Быстродействие

Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов. Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети повреждённого элемента.

Селективность (избирательность)

Селективность — свойство релейной защиты, характеризующее способность выявлять поврежденный элемент электроэнергетической системы и отключать этот элемент только ближайшими к нему выключателями. Это позволяет локализовать повреждённый участок и не прерывать нормальную работу других участков сети.

Чувствительность

Чувствительность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для неё зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами — это способность чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы. Показателем чувствительности выступает коэффициент чувствительности, который для максимальных защит (реагирующих на возрастание контролируемой величины) определяется как отношение минимально возможного значения сигнала, соответствующего отслеживаемому повреждению, к установленному на защите параметру срабатывания (уставке).

Надёжность

Надежность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты действовать правильно и безотказно во всех режимах контролируемого объекта при всех видах повреждений и ненормальных режимов для действия при которых данная защита предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима, при которых действие данной защиты не предусмотрено. Иными словами, надежность — это свойство релейной защиты, характеризующее ее способность выполнять свои функции в условиях эксплуатации, ремонта, хранения и транспортировки. Основные показатели надёжности — время безотказной работы и интенсивность отказов (количество отказов за единицу времени).

Основные органы релейной защиты

Пусковые органы

Пусковые органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого участка цепи и реагируют на возникновение коротких замыканий и нарушения нормального режима работы. Выполняются обычно с помощью реле тока, напряжения, мощности и др.

Измерительные органы

Измерительные органы определяют место и характер повреждения и принимают решения о необходимости действия защиты. Измерительные органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть

Логическая часть — это схема, которая запускается пусковыми органами и, анализируя действия измерительных органов, производит предусмотренные действия (отключение выключателей, запуск других устройств, подача сигналов и пр.). Логическая часть состоит, в основном, из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле, дискретных входов и аналоговых выходов микропроцессорных устройств защиты.

Микропроцессорное устройство релейной защиты (сокращённо МУРЗ) — устройство релейной защиты, реализованное на основе микропроцессорных элементов.

В настоящее время МУРЗ являются основным направлением развития релейной защиты.^[1] Помимо основной функции — аварийного отключения энергетических систем, МУРЗ имеют дополнительные функции по сравнению с устройствами релейной защиты других типов (например, электромеханическими реле) по регистрации аварийных ситуаций.^[1]. В некоторых типах устройств введены дополнительные режимы защиты, например, функция опережающего отключения синхронных электродвигателей при потере устойчивости, функция дальнего резервирования отказов защит и выключателей. Данные функции не могут быть реализованы на устройствах релейной защиты на электромеханической или аналоговой базе.^[2] Достоинства и недостатки

К достоинствам МУРЗ относятся:

• Быстродействие( исправлено мною ОГЗ)

• Селективность

• Чувствительность

• Надёжность

К недостаткам МУРЗ относится «обратная сторона медали» использования микроконтроллера — более высокая стоимость и неремонтопригодность (в случае выхода из строя функционального блока он может быть заменен только целиком)^[1]. Кроме того, в отсутствие единого стандарта на аппаратуру, МУРЗ различных разработчиков не являются взаимозаменяемыми^[1].

На сайте: www.gurevich-publications.com выложено большое количество материалов (книги, статьи) по проблемам МУРЗ. Сайт постоянно обновляется и все материалы доступны для свободного скачивания.

Электромеханическая и микропроцессорная В релейную защиту микропроцессоры пришли довольно поздно, по крайней мере, позднее, чем в другие области электротехники. Первые устройства защиты с микропроцессорами начали производить в начале 80-х г. Siemens и ABB. Именно к этому времени появились процессоры, способные принять необходимое количество сигналов о состоянии сети и преобразовать их. Строго говоря, использовать термины "микропроцессорная защита" или "электромеханическая защита" не совсем корректно. Те аппараты, которые призваны защищать электрические сети , правильнее называть релейной защитой с использованием либо электромеханических, либо микропроцессорных устройств. Схема работы и тех , и других аналогична. Совокупность измерительных преобразователей воспринимает незапланированные отклонения от нормальной работы сети (о состоянии угла сдвига фаз, о напряжении и т. д.), стоящие за ними приборы анализируют состояние сети и в зависимости от величины отклонений выдают команду на противоаварийное отключение. Приборы, анализирующие состояние сети, выполняются на электромеханических реле (релейная логика) или на микропроцессорах (логика , реализованная на базе микропроцессоров) с соответствующими периферийными устройствами, которые преобразуют аналоговый сигнал. Преимущества и недостатки На итоговом ежегодном совещании, посвященном работе релейной защиты и противоаварийной автоматики в АО "Мосэнерго" за 2002 год, прозвучали следующие цифры: всего в системе установлено 169916 устройств релейной защиты, из них с использованием микропроцессоров - 2975. За год по "Мосэнерго" было предотвращено около 25000 аварий и только в 102 случаях релейная защита сработала неправильно. Из этих случаев - 5 приходится на релейную защиту с использованием микропроцессоров. Надо отметить, что в результате этих системных сбоев серьезных последствий не было, поскольку защиты с использованием микропроцессоров установлены в основном на линиях низкого напряжения - 6-10 кВ. Если не сработает защита на линии напряжением 110-220 кВ - это обесточит целый микрорайон Москвы, а на линии 550 кВ - еще большую территорию. Чем выше напряжение, тем трагичнее последствия каждого неправильного действия, авария распространяется по сетям даже не в геометрической прогрессии. Чем отличается релейная защита с использованием микропроцессоров от электромеханической релейной защиты? Измерительные преобразователи воспринимают в основном только два параметра: величину тока и величину напряжения в сети. Для электромеханической релейной защиты этих сведений вполне достаточно: при определенных отклонениях параметров на цепь управления поступит соответствующий сигнал, и сеть будет отключена. Микропроцессорные устройства на основании анализа двух данных параметров выдают и запоминают еще целый ряд дополнительных, данных, например: причина отключения, время и дата отключения, ток и длительность аварийной ситуации, векторная диаграмма напряжений и токов в линии в момент отключения и пр. Но конечная задача этих устройств - также дать сигнал на отключение при перегрузке сети. Однако встает вопрос, насколько необходимы все эти дополнительные параметры и насколько увеличившийся объем информации улучшает качество работы релейной защиты. Логика работы энергосистемы не изменилась - не увеличилось количество операций, выполняемых энергосистемой: производство электроэнергии, передача и распределение ее потребителям, - а следовательно, не увеличилось и количество основных функций, которые должна выполнять релейная защита. Таким образом, можно сказать, что достоинством микропроцессорной защиты являются не их функциональные качества, а удобство в эксплуатации. Они выполняют те же самые функции и задачи, что и электромеханические защиты. Приверженцы использования микропроцессорных устройств в релейной защите говорят также о таких их достоинствах, как уменьшение массогабаритов, сокращение числа обслуживающего персонала, уменьшение затрат на эксплуатацию, поскольку при наличии микропроцессорных устройств можно с пульта управления проводить работу, которая выполняется вручную в случае использования электромеханических устройств. Однако у релейной защиты с микропроцессорами есть и существенные минусы. Так, одно из таких достоинств защиты с микропроцессорами может обернуться крупным недостатком. На пульте управления установки задаются одним нажатием кнопки, но никто не застрахован от системной ошибки, даже при наличии дополнительного компьютерного контроля, потому что существует такая вещь, как компьютерный вирус. Поэтому вероятность системной ошибки при микропроцессорных защитах достаточно велика, что мы и видим в западных странах. У микропроцессоров очень высокая чувствительность, может быть поэтому достаточно много ложных срабатываний , кроме того они не способны выдерживать сильные нагрузки. Еще один очень существенный недостаток микропроцессоров - они требуют обновления программного продукта, который устаревает гораздо быстрее, чем техника. Он устаревает через три года, через пять лет его уже нужно менять, а в масштабах нашей энергосистемы это очень большие затраты.

Направления альтернативной энергетики

ветроэнергетика

• Автономные ветрогенераторы

• Ветрогенераторы, работающие параллельно с сетью

гелиоэнергетика

• Солнечный водонагреватель

Солнечный коллектор

Фотоэлектрические элементы

альтернативная гидроэнергетика

• Приливные электростанции

Волновые электростанции

Мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)

Водопадные электростанции

геотермальная энергетика

• Тепловые электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)

Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта посредством теплообмена)

космическая энергетика

Получение электроэнергии в фотоэлектрических элементах, расположенных на орбите Земли. Электроэнергия будет передаваться на землю в форме микроволнового излучения^[1].

водородная энергетика и сероводородная энергетика

• Водородные двигатели (для получения механической энергии)

Топливные элементы (для получения электричества)

биотопливо

• Получение биодизеля

Получение метана и синтез-газа

Получение биогаза

квантовая энергетика

• Квантовые двигатели (для получения тягового усилия из энергии квантов)

Квантовые генераторы (для получения электромагнитного излучения из атомов)

Квантовые электростанции (для преобразования электромагнитного излучения атомов в электрическую)

распределённое производство энергии

Новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.

Альтернативный источник энергии

Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.