Глава 8. Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения

8.1. Характеристика, назначение и требования к релейной защите

Различают три группы автоматики в системах сельского электроснабжения:

1. устройства автоматического контроля;

2. устройства автоматического управления;

3. устройства автоматического регулирования.

Особое значение среди них имеет релейная защита, необходимость использования которой объясняется особенностями системы сельского электроснабжения, т.е. ее протяженностью и резкопеременной нагрузкой потребителей, что делает невозможным управление ею вручную, особенно в аварийных режимах.

Основное назначение релейной защиты (РЗ):

– определить наличие и место повреждения в электричес-

кой системе,

– подать команду на отключение поврежденного элемента при аварийных режимах (к.з.),

– подать сигнал обслуживающему персоналу при появлении ненормальных режимов;

– воздействовать на устройства противоаварийной автома-тики (АПВ, АВР) с целью восстановления электроснабжения возможно большего числа отключившихся потребителей.

Устройства релейной защиты состоят из нескольких

элементов: соединенных по определенной схеме реле – автоматических аппаратов, которые срабатывают при некотором значении входной величины (тока, напряжения, сопротивления и т.д.) и скачкообразно изменяют выходную величину в управляемых цепях.

Функционально схема защиты содержит:

1) измерительный орган, контролирующий состояние защищаемого объекта;

2) логический орган, формирующий командный сигнал;

3) исполнительный орган, формирующий выходной сигнал на выключатель защищаемого объекта.

Требования к РЗ:

1. Селективность – способность РЗ избирательно отклю-

чать только поврежденные участки с сохранением работоспо-собности неповрежденной части электрической сети.

2. Быстродействие:

– для уменьшения размеров повреждения изоляции и токоведущих частей токами к.з.;

– сокращения времени работы потребителей при пониженном напряжении;

– повышения эффективности противоаварийной автоматики;

– улучшения устойчивости параллельной работы генераторов.

3. Чувствительность – способность РЗ реагировать на малые изменения контролируемого параметра и обеспечить надежное срабатывание при повреждении в конце защищаемой зоны в минимальном режиме работы системы электроснабжения.

4. Надежность – способность РЗ нормально выполнять функции, сохраняя эксплуатационные показатели в течение определенного времени и безотказно срабатывать только в

защищаемой зоне при появлении повреждений.

5. Экономичность – рациональное снижение большого числа мелких установок, ведущих к удорожанию системы.

8.2. Классификация и принципы выполнения реле

I. По назначению реле подразделяют на:

– основные (измерительные – реле тока, напряжения, мощности, сопротивления и др.);

– вспомогательные, действующие по команде первых (реле времени, промежуточные, указательные).

II. По типу воздействия различают реле:

– электрические, реагируют на электрические воздействия

(большинство реле, применяемых для защиты сельских электроустановок);

– неэлектрические, реагируют на неэлектрические воздейс-твия, (например, газовые).

III. По изменению контролируемой величины:

– максимальные (действующие на возрастание контроли-

руемой величины);

– минимальные реле (на снижение).

IV. По способу включения реле делятся на:

– первичные (включаются непосредственно в цепь защи-

щаемого элемента);

– вторичные реле (включаются через измерительные трансформаторы тока или напряжения).

V. По способу воздействия на выключатель защищаемого элемента:

– реле прямого действия, действующее непосредственно на привод выключателя;

– реле косвенного действия – через источник оперативного тока.

VI. По принципу действия (выполнения):

– электромагнитные;

– индукционные;

– магнитоэлектрические;

– тепловые;

– полупроводниковые и др.

В схемах защиты сельских электрических сетей более всего используются электромагнитные и индукционные реле.

Основные параметры реле:

1) параметр срабатывания – пороговое (граничное) значе-ние воздействующей величины, при котором реле срабатывает (например ток или напряжение срабатывания , );

2) параметр возврата – значение воздействующей величины, при котором реле возвращается в первоначальное положение ( , );

3) коэффициент возврата – отношение параметра

возврата к параметру срабатывания;

4) время срабатывания (выдержка времени) .