Повреждения и нарушения нормального режима работы электрооборудования. Назначение релейной защиты

Наиболее частым и тяжелым видом повреждения, происходящим в ЭЭС, является короткое замыкание. Причины возникновения к.з. полностью устранить практически невозможно.

Электрические машины и аппараты постоянно находятся под напряжением и поэтому в процессе эксплуатации могут возникать повреждения, приводящие к коротким замыканиям(к.з.).

Наиболее частые причины возникновения к.з.:

- пробой или перекрытие изоляции (из-за ее старения или механических повреждений);

- обрывы проводов;

- ошибочные действия персонала.

Последствия к.з. можно условно разделить на две группы: локальные и общесистемные.

Локальные последствия к.з. связаны с тем, что при к.з. происходит увеличение тока и снижение напряжения, а в месте возникновения горит электрическая дуга. Основные из них:

- дуга в месте к.з. приводит к разрушениям токоведущих частей, изоляторов, электрических аппаратов;

- большие токи к.з., которые подходят к месту повреждения, приводят к перегреву неповрежденных токоведущих частей и могут вызвать дополнительные повреждения и дальнейшее развитие аварии;

- глубокое понижение напряжения нарушает работу потребителей.

Общесистемные последствия

нарушение устойчивой работы энергосистемы.

В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежденного участка электрической сети при помощи специальных автоматических устройств, которые имеют общее название – релейная защита (РЗ релейний захист). РЗ воздействует на отключение выключателей. Какие выключатели необходимо отключать это тоже должна определить РЗ. При отключении выключателей поврежденного элемента полностью или частично устраняются повреждения оборудования и последствия к.з.

В ряде случаев повреждение должно ликвидироваться в течение долей секунды. Очевидно, что человек не в состоянии справиться с такой задачей.

Учитывая все сказанное, основное назначение РЗ можно сформулировать следующим образом: выявление места возникновения к.з. и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного оборудования или участка сети для отделения от остальной неповрежденной части электрической сети.

Кроме рассмотренных повреждений электрического оборудования, могут возникать нарушения нормального режима его работы, например:

• перегрузка;

• замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью;

• выделение газа в трансформаторе;

• и другие.

Такие явления не представляют непосредственной опасности для электрооборудования и могут самоустраняться. Поэтому нет необходимости в немедленном отключении. Если на подстанции имеется постоянный обслуживающий персонал, то достаточно дать ему предупредительный сигнал. Иногда при нарушениях нормального режима оборудование все-таки может отключаться, но обязательно с выдержкой времени. В течение этого времени нарушение может устраниться в результате действия автоматики, либо самоустраниться, либо персонал предпримет соответствующие действия и т.д.

Вторым назначением РЗ является выявление нарушений нормальных режимов работы оборудования и подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение оборудования с выдержкой времени.

Краткие сведения из истории развития РЗ

Основной элемент РЗ реле впервые разработано и построено русским ученым П.Л. Шиллингом в 1830-1832 г.г.

Сначала появились токовые защиты, выполненные на плавких предохранителях, которые действовали при превышении током заранее установленного значения. Затем эти защиты выполнялись на электромагнитных реле тока.

В 1901 г. появляются индукционные реле тока.

1905-1908 г.г. – разрабатывается дифференциальный токовый принцип.

1910 г. – начинают применять токовые направленные защиты.

1923 г. – начинается применение электроники для РЗ.