Требования к релейной защите

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

Устройства релейной защиты

Релейная защита выполняется с помощью реле различных типов. Электрическое реле—это электрический аппарат, замыкающий или размыкающий свою выходную цепь при достижении входной величиной заданного значения или условия, называемого уставкой реле. Отдельные типы реле имеют несколько входных и выходных цепей (например, реле направления мощности, сопротивления, промежуточные и т.п.). В настоящее время в эксплуатации применяются электромеханические реле с замыкающимися или размыкающимися контактами, бесконтактные реле на полупроводниковых, ферромагнитных или магнитоуправляемых элементах, а также цифровые реле, на базе микропроцессорных устройств.

Реле подразделяются па первичные и вторичные, на реле прямого и косвенного действия. Первичные реле включаются непосредственно в первичную цепь, а вторичные реле — через трансформаторы тока и напряжения. Реле прямого действия воздействуют непосредст­венно на расцепляющий механизм привода выключателя, а реле косвенного действия — косвенно, через электромагнит отключения.

Различают основные (измерительные) и вспомогательные (логические) реле. При аварийных и анормальных режимах в энергосистеме изменяются токи цепей и их фазы, напряжения в различных точках сети, направления потоков мощностей, частота переменного тока в сети, взаимные сопротивления между различными точками сети и т. п. Поэтому в качестве основных реле используют реле тока, напряжения, направления мощности, частоты и сопротивления. В качестве вспомогательных реле, выполняющих логические функции защиты, применяют реле времени, промежуточные и указательные реле.

На схемах положение контактов реле, как правило, указывается для так называемых нормальных условий, когда катушки реле не обтекаются током.

Релейные защиты подразделяются па основные и резервные. Основной называется защита, предназначенная для работы при всех видах повреждений или части из них в пределах всего защищаемого элемента энергосистемы, причем с временем, меньшим, чем у других установленных защит. Резервной называется защита, резервирующая основную в случае ее отказа или вывода из работы, а также защиты смежных элементов при их отказе или отказе выключателей смежных элементов.

Требования к релейной защите

К устройствам релейной защиты предъявляются следующие требования:

Селективность действия – это такое действие релейной защиты, при котором обеспечивается отключение только поврежденного элемента системы. Так, применительно к схеме радиальной сети, показанной на Рис. 6.1, требование селективности действия сводится к тому, чтобы при коротком замыкании в точке К1 отключался только выключатель Q3, а при КЗ в точке К2– выключатель Q2.

Быстродействие. Поврежденный элемент системы всегда желательно отключить возможно быстрее. Однако быстрота отключения ограничивается собственными временами действия релейной защиты и выключателя, а также условиями обеспечения селективной работы релейной защиты. В общем случае время отключения равно:

t_откл = t_с,р,з+ t_з + t_{с,в,откл} + t_д = t_с,р,з + t_з+ t_в,откл,

где t_с,р,з – собственное время релейной защиты; t_з–выдержка вре­мени, установленная на защите; t_{с,в,откл} – собственное время выключателя, т. е. время от подачи импульса на катушку отключения до момента начала расхождения дугогасительных контактов выключателя; t_д – время горения дуги; t_в,откл – полное время отключения выключателя.

Для защит, действующих без выдержки времени, в зависимости от типов реле и выключателей время отключения оказывается равным t_откл = t_с,р,з+ t_в,откл = (0,02 ¸ 0,04)+(0,04 ¸ 0,2) = 0,06 ¸ 0,24 с. Таким образом, при существующих типах реле и выключателей нижний предел времени отключения коротких замыканий может составлять 3 ¸ 12 периодов тока частотой 50 Гц.

Рис. 6.1. Релейная защита радиальной сети

Чувствительность. Релейная защита должна быть достаточно чувствительной (т.е. реагирующей) к повреждениям на защищаемом элементе энергосистемы, а в ряде случаев — также к повреждениям на смежных элементах. При этом обеспечивается резервирование действия защит в случае отказа одной из них. Так, например, если при КЗ в точке К1 (Рис. 6.1) откажет в действии основная защита АКЗ, то резервирующая защита АК2, чувствительная к этому КЗ, должна прийти в действие и отключить выключатель Q2. Чувствительность защит оценивается коэффициентом чувствительности К₄.

Надежность. Требование надежности работы релейной защиты, как свойства выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки, сводится к тому, чтобы защита надежно срабатывала в тех случаях, когда она должна работать, и надежно не срабатывала в остальных случаях. Чем проще схема защиты, меньше количество реле и контактов в схеме, лучше качество реле и качество монтажа вторичных цепей, тем надежнее работает защита в целом. Если на один и тот же выключатель действует несколько независимых защит, то надежность срабатывания повышается, а надежность несрабатывания понижается.