Ochrona przekaźnikowa i automatyka systemów elektroenergetycznych: definicja, cel, wymagania dotyczące ochrony przekaźnikowej i automatyki

Niezawodność urządzeń w systemie elektroenergetycznym decyduje o jakości zasilania i jest jednym z elementów kształtujących ostateczny koszt energii elektrycznej. Bez względu na to, jak wysokiej jakości są komponenty, jak kompetentnie są zamontowane i poprawnie skonfigurowane, sytuacja awaryjna jest nieunikniona. Zabezpieczenie przekaźników i automatyka systemów elektroenergetycznych ma za zadanie ograniczać uszkodzenia spowodowane uszkodzeniem poszczególnych elementów.

Cel i ewolucja

Pierwsze środki przeznaczone do awaryjnego odłączania obciążenia zostały zastosowane u zarania pojawienia się elektryczności. Na przykład biografowie Edisona wspomnieli o interesującym przypadku. Na początku swojego istnienia firma amerykańskiego wynalazcy produkowała energię elektryczną wyłącznie dla oświetlenie, tworząc w ten sposób ostrą konkurencję z właścicielami przedsiębiorstw o ​​produkcję paliw do gazu latarnie.

Na jedną z wystaw wysłali sabotażystów, którzy musieli zaaranżować krótkie spięcie w demie Edisona, aby udowodnić publiczności zawodność innowacji. Ale bezpieczniki zawarte w obwodzie zadziałały, a następnie zostały szybko i łatwo wymienione, co, wręcz przeciwnie, wykazało względną łatwość i bezpieczeństwo obsługi okablowania.

Obecnie zamiast bezpieczników stosuje się złożony zestaw urządzeń ochronnych / Cel zabezpieczenia przekaźnika i automatyka - natychmiastowe wykrywanie odchyleń od normalnych trybów pracy i natychmiastowe odizolowanie elementów awaryjnych od sieci. Termin „zabezpieczenie przekaźnikowe” w automatyce układów zasilania to także wyrażenie używane tylko przez tradycję. Nowoczesne systemy sterujące pracą instalacji elektrycznych to złożone wielofunkcyjne urządzenia elektroniczne, a nie zbiór przekaźników elektromechanicznych.

Istotę ochrony przekaźników i automatyzacji układów zasilania manekinów można wyjaśnić w następujący sposób: ochrona przekaźników i automatyzacja to nie tylko mięśnie do odłączania elementów zgodnie ze sterowaniem sygnały, a przede wszystkim inteligentny system, który na bieżąco monitoruje kompleks energetyczny pod kątem zagrożenia wypadkiem i decyduje o potrzebie określonych komutacja.

Dlatego wybór typu i marki sprzętu jest stosunkowo łatwym elementem pracy specjalistów z zakresu ochrony przekaźników i automatyki układów elektrycznych. Ich głównym zadaniem jest analiza prawdopodobnych sytuacji awaryjnych oraz poprawna konfiguracja elementów sterowniczych i łączeniowych.

Wymagania dotyczące ochrony

Przedmiotem monitoringu dla kompleksów RZiA są odchylenia w pracy urządzeń elektroenergetycznych. Są podzielone na 2 typy:

1. Szkoda. Głównym powodem są zwarcia i uziemienie fazowe. Zazwyczaj uszkodzenie jednego węzła zakłóca resztę systemu.
2. Nieprawidłowe tryby. Należą do nich wszystkie niedopuszczalne odchylenia od referencyjnych wskaźników działania elementów przy braku uszkodzeń.

Uszkodzenia i nienormalne warunki stwarzają sprzyjające warunki do awarii lub przyspieszonego zużycia sprzętu elektrycznego, a procesy mogą zachodzić bardzo szybko, dosłownie w ciągu milisekund. Dlatego też terminowe wykrywanie i prawidłowa reakcja systemów sterowania jest niezwykle ważna dla utrzymania dobrego stanu całego systemu. W związku z tym istnieją wymagania dotyczące ochrony przekaźników, na podstawie których projektuje się ochronę przekaźników i automatykę systemów zasilania.

Niezawodność i prostota

Niezawodność systemów ochrony to podstawowy wymóg, który decyduje o bezawaryjnej pracy całego systemu energetycznego. W uproszczeniu wymaganie oznacza, że ​​system zabezpieczeń musi być gotowy do prawidłowego funkcjonowania w: w dowolnym momencie oraz w przypadku awarii i nienormalnych trybów pracy systemu elektroenergetycznego, dla których przeznaczony. Niezawodność to termin ilościowy definiowany przez dane statystyczne. Wraz ze wzrostem liczby połączeń i połączeń, generatorów i transformatorów wzrastają wymagania dotyczące niezawodności. Wskaźnik jest osiągany dzięki:

• łatwość instalacji;
• wysokiej jakości kontakty;
• ochrona przed kurzem obudów;
• wykorzystanie materiałów wysokiej jakości dla grup kontaktowych;
• wysoka jakość wykonania;
• ostrożna konserwacja i pielęgnacja.

Prostota jest bezpośrednio związana z niezawodnością. Z reguły im prostszy obwód ochronny i im mniej elementów, tym wyższa będzie jego niezawodność. To samo dotyczy czujników do monitorowania i analizy.

Selektywność (selektywność) i czułość

Selektywność to zdolność ochrony do dokładnego doboru awaryjnej części systemu i odizolowania wadliwego elementu bez zakłócania funkcjonowania reszty. Wysokiej jakości, zaprojektowany i skuteczny system zabezpieczeń i automatyki przekaźników jest w stanie prawidłowo reagować na awarię, zapobiegając niepotrzebnemu odłączaniu elementów. Czułość przekaźnika nazywana jest najmniejszą wartością wartości, która go napędza, przy której zostaje uruchomiony z powodu pojawienia się prądu zwarciowego w strefie monitorowania.

Na opisane parametry mają wpływ takie czynniki:

• błędy pomiarowe;
• błędy w ustawieniach;
• dokładność samych przekaźników;
• środowisko;
• parametry obliczania niepewności.

Czynniki bezpieczeństwa i wrażliwości są zależne od miejsca. Ograniczenia można regulować np. wymaganiami dotyczącymi stabilności pracy lub możliwością przełączenia na redundantne zasilacze. Obwody o wysokiej czułości są zawsze stosunkowo złożone, ciężkie i nie tanie. Taka ochrona jest stosowana tylko w przypadkach, gdy proste mechanizmy nie mogą być zastosowane ze względu na niską czułość.

Szybkość pracy

Wydajność to szybkość identyfikacji i wyłączania awaryjnych elementów systemu. Nowoczesne przekaźniki zabezpieczeniowe robią to w czasie krótszym niż jeden cykl częstotliwości zasilania. Szybkość jest niezwykle ważna jako czynnik w osiąganiu:

• redukcja obrażeń;
• zwiększenie stabilności systemów zasilania;
• ograniczenie przerw dla konsumentów;
• zmniejszenie prawdopodobieństwa przekształcenia się jednej awarii w drugą;

Zdarzają się jednak szkody, w których stosuje się celowe opóźnienie w celu uzyskania niezbędnej selektywności, do kilku sekund.

Cyfrowe systemy elektroniczne

Obecnie działa wiele systemów, zaprojektowanych i zainstalowanych kilkadziesiąt lat temu w oparciu o najprostsze przekaźniki elektromagnetyczne. Sytuacja ta związana jest z długą żywotnością i zadowalającą niezawodnością urządzeń elektromechanicznych. Systemy najnowszej generacji produkowane są w oparciu o elektronikę i technologię cyfrową. Ich zalety to wiele różnic w stosunku do klasycznych:

• zawierają mniej przekładników i pozwalają na stosowanie przetworników liniowych, takich jak optyczne przekładniki prądowe i dzielniki napięcia;
• mają niski pobór mocy w trybie sterowania;
• oferują większą dokładność i elastyczność ustawień;
• wyposażone w wysokiej jakości interfejsy i piloty;
• generalnie tańsze z taką samą funkcjonalnością jak elektromechaniczne.

Obrona staje się coraz bardziej złożona. Opracowywane jest dla niego specjalistyczne oprogramowanie, które jest budowane modułowo. Nowoczesne produkty oferują możliwość komunikacji przez Internet (również bezprzewodowo) oraz programowania przez USB. Oczywiście zastosowanie zaawansowanych technologicznie zabezpieczeń wymaga serwisu i wsparcia wykwalifikowanych specjalistów. W większości przypadków projektowania i instalacji mówimy o kompletnym pakiecie, obejmującym wyposażenie, jego instalację na miejscu, programowanie i konserwację.