В современном строительстве электроснабжения применяются релейная защита и автоматика.
Подключение электричества и создание надежных цепей для прохождения тока привели к необходимости разработки систем защиты и автоматики. Благодаря практическому опыту и исследованиям были выявлены закономерности происходящего и правила безопасной эксплуатации. В современных системах электроснабжения, релейная защита и автоматика предоставляют надежную защиту для длительной и безопасной эксплуатации. 
Основываясь на результатах анализа дефектов и ошибок, появились устройства, предназначенные для защиты оборудования и людей от электрических воздействий.
Плавкие предохранители были первыми приборами, которые обеспечивали защиту электрических цепей от критических нагрузок благодаря своему способу разрывания цепей электрического тока при перегреве.
Начиная с 1891 года, когда Михаил Осипович Доливо-Добровольский транспортировал 220 кВт электрической энергии на 175 км с КПД в 77% на основе трехфазной системы напряжения, более сложные защитные конструкции стали массово внедряться. Эта система была разработана самим ученым.
Основой работы защиты является принцип реле – устройства, которое постоянно следит за электрическим параметром сети, а при достижении определенного уровня срабатывает: переключает электрическую схему.
Для предоставления защиты при помощи электрики были разработаны реле. Профессионалы, которые взаимодействуют с этими устройствами, были обозначены как “релейщики”. Такая профессия существует и до сих пор.
Как электрик, я имею дело с релейной защитой и автоматикой энергосистемы. Мои обязанности включают в себя разработку и реализацию систем, которые позволяют управлять сетью с помощью местных, дистанционных и удаленных средств. Кроме того, я отвечаю за блокировку определенных устройств, анализ сигнальных цепей, измерение различных электрических величин и проведение анализа качества метрологических замеров. При этом важно придерживаться основных принципов построения схемы защитных устройств:
- Использование простых и доступных электрических компонентов. Это позволит избежать ненужных трудностей в процессе разработки и минимизировать время и затраты на сборку схемы.
- Обеспечение надежной работы защитных устройств. Использование достаточно мощных электрических компонентов позволит избежать проблем с недостаточной мощностью или нестабильной работой.
- Обеспечение безопасности. При проектировании схемы необходимо учитывать возможные риски и опасности, которые могут возникнуть в результате неправильной работы защитных устройств.
Принципы построения схемы защитных устройств
Для достижения максимальной эффективности при проектировании защитных устройств важно соблюдать три ключевых принципа:
- Использование простых и доступных электрическ
В целях повышения безопасности внедряются новые технические разработки для защитных систем.
Электрики используют современные энергетические комплексы, которые успешно объединяют электромагнитные, индукционные, статические – полупроводниковые и микропроцессорные устройства.
Работа электрика основывается на постоянно остающемся алгоритме процедур, который приспосабливается для каждого специфического случая.
Схема обеспечивает основные функции защиты.
Структурная схема демонстрирует основные функции защиты.
Он предоставляет возможность выявления превышения пороговых значений напряжения или тока, а также следить за временем процессов и признаками нестабильной работы.
Защита по току
Одна из наиболее важных функций защитных устройств – это их способность к защите по току, которая позволяет обеспечивать безопасную работу системы. Защита по току предусматривает отключение каналов при обнаружении превышения порогового значения напряжения или тока. В зависимости от оборудования может быть предоставлена возможность отключения отдельных потребителей или всей системы.
Основные функции защитных устройств включают блок наблюдения и защиту по току.
Блок наблюдения
Основная задача такого блока – прослеживание процессов в системе с помощью замеров от измерительных трансформаторов тока и/или напряжения. Он
Выходные сигналы с блока могут быть переданы логической схеме для сравнения с заданными пользователем величинами отклонений от номинальных значений, иначе известных как уставки, или же передаваться в цифровую форму.
Затем производится анализ результатов сравнения для получения выходного сигнала.
Блок логики
При проверке входящих сигналов с предустановленными параметрами происходит анализ результатов сравнения для определения выходного сигнала.
Совместное действие малейших компонентов приводит к выдаче управляющего сигнала для активации защиты.
Исполнительный блок представляет собой механизм, который выполняет команды логического блока.
Блок исполнительный
Он всегда готов к тому, чтобы выполнять команды логического блока. Блок исполнительный – это механизм, предназначенный для выполнения инструкций логического блока.
Электрики производят переключения в схеме электроустановки по заранее запланированному алгоритму, который позволяет избежать повреждения оборудования и получения электротравм персоналом.
В этом случае потребуется блок сигнализации. Он предназначен для того, чтобы информировать о происходящих изменениях и событиях.
Блок сигнализации
В системе процессы идут так быстро, что человек не может ими правильно воспринимать. Для того, чтобы избежать проблем и получать уведомления о событиях, используется блок сигнализации. Он поставлен для того, чтобы извещать о наступающих изменениях и происходящих событиях.
Для записи событий применяются сигнальные устройства, которые имеют возможность проявлять визуальное, аудио и другое влияние, а также хранить в памяти схему происходящих изменений.
Во всех конструкциях сигнализации, исключается возможность потери информации о работе защит автоматикой, поскольку после выполнения работы, перевод ее состояния в исходное положение осуществляется вручную оператором.
Эти принципы работы защиты можно сформулировать следующим образом:
Основные принципы защиты электрооборудования
При применении релейной защиты электрооборудования мы должны соблюдать несколько принципов: надежность и быстрое восстановление надлежащего работоспособного состояния, минимизация непредвиденных отключений, надежное определение источника ошибки, защита от неавторизованного доступа и предотвращение дальнейшего поражения электрооборудования. Это основные принципы работы релейной защиты и их необходимо учитывать при проектировании, изготовлении и эксплуатации электрооборудования.
Электрические устройства – это не только простые приборы, но и сложные агрегаты. Однако они также могут нести потенциальный риск нарушения нормальной работоспособности.
При неисправностях систем РЗА возможен отказ в работе защиты при наличии:
- неисправностей внутри защит;
- излишних срабатываний, когда действие исполнительного органа не требуется;
- ложной работе без повреждений электрической системы.
Выход системы РЗА из строя возможен при наличии:
- неисправностей в защитах;
- чрезмерного срабатывания исполнительного органа без необходимости;
- ложных работ при отсутствии повреждений электрической системы.
Отказ систем РЗА может быть вызван:
- неисправностями в защитах;
- избыточными срабатываниями, когда действие исполнительного органа не требуется;
- ложными работами без повреждений электрической системы.
В целях обеспечения надежности работы релейной защиты проводятся работы по проектированию, монтажу, наладке, вводу в эксплуатацию и обслуживанию релейной защиты, при этом учитываются требования к РЗА по:
- избирательности с учетом иерархии схемы;
- быстродействию, определяемому временем срабатывания;
- чувствительности к пусковым факторам;
- надежностью работы.
Разработка проекта, монтаж, наладка, ввод в эксплуатацию и обслуживание устройств релейной защиты позволяет исключить отказы в работе и обеспечивает выполнение всех требований к РЗА по:
- избирательности с учетом иерархии схемы;
- быстродействию, определяемому временем срабатывания;
- чувствительности к пусковым факторам;
- надежностью работы.
Для достижения максимальной надежности работы релейной защиты проводятся проектирование, монтаж, наладка, ввод в эксплу Это принцип, который действует в электротехнике, и он означает, что при контактировании с проводниками ток проходит через те из них, которые имеют меньшее сопротивление. Тем самым исключается перегрузка других проводников, и напряжение может быть передано без проблем.
- Название избирательности применяется в электротехнике для обозначения принципа, по которому при контактировании с проводниками ток проходит через те, которые имеют меньшее сопротивление. Это позволяет исключить нежелательную перегрузку и передачу напряжения без проблем.
При использовании этой характеристики мы можем точно определить и найти проблему в сложной сети с любой иерархией.
На рисунке представлен принцип селективности РЗА (электросети переменного тока).
На приведенном рисунке представлен принцип селективности РЗА (электросети переменного тока), который используется при передаче электрической энергии многим потребителям на участках №1, 2 и 3, имеющим свои собственные защиты 1-2, 3-4 и 5.
При наличии короткого замыкания в оборудовании потребителя на участке №3, токи повреждения могут протекать по всем защитным средствам схемы от источника.
В данном случае оправданным решением будет отключение отработавшего электродвигателя, оставив в работе все другие устройства.
Для достижения цели в схему включаются релейные защиты с различными параметрами для каждой цепи на стадии проектирования.
На участке 5 должны быть установлены системы защиты, способные быстро обнаружить неисправности и предотвратить их проникновение в сеть генератора.
В соответствии с схемой, представленной ниже, значения тока и времени для каждого участка снижаются от генератора до потребителя, придерживаясь принципа: чем ближе к месту повреждения, тем больше установки должны быть сделаны.
Для достижения надежности электроустановок, мы реализуем принцип резервирования, позволяющий предусмотреть возможность отказа технических средств, а также защитных устройств низкого уровня.
Если на участке №5 происходит неисправность и возникает короткое замыкание, то РЗА №4 или линии №2 должны быть отключены от защиты участка №1.
Скорость действия
Время полного отключения повреждения зависит от двух факторов:
1. Скорость реакции защиты;
2. Скорость привода выключателя.
Второй параметр также должен быть подобран в соответствии с заданными требованиями.
Электрик может настроить первый параметр по минимальному значению, определённому с учетом конструкции защиты и количества используемых элементов. Для второго параметра также необходимо подобрать подходящее значение, которое будет соответствовать установленным требованиям.
Для этих целей применяются электрические реле, которые могут создавать задержку времени перед включением в схему. Это позволяет создать дополнительную защиту для системы при работе с временными интервалами.
Для достижения желаемого эффекта следует использовать регулируемые реле, которые позволят создавать задержку времени перед включением в схему. Такая задержка может быть необходима для создания дополнительной защиты оборудования в случаях, когда требуется минимальный интервал времени для срабатывания.
РЗА должна обладать достаточной чувствительностью, чтобы подавить возможные повреждения энергосистемы и аварии в диапазоне частот, отличных от нормальных рабочих условий.
Принцип быстродействия РЗА
Чувствительность
Данная характеристика позволяет идентифицировать различные типы нарушений и аномальных ситуаций энергосистемы в пределах зоны защиты. РЗА должна иметь достаточную чувствительность для того, чтобы подавить потенциальные повреждения энергосистемы и аварии в частотном диапазоне отличном от нормальных рабочих условий.
Чем выше значение Кч, тем выше чувствительность устройства РЗА. Как правило, значение Кч равно или превышает десять.
Для оценки реакции РЗА на небольшие изменения напряжения и тока применяется понятие чувствительности. Оно отражает способность устройства РЗА быстро реагировать на малейшие изменения напряжения и тока. Для определения ее численного выражения применяется показатель Кч, который представляет собой отношение минимальной величины тока КЗ для участка к значению тока срабатывания. Чем больше значение Кч, тем выше чувствительность устройства РЗА. В большинстве случаев показатель Кч превышает десять.
Это означает, что при низких токах резистор проводит мало тока.
Если напряжение Icз ниже минимального значения Iкз, то РЗА будет работать должным образом. Это означает, что при низком напряжении резистор проводит всего немного тока.
Однако необходимо учитывать потребности двигателя и сложность схемы. В таких случаях значение может быть выше или ниже обозначенного.
Для достижения оптимального результата рекомендуется выбор коэффициента чувствительности в пределах 1,5-2. Однако, в зависимости от потребностей двигателя и сложности схемы, данное значение может быть выше или ниже указанного.
Безотказная работа – основной принцип надежности, который определяет величину вероятности срабатывания и время восстановления работоспособности после аварийных ситуаций.
2. Ремонтопригодность – показатель, который определяет возможность и простоту диагностики и ремонта устройства.
3. Долговечность – показатель, который отражает время работы устройства без проведения ремонтных работ.
4. Сохраняемость – показатель, который отражает время нормальной работы устройства после его снятия с пульта управления.
Основа надежности
Для определения принципа надежности были придуманы такие термины: безотказная работа, ремонтопригодность, долговечность и сохраняемость. Каждый из них имеет свои критерии оценки.
Надежность устройств РЗА
При обслуживании и эксплуатации устройств релейной защиты рассматривают три варианта на При электрических работах внутри зоны защиты, таких как внутренние коротковременные замыкания, необходимо осуществлять особую осторожность.
2. При внутренних электрических соединениях в защищённой зоне необходимо особого внимания, чтобы избежать коротковременных замыканий.
Задача электрика во время прохождения внешних КЗ за пределами рабочего участка – гарантировать эффективную и безопасную работу в режимах без повреждений. Для достижения такого результата необходимо обеспечить надежность электроустановок, которая является суммарным показателем эксплуатационной и аппаратной надежности.
Такие системы предназначены для автоматической отключения энергосистемы при возникновении аварийных ситуаций и восстановления её работы после исчезновения аварии.
Автоматическое противоаварийное управление
Блоки релейной защиты не только являются самостоятельными схемами, но и составляют высшие комплексы, которые, в свою очередь, образуют систему противоаварийного управления энергосистемы. Такие системы предназначены для автоматического отключения энергосистемы при возникновении аварийных ситуаций и автоматического восстановления её работы после исчезновения аварии.
Каждый элемент электрической системы взаимосвязан с другими компонентами и обеспечивает комплексное выполнение своих функций.
Главным компонентом защиты является автоматический выключатель (AВ), который служит для автоматического выключения по достижении заданных параметров. Для надежной защиты от перегрузки и короткого замыкания используются реле защиты (РЗ). Также есть несколько вариантов реле автоматики (РА), которые позволяют включать и выключать нагрузку автоматически. Наконец, имеются индикаторы, которые показывают состояние системы и позволяют производить диагностику в случае неисправности.
Структурная схема упрощена и показывает функции защиты и автоматики. Ключевым компонентом является автоматический выключатель (AВ), который автоматически отключает нагрузку при достижении заданных параметров. Для защиты от перегрузки и короткого замыкания используются реле защиты (РЗ). Для автоматического включения/выключения нагрузки имеются различные реле автоматики (РА). Наконец, для отображения состояния системы и диагностики Противоаварийное управление энергосистемы – неотъемлемая часть работы электрика. Релейщики должны знать и понимать цели и задачи такого управления, уметь диагностировать работу систем и правильно расставить приоритеты при работе с ними.
Противоаварийное управление энергосистемы – важная задача для электрика. Чтобы безопасно проводить работы, нужно иметь правильное понимание целей и задач такой системы. Релейщики должны постоянно изучать поступающее в эксплуатацию оборудование, а также совершенствовать свои практические навыки. Также они должны быть способны расставить приоритеты и диагностировать работу системы.
Релейная защита и автоматика — важные аспекты при установке и обслуживании электрических систем. Релейная защита предотвращает перегрузку и помогает сохранить безопасность электрических вентилей, преобразователей и других электрических устройств. Автоматика обеспечивает автоматическое управление и мониторинг системы.
Релейная защита представляет собой комплексную систему устройств, которая предотвращает перегрузку электрической системы. Она может быть спроектирована для защиты от перенапряжения, перегрузки или короткого замыкания в электрических системах. Она обеспечивает быстрое и точное отключение электрической системы при перегрузке или других опасных ситуациях.
Также автоматика играет важную роль в системах электрической защиты. Она позволяет автоматически управлять и мониторить электрические системы. Автоматика может быть применена для автоматического управления и мониторинг