Hoe relaisbescherming en automatisering werken

De eerste menselijke experimenten met elektriciteit en het creëren van circuits voor het doorlaten van stroom gingen gepaard met kortsluiting en storingen, waarbij ervaring en kennis werden opgedaan, regelmatigheden van de lopende processen werden onthuld en operationele regels werden ontwikkeld.

Op basis van de analyse van de gemaakte fouten, begonnen apparaten te worden gemaakt die apparatuur en mensen beschermen tegen elektrische effecten. De eerste van dergelijke apparaten waren zekeringen, die doorbranden wanneer kritische belastingen werden gecreëerd, waardoor het stroomcircuit werd verbroken.

Meer complexe beschermende structuren begonnen massaal te worden geïntroduceerd na 1891, toen in Rusland, volgens het project van Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, 220 kW elektrische energie per 175 km met succes werd vervoerd met een efficiëntie van 77% op basis van een driefasig spanningssysteem ontwikkeld door dezelfde wetenschapper.

Het beveiligingsprincipe was gebaseerd op het principe van relais - apparaten die constant een bepaalde elektrische parameter van het netwerk bewaken, en wanneer ze kritieke waarden bereiken, activeren ze: ze veranderen hun oorspronkelijke status scherp door het elektrisch circuit te schakelen.

De eerste beveiligingsinrichtingen werden gemaakt op basis van elektromechanische relaisontwerpen en de specialisten die bij hun werking betrokken waren, werden de term "relais" genoemd, die tot op heden geldig is.

De relaisbeveiligings- en automatiseringsservice (RPA) die in het stroomsysteem is gecreëerd op basis van voortdurend opgedane ervaring, is tegelijkertijd betrokken bij andere complexe processen:

• controlesystemen, inclusief lokale, externe en externe methoden;

• apparaat sloten;

• signaalcircuits waarmee gebeurtenissen in het netwerk kunnen worden geanalyseerd;

• metingen van verschillende elektrische grootheden in bestaande circuits;

• analyse van de kwaliteit van metingen op basis van metrologische normen;

• enkele andere functies.

Principes van constructie van circuit van beveiligingsapparatuur

Een nogal omslachtige en complexe basis op basis van elektromechanische structuren wordt voortdurend verbeterd en aangepast. Voor de beveiligingswerkzaamheden worden nieuwe technische ontwikkelingen geïntroduceerd. In moderne energiecomplexen worden elektromagnetische, inductie, statische - halfgeleider- en microprocessor-apparaten met succes gecombineerd.

Ze worden verenigd door een praktisch onveranderlijk basisalgoritme van processen, dat voor elk specifiek geval is gemoderniseerd. De belangrijkste beveiligingsfuncties worden aangetoond door het structurele diagram.

De belangrijkste functies van beveiligingsapparatuur

Observatie-eenheid

De belangrijkste functie is het bewaken van de lopende elektrische processen in het systeem op basis van metingen van stroom- en / of spanningsmeettransformatoren.

De uitgangssignalen die van de eenheid worden genomen, kunnen rechtstreeks naar het logische circuit worden verzonden ter vergelijking met de door de gebruiker gedefinieerde afwijkingen van de nominale waarden, instellingen genoemd, of in eerste instantie worden geconverteerd naar een digitale vorm.

Logisch blok

Hier worden de ingangssignalen vergeleken met de grenskarakteristieken van de instellingen. De minste match tussen hen leidt tot het uitvaardigen van een commando om de verdedigingen te bedienen.

Uitvoerende eenheid

Het wordt constant in gereedheid gehouden voor reactie op commando's van logische eenheden. In dit geval vindt omschakeling plaats in het bedradingsschema volgens een vooraf bepaald algoritme dat schade aan apparatuur en persoonlijk letsel uitsluit.

Alarm eenheid

De processen die in het systeem plaatsvinden, worden zo snel uitgevoerd dat een persoon ze niet met hun organen kan waarnemen.Om de perfecte gebeurtenissen op te lossen, zijn alarmapparaten geïnstalleerd die visuele, geluidsblootstellingsmethoden gebruiken en de wijzigingen opslaan die zich in het geheugen hebben voorgedaan.

In alle alarmconstructies wordt de overdracht van de status na de operatie naar de oorspronkelijke positie eenmaal uitgevoerd door de operator handmatig, waardoor het verlies van informatie over de werking van de beveiliging door automatisering wordt geëlimineerd.

Beginselen van bescherming

Een zeer serieuze houding ten opzichte van de betrouwbaarheid en veiligheid van elektriciteitsgebruik heeft de basisvereisten bepaald waaraan relaisbeveiligingssystemen moeten voldoen. Het zijn echter ook technische apparaten, wat betekent: ze kunnen de juiste prestaties verstoren.

Uitval van relaisbeveiligingssystemen is mogelijk met:

• fouten in de beveiligingen;

• buitensporige reacties wanneer de actie van het uitvoerend orgaan niet vereist is;

• vals werk zonder schade aan het elektrische systeem.

Om storingen tijdens bedrijf uit te sluiten, is een project ontwikkeld, geïnstalleerd, in bedrijf gesteld met inbedrijfstelling en onderhoud van relaisbeveiligingsapparatuur, rekening houdend met de ontwikkelde vereisten voor relaisbeveiliging en automatiseringsapparatuur voor:

• selectiviteit op basis van de hiërarchie van het schema;

• snelheid bepaald door de responstijd;

• gevoeligheid voor startfactoren;

• betrouwbaarheid van het werk.

Principe van selectiviteit

Een andere veel voorkomende naam ervoor is selectiviteit. Met deze eigenschap kunt u de plaats van de gemanifesteerde storing in een gestructureerd netwerk met elke hiërarchie nauwkeurig identificeren en lokaliseren.

Een generator zendt bijvoorbeeld elektrische energie naar veel verbruikers die zich in sectie 1, 2 en 3 bevinden, uitgerust met hun eigen beschermingen 1-2, respectievelijk 3-4 en 5. In het geval van een kortsluiting in de eindgebruiker op locatie nr. 3, zullen schade stromen door alle beschermingscircuits van de bron gaan.

In deze situatie is het echter logisch om het laatste gedeelte los te koppelen met een beschadigde elektromotor, waardoor alle bedieningsapparaten in werking blijven. Voor dit doel worden verschillende relaisbeveiligingsinstellingen geïntroduceerd voor elk circuit in de ontwerpfase van het circuit.

De beveiligingsinrichtingen van sectie 5 moeten de foutstromen eerder voelen en ervoor zorgen dat ze sneller van de generator worden losgekoppeld. Daarom worden in het bovenstaande schema de waarden van de stroom- en tijdinstellingen in elke sectie verlaagd van de generator tot de consument, volgens het principe: hoe dichter bij de plaats van schade, hoe hoger de gevoeligheid.

Tegelijkertijd wordt aan het redundantieprincipe voldaan, rekening houdend met de mogelijkheid van het falen van technische apparaten, inclusief beveiligingssystemen van een lager niveau. Dit betekent: als de beveiliging van sectie 5 van sectie 3 niet goed werkt, moet een kortsluiting de relaisbeveiligingsinrichtingen nr. 4 of 5 van lijn nr. 2 loskoppelen, die op hun beurt verzekerd zijn door de bescherming van sectie nr. 1.

Prestatieprincipe

De uitschakeltijd van schade bestaat uit ten minste twee factoren:

1. getriggerde bescherming;

2. werking van de stroomonderbrekeraandrijving.

De eerste parameter kan worden aangepast vanaf de minimumwaarde vanwege het ontwerp van de bescherming en het aantal gebruikte elementen. Dergelijke methoden creëren een vertragingstijd voor het opnemen van speciale instelbare relais in het circuit. Het wordt gebruikt voor verdere bescherming.

Apparaten in de buurt van de plaats van beschadiging moeten worden geconfigureerd om met de kortst mogelijke tijdsintervallen te werken.

Principe van gevoeligheid

Met deze eigenschap kunt u de soorten berekende schade en abnormale situaties van het voedingssysteem binnen de huidige beschermingszone bepalen.

Gevoeligheid van relaisbescherming en automatiseringsapparaten

Om de numerieke uitdrukking te bepalen, wordt de coëfficiënt Кч geïntroduceerd, berekend door de verhouding van de minimumwaarde van de kortsluitstroom voor de sectie tot de waarde van de uitschakelstroom.

Tegelijkertijd werken relaisbeveiliging en automatiseringsapparaten correct bij Icz

De optimale waarde van de gevoeligheidscoëfficiënt ligt in het bereik van 1,5-2.

Betrouwbaarheidsprincipe

Om het te definiëren, worden de voorwaarden geïntroduceerd:

• uptime;

• onderhoudbaarheid;

• duurzaamheid;

• persistentie.

Elk van hen heeft zijn eigen evaluatiecriteria.

Betrouwbaarheid van relaisbescherming en automatiseringsapparatuur

Bediening en onderhoud van relaisbeveiligingsinrichtingen beschouwen drie opties voor betrouwbaarheid in responsfuncties:

1. met interne kortsluiting in de beschermde zone;

2. tijdens het passeren van externe kortsluiting buiten het werkgebied;

3. in modi zonder schade.

Tegelijkertijd is betrouwbaarheid onderverdeeld in:

• operationeel;

• hardware kamer.

Noodbediening

Elke relaisbeschermingseenheid is niet alleen een onafhankelijk circuit, maar wordt gecombineerd tot complexen op een hoger niveau, die uiteindelijk het noodbesturingssysteem van het voedingssysteem vormen. Ze heeft elk element verbonden met andere componenten en voert haar taken volledig uit.

Een verkorte lijst van beveiligings- en automatiseringsfuncties wordt aangetoond door een vereenvoudigd blokdiagram.

Grid Emergency Management

Een korte samenvatting van de kenmerken van de werking van relaisbescherming en automatisering stelt ons in staat te concluderen dat het beroep van een relaisoperator constant onderzoek vereist van de apparatuur die in werking treedt, het verbeteren van kennis en het opbouwen van sterke praktische vaardigheden.

Meer over het beroep van een relay-operator: Beroep Elektricien relaisbescherming en automatisering

Lees hier meer over moderne relaisbeveiligingsapparatuur: op microprocessor gebaseerde relaisbeveiligingsapparatuur: een overzicht van mogelijkheden en controversiële problemen