До развития микропроцессорной техники для защиты подстанций напряжением свыше 1000 вольт применялись различные системы на реле. Они потребляли огромное количество энергии для собственных нужд, были сложны в настройке и не отличались надёжностью. Сегодня эту задачу выполняют системы логической защиты шин, построенные на электронных блоках.
Защита и автоматика ввода
Лзш: принцип работы, применение для релейной защиты и схемы
Логическая защита шин в настоящее время входит в состав практически любого микропроцессорного терминала РЗА. Ее задача – отключить короткое замыкание на шинах РУ за минимально возможное время, ограничивающееся только собственным временем срабатывания электронной части терминала. Обычно это от 0,1 до 0,15 с.
Почему именно ЛЗШ является наиболее эффективной защитой для этой части РУ? Рассмотрим возможные варианты ликвидации КЗ на шинах.
Первый вариант – применение дифференциальной защиты. Для ее реализации потребуются дополнительные обмотки трансформаторов тока на всех присоединениях секции.
Их нужно соединить с дифференциальным реле, задача которого – в момент КЗ сложить токи, входящие на шины от фидеров питания и токи на отходящих присоединениях.
В случае превышение током небаланса величины уставки реле дает команду на отключение.
Система получается очень сложной, но со сложностью падает ее надежность.
К тому же трансформаторы тока с дополнительными обмотками дороже. Накладываются ограничения по проверкам РЗА присоединений: при случайной подаче тестового тока на него защита сработает ложно.
Вариант с использованием неполной дифференциальной защитой шин тоже не является достаточно эффективным.
Он отличается от предыдущего тем, что используются трансформаторы тока только питающих линий и мощных потребителей. Но его применение, ко всему прочему, сильно ограничено.
Следующая возможность защитить шины – МТЗ питающих линий. В принципе, его и выполняют в подавляющем большинстве случаев. Но у этого вида защиты есть существенный недостаток. Для отстройки МТЗ от коротких замыканий на отходящих присоединениях ее выдержка времени должна быть больше, чем у МТЗ потребителей. На практике это 1 – 3 секунды.
С увеличением тока КЗ каждая секунда его действия становится фатальной для электрооборудования. Чем дольше горит дуга, тем больше разрушений она приносит.
Уставки по току задаются при программировании БМРЗФКС
-защиту минимального напряжения (ЗМН);
-квазитепловую защиту фидера;
-резервирование при отказах выключателя (УРОВ);
-логическую защиту шин (ЛЗШ);
-двукратное автоматическое повторное включение (АПВ);
-защиту смежного фидера контактной сети (токовая отсечка и вторая ступень ДЗ).
Для защиты фидеров ДПР были применены БМРЗ-ФПЭ, позволившие осуществить:
-токовую отсечку; трехступенчатую МТЗ, причем первые две ступени имеют независимую выдержку времени, а выдержка времени третьей ступени может быть как зависимой, так и независимой на выбор;
— защиту минимального напряжения;
-УРОВ;
-логическую защиту шин;
-двукратное АПВ.
Другие защиты, входящие в МТ БМРЗФПЭ (защита нулевой последовательности и т.д.), не используются.
На выключателях вводов 27,5 кВ использованы МТ БМРЗФВВ, содержащие в себе:
-двухступенчатую МТЗ с блокировкой по напряжению;
-две ступени ДЗ («замочная скважина»);
-защиту минимального напряжения;
—УРОВ с возможностью включения выходного реле в цепи РЗА защит высокой стороны на пряжения силового трансформатора;
-логическую защиту шин;
-защиту от подпитки коротких замыканий на стороне высокого напряжения от смежных подстанций через контактную сеть.
Из чего состоит ЛЗШ
Элементы логической защиты шин не сосредоточены в одном месте. Это система, объединяющая терминалы защит питающих и отходящих линий.
Отходящие линии при запуске собственных защит (обычно – МТЗ), формируют сигнал блокировки ЛЗШ. Для этого на каждом из них выделяется по одному дискретному выходу. Сигналы от всех отходящих линий секции поступают на дискретные входы терминалов фидеров питания. Для передачи используется система шин питания и управления, входящая в состав любого современного распределительного устройства. На этом, собственно, вся конструктивная часть и заканчивается. Остается выставить правильные настройки ЛЗШ на всех терминалах, задать назначение дискретных входов и выходов.
Терминалы секционных выключателей получают сигнал блокировки ЛЗШ от присоединений обоих секций, которые они соединяют. Для этого используются разные дискретные входы.
Схемы организации ЛЗШ
Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ
При внешнем коротком замыкании запускается МТЗ присоединения, на котором оно произошло. Естественно, отключение произойдет по истечении выдержки по времени, предусмотренной для данного тока замыкания.
Но, при наличии ЛЗШ, терминал выполнит еще одну задачу: выдаст сигнал ее блокировки.
Он поступит на терминалы фидеров, питающих секцию.
На этих терминалах, если произойдет срабатывание МТЗ, запустится ЛЗШ. Именно в них она настроена на отключение, на отходящих элементах оно не нужно, их задача – только передача сигнала о том, что КЗ находится в их зоне действия, и они готовы его ликвидировать.
Появление сигнала блокировки приведет к тому, что ЛЗШ на терминалах питающих линий остановится, и отключения не произойдет.
В случае отказа МТЗ отходящей линии короткое замыкание будет устранено МТЗ питающего фидера или УРОВ. За отказ ЛЗШ не отвечает.
Работа ЛЗШ при КЗ на шинах
Если короткое замыкание произошло на шинах РУ, сигнала блокировки от отходящих линий не поступит, так как ток КЗ через них не проходит.
Запуск МТЗ питающих шины линий при отсутствии сигнала блокировки приведет к мгновенному действию ЛЗШ на отключение присоединений.
Причем отключатся независимо друг от друга все выключатели, через которые в данный момент осуществляется питание. Если помимо ввода включен секционный выключатель, то ЛЗШ сработает и на нем.
Защита носит название логической именно потому, что ее работа связано с анализом места КЗ в системе: если ни один терминал отходящей линии не видит замыкание, значит – оно на шинах.
Зона, охваченная защитой, ограничивается местами установки трансформаторов тока всех присоединений секции. В этом она похожа на дифференциальную защиту шин, реализованную классическим образом. При срабатывании ЛЗШ формируется сигнал запрета АВР на поврежденную секцию.
Надежность ЛЗШ
В отличие от других защит, ЛЗШ редко срабатывает при проверках РЗА персоналом электролабораторий.
При работе на отходящих присоединениях сигнал блокировки, хоть и поступает на входы терминалов линий питания, но вреда не приносит.
Диагностика цепей на обрыв при помощи обтекания током
Вернемся к дискретным цепям, в которых нельзя использовать метод избыточной информации. Это все входные цепи с единичными контактами, переключателями и кнопками со стороны плюса опер. тока
Если вы можете пропускать небольшой фиксированный ток через такую цепь, то контроль на обрыв становится реальным. Правда создать такую цепь не просто, да и сама конструкция не вызывает у релейщиков доверия (см. рисунок ниже)
Зная напряжение опер. тока и номинал шунтирующего контакт резистора R вы определяете ток контроля цепи. Резкое увеличение тока в цепи означает замыкание контакта (работа с соответствии с основным алгоритмом), а исчезновение тока контроля Ik — обрыв цепи.
Минусы данной схемы очевидны: нужен внутренний источник питания цепей и схема анализа тока в каждом дискретном входе терминала. Да и установка резисторов параллельно каждому внешнему НО-контакту довольно скучное занятие. Поэтому в реальности схему применяют нечасто, хотя устройства с внутренним источником питания дискретных входов на рынке есть.
Что такое релейная защита и для чего она нужна?
Вы здесь: В соответствии с требованиями правил технической эксплуатации электроустановок (сокращенно ПТЭ) силовое оборудование электросетей, подстанций и самих электрических станций должно быть обязательно защищено от токов КЗ и сбоев нормального режима работы. В качестве средств защиты используются специальные устройства, основным элементом которых является реле.
Собственно, поэтому они так и называются – устройства релейной защиты и электроавтоматики (РЗА). На сегодняшний день существует множество аппаратов, способных в кратчайшие сроки предотвратить аварию на обслуживаемом участке электросети или в крайнем случае предупредить персонал о нарушении рабочего режима.
В этой статье мы рассмотрим назначение релейной защиты, а также ее виды и устройство.
Для чего она нужна?
Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.
Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д.
Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.
Основные требования к защитным устройствам
Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:
Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.
Классификация реле
При рассмотрении данной темы нельзя не остановиться на видах релейной защиты. Классификация реле представлена следующим образом:
Что касается самих видов РЗА, их множество. Сразу же рассмотрим, какие бывают разновидности реле и для чего они используются.
Отдельно хотелось бы также рассмотреть виды электроавтоматики, назначение которой в отличие от релейной защиты наоборот включать питание обратно. Итак, в современных РЗА используют автоматику следующего вида:
Помимо этого существуют следующие виды автоматики:
Вот мы и рассмотрели назначение и области применения релейной защиты. Последнее, о чем хотелось бы рассказать – из чего состоит РЗА.
Конструкция РЗА
Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:
Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:
РЗА в энергетике для новичков
Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.
Будет полезно прочитать:
РЗА в энергетике для новичков
Другие статьи по теме
Какие бывают реле времени?
Автоматический ввод резерва (АВР)
АВР — это базовая автоматика для РУ с несколькими секциями.
При этом не стоит думать, что АВР делается всегда. Есть упрощенные ТП 10/0,4 кВ, в которых АВР делается обычно по стороне 0,4 кВ из-за того, что стороне 10 кВ, для удешевления и упрощения, применяют выключатели нагрузки и работают без ТН.
Алгоритм АВР в современных терминалах обычно делают распределенным на блоках РЗА ввода. Есть варианты АВР на блоках РЗА ТН 6(10) кВ, а также специальные устройства АВР, которые содержат только это алгоритм и управляют сразу тремя выключателями (например, БМРЗ-107-АВР и Сириус-АВР).
Если интересно как работает простой АВР 6(10) кВ, то посмотрите это видео
Алгоритм автоматического восстановления нормального режима (ВНР) позволяет вернуть схему в исходное положение без участия оперативного персонала, после того как напряжения на отключенном вводе восстановилось. Его используют не всегда, часто предпочитая возвращать нормальную схему вручную.
Разговор о защитах ввода мы продолжим в следующей статье, где рассмотрим РЗА ввода 6(10) кВ на ПС.
На рисунке Терминал защиты и автоматики ввода 6(10) кВ типа БЭ2502А03.
Разработчик НПП «ЭКРА», www.ekra.ru.
БЭ2502А03 содержит все перечисленные в статье защиты
Логическая защита шин (ЛЗШ)
Сегодня логическая защита шин является неотъемлемой частью системы релейной защиты и автоматики распределительных устройств 6-35 кВ. Ее распространению способствовал переход от электромеханической элементной базы к микропроцессорным блокам РЗА. Еще 15-20 лет назад вы вряд ли бы увидели ЛЗШ в проекте.
Стандартное время срабатывания МТЗ ввода 6-10 кВ – 1-2 секунды, против 0,1-0,15 секунд у ЛЗШ. Выигрыш в быстродействии очевиден.
С осторожностью нужно применять ЛЗШ на подстанциях с крупными двигателями 6-10 кВ, которые могут давать подпитку внешнего короткого замыкания с уровнем тока, достаточным для пуска защит присоединений и вводов РУ. Это может привести к ложной работе ЛЗШ с неселективным отключением секции 6-10 кВ или блокировки ЛЗШ при ложном пуске защит присоединений.
В последнее время ЛЗШ, для удешевления проектов, стали применять в кольцевых сетях с многосторонним питанием (шины 6-35 кВ ПС, РП, ГТЭС и т.д.). Для этого пусковые органы защит выполняют направленными. Данный вариант нужно всесторонне рассматривать с учетом надежности системы релейной защиты и в случае особо ответственных объектов, отдавать предпочтение дифференциальной защите шин!
Структура ЛЗШ
ЛЗШ — это распределенная защита. Она не находится в одном конкретном терминале, а распределена по защитам вводов, СВ и отходящих присоединений (линий, трансформаторов, двигателей, БСК и т.д.).
Так как защита шин 6-35 кВ осуществляется вводными и секционным выключателями, то именно в терминалах ввода и СВ реализована отключающая токовая ступень (ЛЗШ), работающая с минимальной выдержкой времени (0,1-0,15 с).
Пусковые органы защит нижестоящих присоединений дают информацию о том, есть ли замыкание на присоединении, и в случае его наличия, замыкают выходные контакты своего терминала для передачи сигнала на терминалы ввода и СВ. Это выходной сигнал называется “Блокировка ЛЗШ”.
Замыкание на присоединении (вне зоны действия ЛЗШ)
Стоит отметить, что несмотря на название, ЛЗШ защищает не только сами шины, но и зону выключателей. Как и для дифференциальной защиты шин, ее зона действия определяется местами установки трансформаторов тока.
На этом об Основах ЛЗШ все! В следующий раз поговорим о возможных схемах реализации логической защиты шин в реальных проектах.
Фиксация обрыва цепей с использованием возврата реле
Идея стара, как релейная защита и надежна на АК-47. Запитываете катушку реле или внутреннюю схему терминала РЗА, сторожевой контакт размыкается и ждет своего часа. Если питание исчезло или произошел обрыв цепи, то контакт возвращается в замкнутое состояние под действием пружины. Для фиксации неисправности потребуется цепи со смежным опер. ток, которыми обычно выступают цепи центральной сигнализации (см. рисунок ниже)
Для контроля питания терминала даже не нужно дополнительных элементов потому, что реле “Отказ” есть в каждом устройстве (обычно два контакта — для ЦС и АСУ/ТМ). Если же хотите контролировать все оперативные цепи, то можно в самый конец повесить промежуточное реле с НЗ-контактом (на рисунке KL). Я не люблю такие схемы потому, что выглядит достаточно колхозно и увеличивает количество оборудования, но почему бы и нет? Особенно, если входные сигналы важные
Контролируемые цепи: оперативные, цепи питания
Кстати, я бы применял реле “Отказ” даже на Цифровой подстанции с диагностикой через GOOSE-сообщения потому, что через них не всегда понятно, обрыв произошел или терминал вышел из строя. Хотя по косвенным признакам это можно попробовать определить
Схемы логической защиты шин
В этой статье речь пойдет о схемах выполнения логической защиты шин (далее — ЛЗШ) в КРУ 6(10) кВ на постоянном оперативном токе. Схема ЛЗШ может быть построена по схеме параллельного и последовательного соединения контактов отходящих линий.
Рассмотрим схему логической защиты шин при последовательном соединении контактов (рис.2). Структурная схема КРУ 6(10) кВ представлена на рис.1.
Рис.2 – Цепи ЛЗШ по схеме последовательного соединения
Принцип работы ЛЗШ при схеме последовательного соединения довольно прост. При возникновении короткого замыкания на отходящих линиях, срабатывает их МТЗ, тем самым блокируя работу ЛЗШ. При коротком замыкании на сборных шинах МТЗ отходящих линий не запускаются, контакты замкнуты и запускают работу ЛЗШ. В это время с минимальной выдержкой времени отключается вводной (секционный) выключатель.
Данная схема имеет ряд недостатков, а именно: • при большом количестве последовательно соединенных контактов, снижается надежность работы ЛЗШ, при обрыве одного из проводов, ЛЗШ выходит из строя. • усложняется вывод отходящей линии в ремонт, приходиться ставить перемычку вместе где используется контакт ЛЗШ, во избежание разрыва цепи ЛЗШ.
Рассмотрим теперь схему логической защиты шин при параллельном соединении контактов (рис.3).
Рис.3 – Цепи ЛЗШ по схеме параллельного соединения
Данная схема более надежна и в ней отсутствуют недостатки при последовательном соединении. Принцип ее работы такой же как и при последовательном соединении.
Алгоритм фиксации обрыва по избыточной информации
А что делать, если сигнал нужно взять по “нулю”?
Это довольно частое явление, например, прием сигнала через блок-контакт выключателя. Положение выключателя вам нужно определять и во включенном, и в отключенном состоянии. Какой бы БК вы не использовали в свое время он окажется в открытом положении (на входе терминала или реле “висит” 0)
Для таких случаев применяют вариант избыточной информации, т.е. подключаются сразу к двум типам блок-контактов — нормально замкнутому и нормально разомкнутому, которые механически связаны друг с другом (например, находятся на одном валу привода). При этом мы можем четко зафиксировать обрыв парной цепи, если сигнал отсутствует сразу на двух входах терминала.
Это классическая задача контроля цепей привода через реле/входы РПВ/РПО (см. картинку ниже, левая часть)
Кстати у меня есть подробная статья на эту тему.
Да, господа релейщики, чтобы вы не скучали — какого элемента не хватает в цепи РПВ/РПО для данного варианта реализации? Всякие блок-контакты элегаза и пружины считайте, что я просто не показал, но они как бы есть) Кроме этого, чего не хватает в схеме? Пишите в комментах)
Еще один вариант применения такого решения — это контроль цепей оперативной блокировки, с которыми на подстанциях большие проблемы (та же картинка, правая часть). Только вместо БК выключателей вы применяете БК разъединителей. Этот метод стал популярен с приходом цифровой оперативной блокировки и позволяет надежно зафиксировать обрыв цепей сигнализации о положения ножа.
Где еще используется метод фиксации обрыва по избыточной информации? В принципе во всех дискретных цепях, где мы может ее получить. Например, для контроля обрыва шинки блокировки ЛЗШ, при последовательном соединении контактов
Да, выше я писал, что блокировку ЛЗШ лучше делать по “единице”. Но это верно только “если нет способа подтвердить сигнал!” Внимательно прочитайте правило)
Алгоритм ЛЗШ обрабатывает сразу два логических сигнала — блокировка ЛЗШ от нижестоящих присоединений (размыкание контакта нижестоящей защиты) и пуск собственной ступени МТЗ. Если вы соберете шинку блокировки ЛЗШ, как показано на рисунке ниже, то сможете фиксировать обрыв этой шинки по простому признаку
Это тот же принцип, что для РПВ/РПО, но связь между логическими сигналами не столь очевидна. На электромеханике можно собрать аналогичную схему, но эти принципы получили массовое распространение именно с приходом МП РЗА.
Контролируемые цепи: все, кроме измерительных
Логическая защита шин
До развития микропроцессорной техники для защиты подстанций напряжением свыше 1000 вольт применялись различные системы на реле. Они потребляли огромное количество энергии для собственных нужд, были сложны в настройке и не отличались надёжностью. Сегодня эту задачу выполняют системы логической защиты шин, построенные на электронных блоках.
Защита и автоматика ввода
Релейная защита и автоматика
РЗиА – это система, предназначенная для защиты подстанции от аварийного режима работы. Она представляет собой сложнейший комплекс электрических и электронных устройств. Релейная защита и автоматика непрерывно контролируют состояние сети и, при необходимости, производят в ней различные переключения.
Любая РЗиА обладает селективностью (избирательностью). Т.е. она отключает именно тот участок энергосистемы, на котором возник ненормальный или аварийный режим работы.
Соответственно, без напряжения остаётся часть потребителей, а не все сразу. Особенно это необходимо в случаях, когда отключение подразумевает нарушение тех.
процессов предприятий, сопровождающихся риском возникновения ЧС или финансовых убытков.
Также релейная защита характеризуется быстродействием. Под этим свойством подразумевают время, затраченное на отключение повреждённого участка линии. Быстродействие тесно связано с селективностью. Уставка допустимого времени протекания аварийной ситуации учитывается в настройках терминала РЗиА, и от него зависит, на каком именно участке линия будет отделена от общей системы.
Дополнительная информация. Быстродействие защиты является её важнейшей характеристикой. Для правильной настройки нужна золотая середина. Если выдержки времени подобраны так, что они слишком короткие или продолжительные, то система будет отключать линии, которые в этом не нуждаются, т.е. будут происходить ложные срабатывания.
Из чего состоит ЛЗШ
Отвечая на вопрос «ЛЗШ защита что это», можно сказать, что она включает в себя сложный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для отключения линии при внештатном режиме работы. Все их условно можно разделить на 3 категории:
Упрощённо всё это работает следующим образом. На шинах подстанции возникает какая-либо внештатная ситуация, например, короткое замыкание. Трансформаторы тока регистрируют критическое превышение этого параметра.
С них сигнал передаётся в микропроцессорный терминал, который его обрабатывает. При этом учитывается ток короткого замыкания, его продолжительность и ряд других характеристик.
Затем терминал подаёт сигнал на исполнительный орган – вакуумный выключатель, который отключает участок линии, поражённый коротким замыканием.
Схемы организации ЛЗШ
Большинство комплексов логической защиты шин реализуется по последовательной или параллельной схеме. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы ЛЗШ похож в обоих случаях.
При последовательной схеме отдельные контакты следуют друг за другом. Пока все из них замкнуты, на вход блокировки ЛЗШ поступает сигнал, предотвращающий срабатывание защиты. Если хоть один контакт релейного терминала разомкнётся, то общая цепочка будет нарушена.
Последовательная схема ЛЗШ
В случае с параллельной схемой контакты изначально находятся в нормально разомкнутом положении. Для срабатывания ЛЗШ также необходимо, чтобы один из них изменил своё состояние, т.е. замкнулся.
Поведение ЛЗШ при внешнем КЗ
Максимальная токовая защита
Принцип действия логической защиты шин основан на отсечке линии при возникновении в ней тока короткого замыкания. В данном случае подразумевается, что КЗ произошло где-то за пределами подстанции.
Пока линия находится в нормальном режиме работы, контакты ЛЗШ формируют сигнал блокировки. Он препятствует срабатыванию защиты, поэтому система находится под напряжением. Как только происходит КЗ или серьёзная перегрузка по току, контакты ЛЗШ размыкаются. Происходит включение защиты.
Расчёт времени отключения линии напрямую зависит от интенсивности КЗ и настроек, внесённых наладчиком в терминал РЗиА.
Дополнительная информация. На воздушных линиях электропередач возможны неустойчивые короткие замыкания. Они могут быть вызваны перехлёстом проводов из-за ветра. В таком случае замыкание носит кратковременный характер, после его исчезновения линия снова включается в работу устройством автоматического повторного включения (АПВ).
Работа ЛЗШ при КЗ на шинах
Другая цель применения ЛЗШ – это отключение напряжения при возникновении короткого замыкании на шинах. При этом речь идёт о КЗ, происходящем непосредственно на территории распределительного устройства (РУ) или подстанции. Данная ситуация имеет особенность.
Замыкание происходит в непосредственной близи от трансформатора. Сопротивление шин до точки КЗ имеет минимальное значение. Ток замыкания будет крайне высоким, вплоть до десятков тысяч ампер.
Терминал РЗиА, регистрируя такое большое значение, соберёт цепочку ЛЗШ быстрее, чем, если бы авария сформировалась где-то далеко от подстанции. Если по каким-либо причинам данный каскад защиты не отработает, то питание отключится тем, который стоит выше по цепи.
При этом из работы выйдет вся секция. Срабатывание будет неселективным, что является нежелательным.
Диагностика токовых цепей
Особенность токовых цепей состоит в том, что в них нет событий (появления или исчезновения значимого сигнала). Измерения идут постоянно, вне зависимости от наличия повреждения в первичной сети. Большую часть времени в этих цепях присутствует периодический сигнал, который не дает вам значимую информация для диагностики обрыва. И даже если сигнал исчезает, то это не обязательно означает обрыв. Возможно просто нагрузка в сети упала до нуля.
Таким образом, проконтролировать единичную токовую цепь на обрыв практически невозможно. Вы, конечно, сейчас напишите мне 100500 относительно честных способов контроля таких цепей (типа, измеряй ток I2, сравнивай с I1), но на практике, для ступенчатых защит, контроль обрыва токовых цепей не применяют. Здесь Цифровая подстанция действительно может дать фору обычной.
Другое дело дифференциальные защиты, где, при отсутствии повреждения “в зоне”, ток в защите всегда примерно равен нулю. Если вы сможете выбрать уставку алгоритма диагностики токовых цепей ниже максимального тока небаланса, но выше начальной уставки срабатывания ДЗТ, то сможете фиксировать обрывы токовых цепей . Что и делается на практике, причем как в микропроцессорных РЗА, так и в схемах с электромеханикой.
Из книги «Дифференциальная защита шин 110-220 кВ». И.Р. Таубес. БЭ. 1984 г.
Например, в схемах ДЗШ уставка начала характеристики срабатывания выбирается выше, чем рабочий ток самого нагруженного присоединения. При обрыве любой токовой цепи срабатывает сигнализация и ДЗШ выводится из работы. Это делается для того, чтобы не было ложного отключения при внешнем КЗ. Дальше у вас есть какое-то время на поиск обрыва и восстановление нормальной схемы.
Кстати, с появлением терминалов РЗА со второй группой токовых входов, под керн 0,5, появилась возможность контроля токовых цепей по избыточной информации, аналогично дискретным.
Заодно уменьшится количество электронных устройств, которые выполняют практически одни и те же функции. Правда у релейщиков и асушников могут возникнуть вопросы по объединению функций в одном устройстве. А там и служба телемеханики подтянется)
Релейная защита. Виды и устройство. Работа и особенности
Согласно правилам эксплуатации электроустановок силовые устройства электрических сетей и электростанций должны быть обеспечены защитой от сбоев в эксплуатации и токов короткого замыкания. Средствами защиты являются специальные устройства, выполненные на основе реле, что оправдывает их название релейная защита и автоматика (РЗА). В настоящее время существует много различных устройств, способных в короткие сроки блокировать возникшую аварию в электрической сети, либо подать предупредительный сигнал о возникновении аварийного режима.
Релейная защита работает чаще всего совместно с автоматикой, и их устройство взаимосвязано со специфическими видами аварийных режимов сети:
Виды релейной защиты
Реле классифицируются по определенным признакам:
Релейная защита и автоматика бывают различных видов:
Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:
Релейная защита. Устройство
Электромеханические конструкции релейной защиты постоянно модернизируются и совершенствуются. Внедряются инновационные технологические разработки и проекты. В новейших энергетических системах объединены статические, индукционные, электромагнитные устройства с микропроцессорными и полупроводниковыми элементами.
Однако основной смысл и порядок работы релейной защиты для всех новых устройств остается неизменным. Схема структуры релейной защиты показана на рисунке.
1 — Электрический сигнал 2 — Блок наблюдения электрических процессов 3 — Блок логики и анализа 4 — Исполнительный блок
5 — Сигнальный блок
Блок наблюдения
Главной функцией этого блока является мониторинг электрических процессов, происходящих в электрической системе, путем измерений такими устройствами, как трансформаторы напряжения и тока.
Сигналы выхода на блоке могут передаваться непосредственно логическому блоку для сравнения параметров с настроенными пользователем значениями отклонений от нормальных значений, которые называются уставками. Также сигналы блока наблюдения могут сначала преобразовываться в цифровой вид, а затем передаваться дальше.
Блок логики
В этом блоке выполняется сравнение поступивших сигналов с предельными значениями уставок. Даже незначительное совпадение этих параметров между собой приводит к возникновению команды на срабатывание защиты.
Исполнительный блок
Этот блок все время находится в состоянии, готовом к срабатыванию, при поступлении команды от блока логики. При срабатывании осуществляются переключения цепи электроустановки по запланированному алгоритму, который составлен по принципу недопущения неисправностей электрооборудования и удара электрическим током работников.
Сигнальный блок
В электрической системе все процессы происходят очень быстро, поэтому человек не в состоянии воспринимать их. Чтобы сохранить происходящие в системе события, применяют специальные сигнальные устройства. Которые работают путем звукового и визуального оповещения, а также сохраняют все происходящие события в памяти устройства.
Все виды устройств после их срабатывания переводятся в исходное состояние оператором вручную. Это позволяет гарантированно сохранить информацию о действии автоматики и релейной защиты.
Принципы работы
Релейная защита может иметь нарушения в своей работоспособности, которые выражаются следующими факторами:
Чтобы исключить отказы при функционировании релейной защиты, вырабатываются специальные требования к ней при проектировании, установке, настройки с запуском в работу, и техническом обслуживании:
Принцип надежности
Этот принцип определяется:
Каждый из этих факторов имеет свою оценку.
Обслуживание и эксплуатация релейной защиты имеет три варианта надежности по срабатыванию при:
Надежность устройств защиты бывает:
Принцип чувствительности
Этот принцип дает возможность определить виды предполагаемых расчетных повреждений и ненормальных режимов энергетической системы в рабочей зоне защиты.
Кч = Iкз min/Iсз
Чтобы определить его числовое значение, используется коэффициент Кч. Коэффициент рассчитывается отношением наименьшего тока короткого замыкания рабочей зоны к величине тока срабатывания. Релейная защита работает в нормальном режиме при:
Iсз https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/rozetki-vykljuchateli/releinaia-zashchita/
Введение
На сегодняшний день электроэнергия занимает особое положение. Ее исключительные качества, такие как возможность трансформации и легкое преобразование в другие виды энергии: тепловую, механическую, обусловили сегодняшнее широкое развитие электроэнергетических систем (ЭЭС). Сегодня производство, доставка и распространение электрической энергии осуществляется множеством служб: производства энергии, оперативные службы, диспетчерские службы распределительных сетей, ремонтники электрического оборудования и другие. Нужно отметить, что доставка и распространение электрической энергии обладает рядом отличительных особенностей, не характерных другим отраслям промышленности. Например, мгновенное распространение электрического тока, а также возможность передачи огромного количества энергии (при высоком напряжении) может привести к чрезвычайным последствиям в случае возникновения аварии. Вот почему ЭЭС особое место отводится обеспечению защиты.
Сегодня разработано множество принципиальных схем защиты линий, аппаратов и участков сетей от возникновения ненормальных режимов, самыми опасными из которых являются Короткие Замыкания (КЗ). Кроме систем защиты также особое значение имеет контролирование параметров сети на отдельных ее участках, а также оперативное удаленное управление коммутационной аппаратуры. Телемеханика и измерения, наряду с защитой от ненормальных режимов, обычно также является зоной ответственности службы релейной защиты, обычно называют Служба Релейной Защиты, Автоматики и Измерений (РЗАИ)[2].
