Reléová ochrana a automatizace elektroenergetiky: definice, účel, požadavky na reléovou ochranu a automatizaci

Spolehlivost zařízení v energetické soustavě určuje kvalitu napájení a je jedním z prvků, které tvoří konečnou cenu elektřiny. Bez ohledu na to, jak kvalitní jsou komponenty, jak kompetentně jsou namontovány a správně nakonfigurovány, je nevyhnutelný stav nouze. Reléová ochrana a automatizace elektrických napájecích systémů má za úkol omezit poškození způsobené poškozením jednotlivých prvků.

Účel a evoluce

První prostředky určené pro nouzové odpojení zátěže byly použity na úsvitu vzniku elektřiny. Například Edisonovi životopisci zmínili zajímavý případ. Firma amerického vynálezce na počátku své existence vyráběla elektřinu výhradně pro osvětlení, čímž vzniká tvrdý konkurenční boj s majiteli podniků na výrobu paliv pro plyn lucerny.

Na jednu z výstav vyslali sabotéry, kteří museli na Edisonově demu zařídit zkrat, aby veřejnosti dokázali nespolehlivost inovace. Pojistky obsažené v obvodu však vypadly a poté byly rychle a snadno vyměněny, což naopak prokázalo relativní snadnost a bezpečnost manipulace s kabeláží.

V současné době se místo pojistek používá komplexní sada ochranných zařízení / Účel ochrany relé a automatizace - okamžitá detekce odchylek od normálních provozních režimů a okamžitá izolace havarijních komponent od sítí. Termín "ochrana relé" v automatizaci napájecích systémů je také výraz používaný pouze tradicí. Moderní systémy, které řídí provoz elektrických instalací, jsou spíše složitá multifunkční elektronická zařízení než soubor elektromechanických relé.

Podstatu reléové ochrany a automatizace napájecích systémů pro figuríny lze vysvětlit následovně: reléová ochrana a automatizace nejsou jen svaly pro odbuzení prvků podle ovládání signálů a především inteligentní systém, který nepřetržitě monitoruje energetický komplex pro hrozbu havárie a rozhoduje o potřebě určitých komutace.

Proto je výběr typu a značky zařízení poměrně snadnou součástí práce specialistů na ochranu relé a automatizaci elektrických systémů. Jejich hlavním úkolem je analýza pravděpodobných havarijních situací a správná konfigurace ovládacích a spínacích prvků.

Požadavky na ochranu

Předmětem sledování pro komplexy RZiA jsou odchylky v provozu silových elektrických zařízení. Dělí se na 2 typy:

1. Poškození. Hlavním důvodem jsou zkraty a fázové uzemnění. Obvykle poškození jednoho uzlu naruší zbytek systému.
2. Abnormální režimy. Patří mezi ně všechny nepřijatelné odchylky od referenčních ukazatelů provozu prvků při absenci poškození.

Poškození a abnormální podmínky vytvářejí příznivé podmínky pro poruchu nebo zrychlené opotřebení elektrického zařízení a procesy mohou nastat velmi rychle, doslova v milisekundách. Proto je včasná detekce a správná reakce řídicích systémů nesmírně důležitá pro udržení zdraví celého systému. Proto existují požadavky na reléovou ochranu, na základě kterých je navržena reléová ochrana a automatizace napájecích systémů.

Spolehlivost a jednoduchost

Spolehlivost ochranných systémů je základním požadavkem, která určuje bezporuchový provoz celého energetického systému. Ve zjednodušené podobě požadavek znamená, že ochranný systém musí být připraven ke správné funkci kdykoli a v případě jakýchkoli poruch a abnormálních provozních režimů energetického systému, pro který je zamýšlený. Spolehlivost je kvantitativní pojem definovaný statistickými údaji. S rostoucím počtem spojů a spojů, generátorů a transformátorů se zvyšují požadavky na spolehlivost. Ukazatel je dosažen díky:

• snadná instalace;
• vysoce kvalitní kontakty;
• prachotěsné kryty;
• použití kvalitních materiálů pro kontaktní skupiny;
• vysoce kvalitní zpracování;
• pečlivá údržba a péče.

Jednoduchost přímo souvisí se spolehlivostí. Zpravidla platí, že čím jednodušší je ochranný obvod a čím méně prvků v něm, tím vyšší bude jeho spolehlivost. Totéž platí pro senzory pro monitorování a analýzu.

Selektivita (selektivita) a citlivost

Selektivita je schopnost ochrany přesně vybrat nouzovou část systému a izolovat vadný prvek, aniž by byla narušena funkce zbytku. Vysoce kvalitní, navržený a účinný systém ochrany a automatizace relé je schopen správně reagovat na poruchu a zabránit zbytečnému vypínání prvků. Citlivost relé se nazývá nejmenší hodnota hodnoty, která jej pohání, při které je uvedeno do provozu kvůli výskytu zkratového proudu v monitorovací zóně.

Popsané parametry jsou ovlivněny těmito faktory:

• chyby měření;
• chyby v nastavení;
• přesnost samotných relé;
• životní prostředí;
• parametry výpočtu nejistoty.

Faktory bezpečnosti a citlivosti jsou specifické pro dané místo. Omezení lze upravit např. požadavky na stabilitu provozu nebo možností přechodu na redundantní zdroje. Vysoce citlivé obvody jsou vždy relativně složité, těžké zařízení a nejsou levné. Taková ochrana se používá pouze v případech, kdy nelze použít jednoduché mechanismy z důvodu nízké citlivosti.

Rychlost práce

Výkon je rychlost identifikace a deaktivace nouzových prvků systému. Moderní ochranná relé to dělají za méně než jeden cyklus výkonu a frekvence. Rychlost je nesmírně důležitá jako faktor pro dosažení:

• snížení škod;
• zvýšení stability systémů napájení;
• snížení přerušení pro spotřebitele;
• snížení pravděpodobnosti, že se jedna porucha rozvine v jinou;

Existují však poškození, u kterých je pro dosažení potřebné selektivity použito záměrné zpoždění, až několik sekund.

Digitální elektronické systémy

V současné době je v provozu mnoho systémů navržených a nainstalovaných před desítkami let na bázi nejjednodušších elektromagnetických relé. Tato situace je spojena s dlouhou životností a uspokojivou spolehlivostí elektromechanických zařízení. Systémy nejnovější generace jsou vyráběny na bázi elektroniky a digitální technologie. Mezi jejich výhody patří mnoho rozdílů od klasických:

• obsahovat méně přístrojových transformátorů a umožnit použití lineárních převodníků, jako jsou optické proudové transformátory a děliče napětí;
• mají nízkou spotřebu energie v režimu ovládání;
• nabízejí větší přesnost a flexibilitu nastavení;
• vybavené vysoce kvalitními rozhraními a dálkovými ovladači;
• obecně levnější se stejnou funkčností jako elektromechanické.

Obrana je stále složitější. Vyvíjí se pro něj specializovaný software, který je postaven na modulární bázi. Moderní produkty nabízejí možnost komunikace přes internet (včetně bezdrátové) a programování přes USB. Použití high-tech ochran samozřejmě vyžaduje servis a podporu kvalifikovaných specialistů. Ve většině případů návrhu a instalace hovoříme o kompletním balíčku včetně vybavení, jeho instalace na místě, programování a údržby.