Reléová ochrana a automatizácia elektrických systémov: definícia, účel, požiadavky na reléovú ochranu a automatizáciu

Spoľahlivosť zariadení v elektrizačnej sústave určuje kvalitu napájania a je jedným z prvkov, ktoré tvoria konečné náklady na elektrickú energiu. Bez ohľadu na to, aké kvalitné sú komponenty, ako kompetentne sú namontované a správne nakonfigurované, núdzová situácia je nevyhnutná. Reléová ochrana a automatizácia elektrických systémov obmedzuje škody spôsobené poškodením jednotlivých prvkov.

Účel a vývoj

Prvé prostriedky určené na núdzové odpojenie záťaže boli použité na úsvite vzniku elektriny. Napríklad Edisonovi životopisci spomenuli zaujímavý prípad. Na začiatku svojej existencie firma amerického vynálezcu vyrábala elektrinu výhradne pre osvetlenie, čím vzniká tvrdá konkurencia s majiteľmi podnikov na výrobu palív pre plyn lampáše.

Na jednu z výstav poslali sabotérov, ktorí museli na Edisonovom deme zariadiť skrat, aby verejnosti dokázali nespoľahlivosť inovácie. Poistky zahrnuté v obvode však vypadli a potom boli rýchlo a ľahko vymenené, čo naopak demonštrovalo relatívnu jednoduchosť a bezpečnosť pri manipulácii s elektroinštaláciou.

V súčasnosti sa namiesto poistiek používa komplexná sada ochranných zariadení / Účel ochrany relé a automatizácia - okamžitá detekcia odchýlok od bežných prevádzkových režimov a okamžitá izolácia núdzových komponentov od siete. Pojem „ochrana relé“ v automatizácii napájacích systémov je tiež výraz používaný iba tradíciou. Moderné systémy, ktoré riadia prevádzku elektrických inštalácií, sú skôr komplexné multifunkčné elektronické zariadenia než súbor elektromechanických relé.

Podstatu reléovej ochrany a automatizácie napájacích systémov pre figuríny možno vysvetliť takto: reléová ochrana a automatizácia nie sú len svaly na odpájanie prvkov podľa ovládania signálov a predovšetkým inteligentný systém, ktorý nepretržite monitoruje energetický komplex pre hrozbu havárie a rozhoduje o potrebe určitých komutácia.

Preto je výber typu a značky zariadenia pomerne ľahkou súčasťou práce špecialistov na ochranu relé a automatizáciu elektrických systémov. Ich hlavnou úlohou je analýza pravdepodobných havarijných situácií a správna konfigurácia ovládacích a spínacích prvkov.

Požiadavky na ochranu

Predmetom sledovania pre komplexy RZiA sú odchýlky v prevádzke silových elektrických zariadení. Sú rozdelené do 2 typov:

1. Poškodenie. Hlavným dôvodom sú skraty a fázové uzemnenie. Zvyčajne poškodenie jedného uzla naruší zvyšok systému.
2. Abnormálne režimy. Patria sem všetky neprijateľné odchýlky od referenčných ukazovateľov fungovania prvkov pri absencii poškodenia.

Poškodenie a abnormálne podmienky vytvárajú priaznivé podmienky pre poruchu alebo zrýchlené opotrebovanie elektrických zariadení a procesy môžu prebiehať veľmi rýchlo, doslova v milisekúndách. Preto je včasná detekcia a správna reakcia riadiacich systémov mimoriadne dôležitá pre udržanie zdravia celého systému. Preto existujú požiadavky na reléovú ochranu, na základe ktorej je navrhnutá reléová ochrana a automatizácia napájacích systémov.

Spoľahlivosť a jednoduchosť

Spoľahlivosť ochranných systémov je základnou požiadavkou, ktorý určuje bezporuchovú prevádzku celého energetického systému. V zjednodušenej forme požiadavka znamená, že ochranný systém musí byť pripravený na správnu funkciu kedykoľvek a v prípade akýchkoľvek porúch a abnormálnych prevádzkových režimov energetického systému, pre ktorý je zamýšľané. Spoľahlivosť je kvantitatívny pojem definovaný štatistickými údajmi. S pribúdajúcim počtom spojov a spojení, generátorov a transformátorov sa zvyšujú požiadavky na spoľahlivosť. Indikátor sa dosiahne vďaka:

• jednoduchosť inštalácie;
• vysoko kvalitné kontakty;
• ochrana krytov proti prachu;
• používanie kvalitných materiálov pre kontaktné skupiny;
• vysoká kvalita spracovania;
• starostlivá údržba a starostlivosť.

Jednoduchosť priamo súvisí so spoľahlivosťou. Spravidla platí, že čím jednoduchší je ochranný obvod a čím menej prvkov v ňom, tým vyššia bude jeho spoľahlivosť. To isté platí pre senzory na monitorovanie a analýzu.

Selektivita (selektivita) a citlivosť

Selektivita je schopnosť ochrany presne vybrať núdzovú časť systému a izolovať chybný prvok bez narušenia fungovania zvyšku. Kvalitný, navrhnutý a účinný systém ochrany a automatizácie relé je schopný správne reagovať na poruchu, čím zabraňuje zbytočnému vypínaniu prvkov. Citlivosť relé sa nazýva najmenšia hodnota hodnoty, ktorá ho poháňa, pri ktorej je uvedené do prevádzky v dôsledku výskytu skratového prúdu v monitorovacej zóne.

Opísané parametre sú ovplyvnené týmito faktormi:

• chyby merania;
• chyby v nastaveniach;
• presnosť samotných relé;
• životné prostredie;
• parametre výpočtu neistoty.

Faktory bezpečnosti a citlivosti sú špecifické pre danú lokalitu. Obmedzenia je možné upraviť napríklad požiadavkami na stabilitu prevádzky alebo možnosťou prechodu na redundantné zdroje. Vysoko citlivé obvody sú vždy relatívne zložité, ťažké zariadenia a nie lacné. Takáto ochrana sa používa iba v prípadoch, keď nie je možné použiť jednoduché mechanizmy z dôvodu nízkej citlivosti.

Rýchlosť práce

Výkon je rýchlosť identifikácie a deaktivácie núdzových prvkov systému. Moderné ochranné relé to robia za menej ako jeden cyklus výkonu a frekvencie. Rýchlosť je mimoriadne dôležitá ako faktor pri dosahovaní:

• zníženie poškodenia;
• zvýšenie stability systémov napájania;
• zníženie prerušení pre spotrebiteľov;
• zníženie pravdepodobnosti, že sa jedna porucha rozvinie do inej;

Existujú však poškodenia, pri ktorých sa na získanie potrebnej selektivity použije zámerné oneskorenie, a to až niekoľko sekúnd.

Digitálne elektronické systémy

V súčasnosti je v prevádzke mnoho systémov navrhnutých a inštalovaných pred desiatkami rokov na báze najjednoduchších elektromagnetických relé. Táto situácia je spojená s dlhou životnosťou a uspokojivou spoľahlivosťou elektromechanických zariadení. Systémy najnovšej generácie sú vyrábané na báze elektroniky a digitálnej technológie. Medzi ich výhody patrí veľa rozdielov od klasických:

• obsahujú menej prístrojových transformátorov a umožňujú použitie lineárnych prevodníkov, ako sú optické prúdové transformátory a rozdeľovače napätia;
• majú nízku spotrebu energie v režime ovládania;
• ponúkajú väčšiu presnosť a flexibilitu nastavení;
• vybavené vysoko kvalitnými rozhraniami a diaľkovými ovládačmi;
• vo všeobecnosti lacnejšie s rovnakou funkčnosťou ako elektromechanické.

Obrana je čoraz zložitejšia. Vyvíja sa pre ňu špecializovaný softvér, ktorý je postavený na modulárnom základe. Moderné produkty ponúkajú možnosť komunikácie cez internet (vrátane bezdrôtovej) a programovanie cez USB. Samozrejme, použitie high-tech ochrany vyžaduje servis a podporu od kvalifikovaných odborníkov. Vo väčšine prípadov návrhu a inštalácie hovoríme o kompletnom balíku vrátane vybavenia, jeho inštalácie na mieste, programovania a údržby.