Relaisschutz und Automatisierung von elektrischen Energiesystemen: Definition, Zweck, Anforderungen an Relaisschutz und Automatisierung

Die Zuverlässigkeit der Geräte im Stromnetz bestimmt die Qualität der Stromversorgung und ist eines der Elemente, die die Endkosten des Stroms bilden. Egal wie hochwertig die Komponenten sind, wie kompetent sie montiert und richtig konfiguriert sind, ein Notfall ist vorprogrammiert. Der Relaisschutz und die Automatisierung von elektrischen Energiesystemen haben die Aufgabe, Schäden durch Schäden an einzelnen Elementen zu begrenzen.

Zweck und Entwicklung

Die ersten Mittel zur Notabschaltung von Lasten wurden zu Beginn des Aufkommens der Elektrizität verwendet. Edisons Biographen haben zum Beispiel einen interessanten Fall erwähnt. Zu Beginn seines Bestehens produzierte das Unternehmen des amerikanischen Erfinders ausschließlich Strom für Beleuchtung, wodurch ein starker Wettbewerb mit den Eigentümern von Unternehmen bei der Herstellung von Kraftstoffen für Gas entsteht Laternen.

Sie schickten Saboteure zu einer der Ausstellungen, die auf der Edison-Demo einen Kurzschluss arrangieren mussten, um der Öffentlichkeit die Unzuverlässigkeit der Innovation zu beweisen. Aber die im Stromkreis enthaltenen Sicherungen lösten aus und wurden dann schnell und einfach ausgetauscht, was im Gegenteil die relativ einfache und sichere Handhabung der Verkabelung demonstrierte.

Derzeit wird anstelle von Sicherungen ein komplexer Satz von Schutzeinrichtungen verwendet / Zweck des Relaisschutzes und Automatisierung - sofortige Erkennung von Abweichungen vom normalen Betriebsmodus und sofortiges Trennen von Notfallkomponenten von Netzwerke. Auch der Begriff „Relaisschutz“ ist in der Automatisierung von Stromversorgungsanlagen ein nur noch traditionell verwendeter Begriff. Moderne Systeme, die den Betrieb elektrischer Anlagen steuern, sind komplexe multifunktionale elektronische Geräte und keine Ansammlung elektromechanischer Relais.

Das Wesen des Relaisschutzes und der Automatisierung von Stromversorgungssystemen für Dummies lässt sich wie folgt erklären: Relaisschutz und -automatisierung sind nicht nur Muskeln, um Elemente steuerungsgemäß abzuschalten Signale und vor allem ein intelligentes System, das den Energiekomplex kontinuierlich auf drohende Unfälle überwacht und über den Bedarf an sicheren Kommutierung.

Daher ist die Auswahl des Gerätetyps und der Gerätemarke ein relativ einfacher Teil der Arbeit von Spezialisten für Relaisschutz und Automatisierung elektrischer Systeme. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, wahrscheinliche Notfallsituationen und die richtige Konfiguration von Steuer- und Schaltelementen zu analysieren.

Schutzanforderungen

Gegenstand der Überwachung für RZiA-Komplexe sind Abweichungen beim Betrieb von leistungselektronischen Betriebsmitteln. Sie sind in 2 Typen unterteilt:

1. Schaden. Der Hauptgrund sind Kurzschlüsse und Phasenerdung. Normalerweise stört die Beschädigung eines Knotens den Rest des Systems.
2. Abnormale Modi. Dazu gehören alle inakzeptablen Abweichungen von den Referenzindikatoren für den Betrieb von Elementen ohne Beschädigung.

Schäden und anormale Bedingungen schaffen günstige Bedingungen für den Ausfall oder beschleunigten Verschleiß von elektrischen Geräten, und Prozesse können sehr schnell, buchstäblich in Millisekunden, ablaufen. Daher ist die rechtzeitige Erkennung und korrekte Reaktion von Steuerungssystemen äußerst wichtig, um den Zustand des gesamten Systems zu erhalten. Daher gibt es Anforderungen an den Relaisschutz, auf deren Grundlage der Relaisschutz und die Automatisierung von Stromversorgungssystemen ausgelegt werden.

Zuverlässigkeit und Einfachheit

Zuverlässigkeit von Schutzsystemen ist eine Grundvoraussetzung, die den störungsfreien Betrieb des gesamten Energiesystems bestimmt. In vereinfachter Form bedeutet die Anforderung, dass das Schutzsystem funktionsbereit sein muss in jederzeit und bei Störungen und anormalen Betriebszuständen des Stromnetzes, für das es vorgesehen. Zuverlässigkeit ist ein quantitativer Begriff, der durch statistische Daten definiert wird. Mit der steigenden Zahl von Anschlüssen und Anschlüssen, Generatoren und Transformatoren steigen die Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Der Indikator wird erreicht durch:

• erleichterte Installation;
• hochwertige Kontakte;
• staubdichte Gehäuse;
• die Verwendung hochwertiger Materialien für Kontaktgruppen;
• hochwertige Verarbeitung;
• sorgfältige Wartung und Pflege.

Einfachheit steht in direktem Zusammenhang mit Zuverlässigkeit. In der Regel ist die Zuverlässigkeit umso höher, je einfacher die Schutzschaltung und je weniger Elemente darin sind. Gleiches gilt für Sensoren zur Überwachung und Analyse.

Selektivität (Selektivität) und Empfindlichkeit

Selektivität ist die Fähigkeit des Schutzes, den Notfallteil des Systems genau auszuwählen und das fehlerhafte Element zu isolieren, ohne die Funktion des Rests zu stören. Ein hochwertiges, konstruiertes und effektives Relaisschutz- und Automatisierungssystem ist in der Lage, auf einen Fehler richtig zu reagieren und verhindert, dass die Elemente unnötig spannungsfrei geschaltet werden. Die Empfindlichkeit des Relais wird als kleinster Wert des Werts bezeichnet, der es ansteuert, bei dem es aufgrund des Auftretens eines Kurzschlussstroms im Überwachungsbereich in Betrieb genommen wird.

Die beschriebenen Parameter werden durch solche Faktoren beeinflusst:

• Messfehler;
• Fehler in den Einstellungen;
• die Genauigkeit der Relais selbst;
• Umgebung;
• Unsicherheitsberechnungsparameter.

Sicherheits- und Empfindlichkeitsfaktoren sind standortspezifisch. Einschränkungen können beispielsweise durch Anforderungen an die Betriebsstabilität oder durch die Möglichkeit der Umschaltung auf redundante Stromversorgungen angepasst werden. Hochempfindliche Schaltungen sind immer relativ komplex, schwere Geräte und nicht billig. Ein solcher Schutz wird nur in Fällen verwendet, in denen einfache Mechanismen aufgrund geringer Empfindlichkeit nicht angewendet werden können.

Arbeitsgeschwindigkeit

Leistung ist die Geschwindigkeit, mit der Notfallelemente des Systems identifiziert und deaktiviert werden. Moderne Schutzrelais tun dies in weniger als einem Netzfrequenzzyklus. Geschwindigkeit ist ein äußerst wichtiger Faktor, um Folgendes zu erreichen:

• Schadensminderung;
• Erhöhung der Stabilität von Stromversorgungssystemen;
• Reduzierung von Unterbrechungen für Verbraucher;
• Verringerung der Wahrscheinlichkeit, dass sich eine Fehlfunktion zu einer anderen entwickelt;

Es gibt jedoch Schäden, bei denen die erforderliche Selektivität absichtlich verzögert wird, bis zu mehreren Sekunden.

Digitale elektronische Systeme

Derzeit sind viele Systeme in Betrieb, die vor Jahrzehnten auf Basis einfachster elektromagnetischer Relais konstruiert und installiert wurden. Diese Situation ist mit einer langen Lebensdauer und einer zufriedenstellenden Zuverlässigkeit elektromechanischer Geräte verbunden. Die Systeme der neuesten Generation werden auf Basis von Elektronik und Digitaltechnik hergestellt. Ihre Vorteile umfassen viele Unterschiede zu den klassischen:

• enthalten weniger Messwandler und ermöglichen die Verwendung von linearen Wandlern wie optischen Stromwandlern und Spannungsteilern;
• haben einen geringen Stromverbrauch im Kontrollmodus;
• bieten eine größere Genauigkeit und Flexibilität der Einstellungen;
• ausgestattet mit hochwertigen Schnittstellen und Fernbedienungen;
• im Allgemeinen billiger bei gleicher Funktionalität wie elektromechanische.

Die Verteidigung wird immer komplexer. Dafür wird eine spezielle Software entwickelt, die modular aufgebaut ist. Moderne Produkte bieten die Möglichkeit der Kommunikation über das Internet (auch drahtlos) und die Programmierung über USB. Natürlich erfordert der Einsatz von Hightech-Schutzmaßnahmen Service und Unterstützung durch qualifiziertes Fachpersonal. In den meisten Fällen handelt es sich bei der Planung und Installation um ein Komplettpaket, einschließlich Ausrüstung, Installation vor Ort, Programmierung und Wartung.