Kaip veikia relinė apsauga ir automatika

Pirmieji žmonių eksperimentai su elektra ir srovės perdavimo grandinių kūrimas buvo lydimi trumpųjų jungimų ir veikimo sutrikimų, kurių metu buvo įgyjama patirtis ir žinios, atskleidžiami procesų dėsningumai, parengtos eksploatavimo taisyklės.

Remiantis padarytų klaidų analize, buvo pradėti kurti įrenginiai, kurie apsaugo įrangą ir žmones nuo elektros poveikio. Pirmieji tokie įtaisai buvo saugikliai, kurie sudegė, kai susidarė kritinės apkrovos, nutraukdami elektros srovės grandinę.

Sudėtingesnės apsauginės konstrukcijos buvo pradėtos masiškai diegti po 1891 m., Kai Rusijoje pagal Michailo Osipovičiaus Dolivo-Dobrovolskio projektą 220 kW elektros energijos 175 km atstumui buvo sėkmingai gabenamos 77% efektyvumu, remiantis to paties mokslininko sukurta trijų fazių įtampos sistema.

Apsaugos principas buvo grindžiamas relių principu - įtaisai, kurie nuolat stebi bet kokius tinklo elektrinius parametrus ir, pasiekę kritines reikšmes, suveikia: jie staigiai keičia savo pradinę būseną, perjungdami elektros grandinę.

Pirmieji apsaugos įtaisai buvo pagaminti remiantis elektromechaninėmis relių konstrukcijomis, o jų veikime dalyvaujantys specialistai pradėjo vadintis iki šiol galiojančiu terminu „relė“.

Remiantis nuolat įgyta patirtimi, elektros sistemoje sukurta relinės apsaugos ir automatizavimo tarnyba (RPA) yra įtraukta į kitus sudėtingus procesus:

• valdymo sistemos, įskaitant vietinius, nuotolinius ir nuotolinius metodus;

• prietaisų spynos;

• signalizacijos grandinės, leidžiančios analizuoti įvykius, vykstančius tinkle;

• įvairių elektrinių dydžių matavimas esamose grandinėse;

• matavimų kokybės analizė remiantis metrologiniais standartais;

• kai kurios kitos savybės.

Apsauginių įtaisų grandinės sudarymo principai

Gana sudėtinga ir sudėtinga pradinė bazė, pagrįsta elektromechaninėmis struktūromis, yra nuolat tobulinama ir modifikuojama. Apsaugos srityje pristatomi nauji techniniai patobulinimai. Šiuolaikiniuose energijos kompleksuose sėkmingai derinami elektromagnetiniai, indukciniai, statiniai - puslaidininkiniai ir mikroprocesoriniai įtaisai.

Juos vienija praktiškai nesikeičiantis pagrindinis procesų algoritmas, kuris modernizuojamas kiekvienam konkrečiam atvejui. Pagrindinės apsaugos funkcijos parodytos konstrukcine schema.

Pagrindinės apsauginių įtaisų funkcijos

Stebėjimo vienetas

Pagrindinė jo funkcija yra stebėti sistemoje vykstančius elektros procesus, remiantis matavimais iš srovės ir (arba) įtampos matavimo transformatorių.

Iš įrenginio paimti išvestiniai signalai gali būti tiesiogiai perduodami į logikos grandinę, kad būtų galima palyginti su vartotojo apibrėžtais nukrypimais nuo vardinių verčių, vadinamų parametrais, arba iš pradžių konvertuoti į skaitmeninę formą.

Loginis blokas

Čia įvesties signalai lyginami su nustatymų ribinėmis charakteristikomis. Mažiausias jų tarpusavio mačas lemia komandos, kuria siekiama apginti gynybą, išdavimą.

Vykdomasis padalinys

Jis nuolat palaikomas pasirengimu reaguoti į loginio vieneto komandas. Tokiu atveju jungimas vyksta laidų schemoje pagal iš anksto nustatytą algoritmą, kuris pašalina įrangos žalą ir asmens sužalojimus.

Signalizacijos blokas

Sistemoje vykstantys procesai vykdomi taip greitai, kad žmogus nesugeba jų suvokti savo organais.Norėdami ištaisyti geriausius įvykius, įdiegiami signalizacijos įtaisai, kurie naudoja vaizdinius, garsinius ekspozicijos metodus, išsaugodami atmintyje įvykius.

Visose aliarmo konstrukcijose operatorius rankiniu būdu perkelia savo būseną po eksploatavimo į pradinę padėtį, o tai pašalina informacijos apie apsaugos veikimą praradimą automatizuojant.

Apsaugos principai

Labai rimtas požiūris į elektros energijos naudojimo patikimumą ir saugumą nulėmė pagrindinius reikalavimus, kuriuos turi atitikti relinės apsaugos sistemos. Tačiau jie taip pat yra techniniai įtaisai, o tai reiškia: jie turi galimybę sutrikdyti tinkamą veikimą.

Relės apsaugos sistemų gedimas galimas dėl:

• gedimai apsaugų viduje;

• per daug reaguojama, kai nereikia vykdomosios valdžios organo veiksmų;

• melagingi darbai nepažeidžiant elektros sistemos.

Siekiant pašalinti gedimus eksploatacijos metu, yra parengtas, įdiegtas projektas, paleidžiamas atiduodamas eksploatuoti ir prižiūrėti relių apsaugos įtaisus, atsižvelgiant į parengtus relinės apsaugos ir automatikos įtaisų reikalavimus, skirtus:

• selektyvumas, pagrįstas schemos hierarchija;

• greitis, nustatomas pagal reakcijos laiką;

• jautrumas pradiniams veiksniams;

• darbo patikimumas.

Atrankumo principas

Kitas įprastas jo pavadinimas yra selektyvumas. Ši savybė leidžia tiksliai nustatyti ir lokalizuoti akivaizdaus gedimo vietą struktūrizuotame tinkle su bet kokia hierarchija.

Pavyzdžiui, generatorius perduoda elektros energiją daugeliui vartotojų, esančių 1, 2 ir 3 zonose, turinčių atitinkamai savo apsaugą 1-2, 3-4 ir 5. Trūkstant galutiniam vartotojui vietoje Nr. 3, žalos srovės praeis per visas apsaugos grandines iš šaltinio.

Tačiau šioje situacijoje prasminga atjungti galutinę sekciją su pažeistu elektros varikliu, paliekant visus veikiančius įrenginius. Šiuo tikslu kiekvienai grandinei grandinės projektavimo etape įvedami skirtingi relinės apsaugos parametrai.

5 skyriaus apsauginiai įtaisai turi anksčiau pajusti gedimo sroves ir greičiau užtikrinti jų avarinį atjungimą nuo generatoriaus. Todėl pateiktoje schemoje dabartinės ir laiko parametrų vertės kiekviename skyriuje yra sumažintos nuo generatoriaus iki vartotojo, laikantis principo: kuo arčiau pažeidimo vietos, tuo didesnis jautrumas.

Tuo pat metu laikomasi atleidimo principo, atsižvelgiant į bet kokių techninių įtaisų, įskaitant žemesnio lygio apsaugines sistemas, gedimo galimybę. Tai reiškia: jei netinkamai veikia 3 skyriaus 5 skyriaus apsauga, trumpasis jungimas turėtų atjungti relės apsaugos įtaisus Nr. 4 arba 5 iš eilutės Nr. 2, kurie, savo ruožtu, yra apsaugoti skyriuje Nr. 1 esančiomis apsaugomis.

Veiklos principas

Žalos išjungimo laiką sudaro bent du veiksniai:

1. įjungiama apsauga;

2. grandinės pertraukiklio pavaros veikimas.

Pirmasis parametras gali būti pakoreguotas nuo mažiausios vertės atsižvelgiant į apsaugos dizainą ir naudojamų elementų skaičių. Tokie metodai sukuria delsos laiką specialių reguliuojamų relių įtraukimui į grandinę. Jis naudojamas tolimesnei apsaugai.

Prietaisai, esantys netoli pažeidimo vietos, turi būti sukonfigūruoti veikti kuo trumpesniais laiko intervalais.

Jautrumo principas

Ši savybė leidžia nustatyti apskaičiuotos žalos tipus ir neįprastas elektros sistemos situacijas dabartinės apsaugos zonoje.

Relių apsaugos ir automatikos įtaisų jautrumas

Norint nustatyti jo skaitinę išraišką, įvedamas koeficientas Кч, apskaičiuojamas pagal sekcijos trumpojo jungimo srovės mažiausios vertės ir suveikimo srovės vertės santykį.

Tuo pačiu metu tinkamai veikia relinės apsaugos ir automatikos įtaisai, esant Icz

Optimali jautrumo koeficiento vertė yra 1,5–2.

Patikimumo principas

Jai apibrėžti pateikiamos sąvokos:

• veikimo laikas

• išlaikymas;

• ilgaamžiškumas;

• atkaklumas.

Kiekvienas iš jų turi savo vertinimo kriterijus.

Relių apsaugos ir automatikos įtaisų patikimumas

Apsaugos nuo relinių įtaisų valdymas ir techninė priežiūra apsvarstyti trys atsakymo funkcijų patikimumo variantai:

1. su vidiniais trumpaisiais jungimais saugomoje zonoje;

2. praeinant išoriniam trumpam jungimui už darbo zonos ribų;

3. režimais be pažeidimų.

Tuo pat metu patikimumas skirstomas į:

• operacinis;

• aparatūros kambarys.

Avarinis valdymas

Bet kuris relinės apsaugos blokas yra ne tik nepriklausoma grandinė, bet ir sujungtas į aukštesnio lygio kompleksus, kurie galiausiai sudaro elektros sistemos avarinę valdymo sistemą. Ji visus elementus sujungia su kitais komponentais ir visapusiškai vykdo savo užduotis.

Sutrumpintą apsaugos ir automatikos funkcijų sąrašą parodo supaprastinta blokų schema.

Tinklo avarinių situacijų valdymas

Trumpa relinės apsaugos ir automatikos veikimo ypatybių santrauka leidžia daryti išvadą, kad relės operatoriaus profesija reikalauja nuolatinio eksploatuojamos įrangos tyrimo, žinių tobulinimo ir stiprių praktinių įgūdžių formavimo.

Daugiau apie estafetės operatoriaus profesiją: Profesijos elektriko relių apsauga ir automatika

Apie šiuolaikinius relinės apsaugos įtaisus skaitykite čia: Relės apsaugos nuo mikroprocesorių pagrindai: galimybių ir ginčytinų klausimų apžvalga