1. Назначения релейной защиты. Требования к релейной защите.

Назначением релейной защиты (РЗ) является выявление поврежденного элемента и быстрейшее его отключение от энергосистемы. Кроме того, устройства релейной защиты должны предупреждать повреждение элемента энергосистемы в случае возникновения ненормального и опасного для него режима работы (перегрузка, неполнофазный режим и др.).

Основные требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты:

Селективность — способность устройства релейной защиты выявить и отключить именно поврежденный элемент энергосистемы, а не какой-либо иной, хотя при наличии короткого замыкания нарушается нормальная работа многих элементов энергосистемы.

Быстродействие — способность релейной защиты в кратчайший промежуток времени (лучше всего мгновенно) выявить и отключить поврежденный элемент энергосистемы.

Чувствительность — способность устройства релейной защиты четко отличать режим короткого замыкания любого вида (трехфазное, двухфазное, однофазное короткое замыкание) от всевозможных, даже утяжеленных режимов работы защищаемого объекта при отсутствии короткого замыкания.

Надежность — отсутствие отказов или ложных срабатываний релейной защиты, что обеспечивается как функциональной, так и аппаратной надежностью устройства защиты.

2. Классификация релейной защиты

Все релейные защиты классифицируются следующим образом.

В зависимости от вида повреждения. Защиты реагирующие на симметричные трехфазные Кз; реагирующие на симметричные двухфазные кз (т.е. на токи кз обратной последовательности); реагирующие на токи однофазного кз (т.е. на токи кз нулевой последовательности); реагирующие на емкостные токи замыкания одной фазы на землю.

В зависимости от вида ненормального режима. Защиты от перегрузок; от понижения напряжения; от повышения напряжения.

В зависимости от вида защищаемого оборудования. Защиты воздушных ЛЭП; кабельных ЛЭП; шин; силовых трансформаторов; синхронных компенсаторов; электродвигателей.

В зависимости от принципа действия. Токовые защиты (токовые отсечки, максимальные токовые защиты); защиты напряжения; направленные токовые защиты (МТЗ или отсечки); дифференциальные (продольные и поперечные); высокочастотные защиты; дистанционные защиты.

3. Функции защиты. Основные характеристики.

Устройства РЗ могут выполнять следующие функции:

• защита от К.З междуфазных,

• защита от замыканий на землю, в т. ч. 2х-3х и однофазных

• защита от минимального напряжения;

• защита от внутренних повреждений в обмотках двигателей, генераторов и трансформаторов.

• защита от асинхронного режима работы синхронных двигателей.

• защита от обрывов в роторной цепи мощных двигателей.

• защита от затянувшегося пуска

• дифференциальная защита (продольная и поперечная) крупных машин и линий.

4. Элементы защиты

Устройства РЗ состоят из нескольких реле, соединенных друг с другом по определенной схеме. Реле – это есть автоматическое устройство, которое срабатывает при определенном значении входной величины. В релейной техники используются реле с контактами (электромеханические и бесконтактные), на полупроводниковых или на ферромагнитных элементах (с использованием насыщающихся магнитных систем). У первых при срабатывании замыкаются контакты. У вторых – при определенном значении входной величины, скачкообразно меняется выходная величина (например, напряжение). Помимо реле реагирующих на электрические величины, для защиты электрических машин и аппаратов, применяются реле, реагирующие на неэлектрические величины, косвенным образом характеризующие появление повреждений или ненормальных режимов работы (например, реле реагирующие на повышение давления в маслонаполненных трансформаторах и реакторах или реле реагирующие на повышение температуры электрических машин и т.д.).

Каждый комплект защиты подразделяется на две части: реагирующую (измерительная часть) и логическую (оперативная).

Реагирующая часть является главной, она состоит из основных реле, которые постоянно получают информацию о состоянии объекта и подают соответствующие команды на логическую часть защиты.

Логическая часть (оперативная), является вспомогательной, она воспринимает команду реагирующей части, и если их значение, последовательность, сочетание и т.д., будут соответствовать заданной программе производят заранее предусмотренные операции (например, подает управляющий импульс на отключение выключателей). В соответствии с таким делением, реле также делятся на группы: основные и вспомогательные.

Так, в качестве основных реле применяют: реле: тока, напряжения, сопротивления, мощности, частоты, тепловое реле и т.д.

К числу вспомогательных реле относятся: реле времени ( для замедления действия защиты); реле указательные – (для сигнализации и фиксации действия защиты); реле промежуточные (передающие действие основных реле на отключение выключателей).

Каждое реле можно подразделить на две части воспринимающую и исполнительную.

Воспринимающий элемент в электромеханических конструкциях имеет обмотку, которая питается током или напряжением защищаемого элемента в зависимости от типа реле (такие реле как: мощности и сопротивления имеют две обмотки).

Исполнительный элемент электромеханического реле – представляет собой подвижную систему, которая перемещаясь под воздействием сил, создаваемых воспринимающим элементом, действует на контакты реле (замыкает или размыкает). Существуют также реле, в которых подвижная система действует непосредственно механическим путем на отключение выключателя.