2. Основні вимоги до обладнаня релейного захисту й автоматики

Обладнання релейного захисту й автоматики, що розміщені на елементах електроустановок, повинні виконувати ряд функцій, які визначаються умовами роботи зазначених елементів, а також повністю або частково умовами роботи енергосистеми в цілому. Функції релейного захисту полягають у спрацьовуванні обладнань захисту при пошкодженнях елемента, що захищається (к. з. у зоні, що захищається, або внутрішні к. з.) і неспрацьовуванні при ушкодженнях поза елементом, що захищається (зовнішні к. з.), а також у нормальних режимах при відсутності ушкоджень. Для виконання заданих функцій захист повинен задовольняти певним вимогам, що забезпечують наступні її властивості: селективность, стійкість і надійність функціонування. Сукупність першої й другої властивостей визначають технічну досконалість захисту.

Якщо за принципом своєї дії захист спрацьовує тільки при к. з. на елементі, що захищається, то він вважається захистом з абсолютної селективністю. Якщо захист, крім того, може спрацьовувати й при зовнішніх к. з., те він вважається захистом з відносною селективністю. Захист з відносною селективністю виконують із витримкою часу спрацьовування й крім основного призначення використовують у якості резервного для захисту суміжних елементів.

Селективність спрацьовування захисту при внутрішніх к. з. характеризується захистоспроможністю й швидкістю спрацьовування.

Швидкість спрацьовування (швидкодія) захисту при к. з. - досить важлива властивість, тому що при цьому знижується ймовірність порушення синхронної роботи генераторів під час к. з., зменшуються розміри руйнування ушкодженого елемента, знижується ймовірність нещасних випадків і т.п.

Стійкість функціонування характеризується стійкістю неспрацьовування при зовнішніх к. з., у режимах без к. з. і стійкістю спрацьовування при к. з. на елементі, що захищається. У свою чергу, стійкість спрацьовування визначається чутливістю й стійкістю швидкості спрацьовування.

Під чутливістю релейного захисту розуміють її здатність реагувати на ушкодження, коли зміна контрольованих параметрів в аварійних режимах мінімальна. Чутливість захисту оцінюють за коефіцієнтом чутливості. Стійкість швидкості спрацьовування характеризується стабільністю часу спрацьовування захисту й використовується при оцінці функціонування захистів з абсолютною селективністю.

Вимога надійності функціонування полягає в тому, щоб захист надійно спрацьовував при внутрішніх к.з. і не спрацьовував при зовнішніх к. з. та режимах без к. з.

3. Основні принципи релейного захисту

Обладнання релейного захисту в загальному випадку складаються із двох головних частин - вимірювальної (пускової) і логічної. Вимірювальна частина безупинно контролює деякі параметри електроустановки, що захищається, і при їхньому певному значенні запускає логічну частину захисту. Остання формує керуючий вплив на відключення вимикачів миттєво або з витримкою часу, подає сигнали про спрацьовування захисту, пускає інші обладнання протиаварійної автоматики й робить інші передбачені дії. Вимірювальну й логічну частини захисту виконують за допомогою спеціальних автоматично діючих апаратів - реле, які при заданому значенні вхідної величини, що впливає, приводить у дію (спрацьовує) і викликає стрибкоподібну зміну вихідної величини, що надходить на вхід керованих ланцюгів. Сам термін «релейний захист» відображає факт виконання захисту на основі реле.

Принципи виконання захисту досить різноманітні й визначаються характером величини, що впливає, на вході вимірювальної частини захисту і її зміною при к. з. і ненормальних режимах.

Захист, для яких величиною, що впливає, є струм, називають струмовими. Збільшення струму в порівнянні з його значенням у нормальному режимі роботи електроустановки - характерна ознака к. з., і тому струмові захисти виконують так, щоб вони спрацьовували, коли струм перевищить деяке заздалегідь встановлене значення. Залежно від способу забезпечення селективності струмові захисти ділять на максимальні струмові захисти (МСЗ) і струмові відсічення. Для МСЗ і відсічень селективність досягається вибором часу спрацьовування й значенням струму спрацьовування.

Ушкодження можуть бути виявлені й по зміні в місці підключення захисту напруги, яка при к. з. знижується. Захист, що реалізують цю ознаку к. з., називають захистами напруги. При виконанні раніше перерахованих захистів можуть використовуватися як повні фазні струми й напруги, так і їх симетричні складові прямої, зворотної й нульової послідовностей.

Для забезпечення селективності струмових захистів у деяких випадках додатково необхідно контролювати в місці установки захисту ще й фазу струму стосовно напруги. Такий захист називають струмовою спрямованої. Він приводиться у дію, коли струм перевищить задане значення, а його фаза буде відповідати к. з. на елементі, що захищається.

Захист від к. з. можна виконати з урахуванням зміни в місці установки захисту відносно напруги до струму. При к. з. це відношення менше, чим у нормальному режимі, а по мірі віддалення місця к. з. від місця установки захисту зазначене відношення збільшується. Захист, що реалізує цей принцип, називають дистанційним.

Застосовують також диференціальні захисти, дія яких заснована на принципі порівняння струмів по кінцях елементу, що захищається, за абсолютним значенням і фазі або тільки фазі.

Для виконання захистів використовують і інші ознаки, що характеризують коротке замикання: теплова дія струму к. з. (захисту від перевантаження); поява світлового випромінювання від електричної дуги к. з. (дуговий захист); виділення газів у процесі розкладання трансформаторного масла електричною дугою при виткових замиканнях у трансформаторі (газовий захист) і ін.