ и различного рода временные задержки.

ИЧ устройств РЗ содержит несколько ИО, воспринимающих от первичных измерительных трансформаторов сигналы и обрабатывающих их по различным алгоритмам.

Напряжения u(t) и токи i(t) – входные сигналы ИПЧ, называются входными воздействующими величинами. Принято различать ИО с одной, двумя или более входными воздействующими величинами. Например, ИО тока или напряжения являются органами с одной входной воздействующей величиной.

ИО направления мощности или сопротивления – ИО с двумя входными воздействующими величинами (напряжением и током).

1.3. Виды повреждений

И НЕНОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЭС

В энергетических системах могут возникать повреждения и ненормальные режимы работы электрооборудования электростанций и подстанций, их распределительных устройств, линий электропередачи (ЛЭП) и электроустановок потребителей электрической энергии.

Повреждения в большинстве случаев сопровождаются значительным увеличением тока и глубоким понижением напряжения в элементах энергосистемы.

Повышенный ток выделяет большое количество тепла, вызывающее разрушения в месте повреждения и опасный нагрев неповрежденных линий и оборудования, по которым этот ток проходит.

Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы генераторов и энергосистемы в целом.

Ненормальные режимы обычно приводят к отклонению величин напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивости энергосистемы, а повышение напряжения и тока угрожает повреждением оборудования и линий электропередачи.

Таким образом, повреждения нарушают работу энергосистемы и потребителей электроэнергии, а ненормальные режимы создают возможность возникновения повреждений или расстройства работы энергосистемы.

Для обеспечения нормальной работы ЭЭС и потребителей электроэнергии необходимо возможно быстрее выявлять и отделять место повреждения от неповрежденной сети, восстанавливая таким путем нормальные условия их работы и прекращая разрушения в месте повреждения.

Опасные последствия ненормальных режимов также можно предотвратить, если своевременно обнаружить отклонение от нормального режима и принять меры к его устранению (снизить ток при его нарастании, понизить напряжение при его увеличении и т.д.).

В связи с этим возникает необходимость в создании и применении автоматических устройств, выполняющих указанные операции и защищающих систему и ее элементы от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов.