Πώς λειτουργεί η προστασία ρελέ και ο αυτοματισμός

Τα πρώτα ανθρώπινα πειράματα με ηλεκτρισμό και η δημιουργία κυκλωμάτων για τη διέλευση του ρεύματος συνοδεύονταν από βραχυκύκλωμα και δυσλειτουργίες, κατά την οποία αποκτήθηκαν εμπειρία και γνώση, αποκαλύφθηκαν κανονικότητες των διαδικασιών και εκπονήθηκαν κανόνες λειτουργίας.

Με βάση την ανάλυση των λαθών που έγιναν, άρχισαν να δημιουργούνται συσκευές που προστατεύουν τον εξοπλισμό και τους ανθρώπους από τα ηλεκτρικά φαινόμενα. Οι πρώτες τέτοιες συσκευές ήταν ασφάλειες, οι οποίες καίγονται όταν δημιουργήθηκαν κρίσιμα φορτία, σπάζοντας τα κυκλώματα ηλεκτρικού ρεύματος.

Οι πιο σύνθετες προστατευτικές δομές άρχισαν να εισάγονται μαζικά μετά το 1891, όταν στη Ρωσία, σύμφωνα με το έργο του Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, μεταφέρθηκαν με επιτυχία 220 kW ηλεκτρικής ενέργειας ανά 175 km με απόδοση 77% με βάση ένα τριφασικό σύστημα τάσης που αναπτύχθηκε από τον ίδιο επιστήμονα.

Η αρχή προστασίας βασίστηκε στην αρχή των ηλεκτρονόμων - συσκευών που παρακολουθούν συνεχώς ορισμένες ηλεκτρικές παραμέτρους του δικτύου και όταν φτάνουν σε κρίσιμες τιμές ενεργοποιούν: αλλάζουν απότομα την αρχική τους κατάσταση με την αλλαγή του ηλεκτρικού κυκλώματος.

Οι πρώτες διατάξεις προστασίας κατασκευάστηκαν με βάση τα ηλεκτρομηχανολογικά σχέδια ρελέ και οι ειδικοί που εμπλέκονταν στη λειτουργία τους άρχισαν να λέγονται ο όρος "ρελέ", ο οποίος ισχύει μέχρι σήμερα.

Η υπηρεσία προστασίας ρελέ και αυτοματοποίησης (RPA) που δημιουργείται στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας βάσει της συνεχώς αποκτηθείσας εμπειρίας εμπλέκεται ταυτόχρονα σε άλλες πολύπλοκες διαδικασίες:

• συστήματα ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων τοπικών, απομακρυσμένων και απομακρυσμένων μεθόδων ·

• συσκευές κλειδώματος?

• κυκλώματα σηματοδότησης, επιτρέποντας την ανάλυση γεγονότων που εμφανίζονται στο δίκτυο.

• μετρήσεις διαφόρων ηλεκτρικών μεγεθών σε υπάρχοντα κυκλώματα.

• ανάλυση της ποιότητας των μετρήσεων με βάση τα μετρολογικά πρότυπα ·

• μερικά άλλα χαρακτηριστικά.

Αρχές κατασκευής κυκλώματος προστατευτικών διατάξεων

Μια μάλλον δυσκίνητη και σύνθετη αρχική βάση που βασίζεται σε ηλεκτρομηχανικές δομές βελτιώνεται συνεχώς και τροποποιείται. Για τις εργασίες προστασίας, εισάγονται νέες τεχνικές εξελίξεις. Στα σύγχρονα ενεργειακά συγκροτήματα συνδυάζονται επιτυχώς ηλεκτρομαγνητικά, επαγωγικά, στατικά - ημιαγωγικά και μικροεπεξεργαστές.

Συνδέονται με έναν ουσιαστικά αμετάβλητο βασικό αλγόριθμο των διαδικασιών, ο οποίος εκσυγχρονίζεται για κάθε συγκεκριμένη περίπτωση. Οι κύριες λειτουργίες προστασίας επιδεικνύονται από το δομικό διάγραμμα.

Οι κύριες λειτουργίες των προστατευτικών συσκευών

Μονάδα παρατήρησης

Η κύρια λειτουργία του είναι να παρακολουθεί τις τρέχουσες ηλεκτρικές διεργασίες στο σύστημα με βάση μετρήσεις από μετασχηματιστές μέτρησης ρεύματος και / ή τάσης.

Τα σήματα εξόδου που λαμβάνονται από τη μονάδα μπορούν να μεταδοθούν απευθείας στο λογικό κύκλωμα για σύγκριση με αποκλίσεις που ορίζονται από το χρήστη από τις ονομαστικές τιμές, που ονομάζονται ρυθμίσεις ή αρχικά μετατρέπονται σε ψηφιακή μορφή.

Λογικό μπλοκ

Εδώ, τα σήματα εισόδου συγκρίνονται με τα οριακά χαρακτηριστικά των ρυθμίσεων. Ο μικρότερος αγώνας μεταξύ τους οδηγεί στην έκδοση εντολής για τη λειτουργία των αμυντικών.

Εκτελεστική μονάδα

Διατηρείται συνεχώς σε ετοιμότητα για απόκριση σε εντολές λογικής μονάδας. Σε αυτή την περίπτωση, η εναλλαγή γίνεται στο διάγραμμα καλωδίωσης σύμφωνα με έναν προκαθορισμένο αλγόριθμο ο οποίος αποκλείει τη ζημιά του εξοπλισμού και τον τραυματισμό.

Μονάδα συναγερμού

Οι διαδικασίες που συμβαίνουν στο σύστημα πραγματοποιούνται τόσο γρήγορα ώστε ένα άτομο δεν μπορεί να τις αντιληφθεί με τα όργανα τους.Για να διορθώσετε τα τέλεια συμβάντα, εγκαθίστανται συσκευές συναγερμού που χρησιμοποιούν οπτικές μεθόδους έκθεσης ήχου με την αποθήκευση των αλλαγών που έχουν συμβεί στη μνήμη.

Σε όλες τις κατασκευές συναγερμού, η μεταφορά της κατάστασης μετά τη λειτουργία στην αρχική θέση εκτελείται μία φορά από τον χειριστή χειροκίνητα, πράγμα που εξαλείφει την απώλεια πληροφοριών σχετικά με τη λειτουργία της προστασίας με αυτοματοποίηση.

Αρχές προστασίας

Μια πολύ σοβαρή στάση απέναντι στην αξιοπιστία και την ασφάλεια της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας έχει καθορίσει τις βασικές απαιτήσεις που πρέπει να πληρούν τα συστήματα προστασίας ρελέ. Ωστόσο, είναι επίσης τεχνικές συσκευές, πράγμα που σημαίνει: έχουν τη δυνατότητα να διαταράξουν τη σωστή απόδοση.

Η αποτυχία των συστημάτων προστασίας ρελέ είναι δυνατή με:

• ελαττώματα μέσα στις προστασίες.

• υπερβολικές απαντήσεις όταν δεν απαιτείται η δράση του εκτελεστικού οργάνου ·

• λανθασμένη εργασία σε περίπτωση που δεν υπάρχει ζημιά στο ηλεκτρικό σύστημα.

Για την αποφυγή βλαβών κατά τη λειτουργία, αναπτύσσεται, εγκαθίσταται, τίθεται σε λειτουργία ένα έργο με θέση σε λειτουργία και συντήρηση διατάξεων προστασίας ρελέ, λαμβάνοντας υπόψη τις αναπτυγμένες απαιτήσεις για συσκευές προστασίας ρελέ και αυτοματισμού για:

• επιλεκτικότητα βάσει της ιεραρχίας του συστήματος ·

• ταχύτητα που καθορίζεται από το χρόνο απόκρισης.

• ευαισθησία στους αρχικούς παράγοντες ·

• την αξιοπιστία της εργασίας.

Αρχή της επιλεκτικότητας

Ένα άλλο κοινό όνομα για αυτό είναι η επιλεκτικότητα. Αυτό το χαρακτηριστικό σας επιτρέπει να προσδιορίσετε με ακρίβεια και να εντοπίσετε τον τόπο της εκδηλωμένης δυσλειτουργίας σε ένα δομημένο δίκτυο με οποιαδήποτε ιεραρχία.

Για παράδειγμα, μια γεννήτρια μεταδίδει ηλεκτρική ενέργεια σε πολλούς καταναλωτές που βρίσκονται στα τμήματα Νο. 1, 2 και 3, εξοπλισμένα με τις δικές τους προστασίες 1-2, 3-4 και 5, αντίστοιχα. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος στο εσωτερικό του τελικού χρήστη στην τοποθεσία αρ. 3, ρεύματα βλάβης θα περάσουν από όλα τα κυκλώματα προστασίας από την πηγή.

Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, είναι λογικό να αποσυνδέσετε το τελικό τμήμα από έναν κατεστραμμένο ηλεκτροκινητήρα, αφήνοντας όλες τις λειτουργικές συσκευές σε λειτουργία. Για το σκοπό αυτό, εισάγονται διαφορετικές ρυθμίσεις προστασίας ρελέ για κάθε κύκλωμα στο στάδιο σχεδιασμού του κυκλώματος.

Οι προστατευτικές διατάξεις του τμήματος 5 πρέπει να νιώθουν νωρίτερα τα ρεύματα σφάλματος και να εξασφαλίζουν την ταχύτερη αποσύνδεσή τους από τη γεννήτρια. Επομένως, στο παραπάνω σχήμα, οι τιμές των ρυθμίσεων ρεύματος και χρόνου σε κάθε τμήμα μειώνονται από τη γεννήτρια στον καταναλωτή, ακολουθώντας την αρχή: όσο πιο κοντά στον τόπο της βλάβης τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία.

Ταυτόχρονα, πληρούται η αρχή της απόλυσης, λαμβανομένης υπόψη της πιθανότητας αποτυχίας τυχόν τεχνικών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων προστατευτικών συστημάτων χαμηλότερου επιπέδου. Αυτό σημαίνει: εάν η προστασία του τμήματος 5 του τμήματος 3 είναι δυσλειτουργία, ένα βραχυκύκλωμα θα πρέπει να αποσυνδέσει τις διατάξεις προστασίας ρελέ αριθ. 4 ή 5 της γραμμής αριθ. 2, οι οποίες με τη σειρά τους είναι ασφαλισμένες με την προστασία του τμήματος 1.

Αρχή της απόδοσης

Ο χρόνος τερματισμού ζημιών αποτελείται από τουλάχιστον δύο παράγοντες:

1. Προστασία που ενεργοποιείται.

2. λειτουργία της μονάδας διακόπτη.

Η πρώτη παράμετρος μπορεί να ρυθμιστεί από την ελάχιστη τιμή λόγω του σχεδιασμού της προστασίας και του αριθμού των χρησιμοποιούμενων στοιχείων. Τέτοιες μέθοδοι δημιουργούν ένα χρόνο καθυστέρησης για τη συμπερίληψη ειδικών ρυθμιζόμενων ρελέ στο κύκλωμα. Χρησιμοποιείται για περαιτέρω προστασία.

Οι συσκευές που βρίσκονται κοντά στον τόπο βλάβης πρέπει να είναι ρυθμισμένες ώστε να λειτουργούν με τα συντομότερα χρονικά διαστήματα λειτουργίας.

Αρχή της ευαισθησίας

Αυτό το χαρακτηριστικό σας επιτρέπει να καθορίσετε τους τύπους υπολογισμένων ζημιών και μη φυσιολογικών καταστάσεων του συστήματος ισχύος μέσα στην τρέχουσα ζώνη προστασίας.

Ευαισθησία προστασίας ρελέ και συσκευών αυτοματισμού

Για να προσδιοριστεί η αριθμητική του έκφραση, εισάγεται ο συντελεστής Κχ, ο οποίος υπολογίζεται από τον λόγο της ελάχιστης τιμής του ρεύματος βραχυκυκλώματος για την ενότητα με την τιμή του ρεύματος πτώσης.

Ταυτόχρονα, οι συσκευές προστασίας ρελέ και αυτοματισμού λειτουργούν σωστά στο Ic

Η βέλτιστη τιμή του συντελεστή ευαισθησίας βρίσκεται στην περιοχή 1,5-2.

Αρχή αξιοπιστίας

Για να το ορίσουμε, εισάγονται οι όροι:

• uptime

• συντηρησιμότητα ·

• μακροζωία;

• επιμονή.

Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του κριτήρια αξιολόγησης.

Αξιοπιστία συστημάτων προστασίας ρελέ και αυτοματισμού

Η λειτουργία και η συντήρηση των συσκευών προστασίας ρελέ εξετάζουν τρεις επιλογές για αξιοπιστία στις λειτουργίες απόκρισης:

1. με εσωτερικά βραχυκυκλώματα στην προστατευόμενη ζώνη.

2. Κατά τη διέλευση εξωτερικού βραχυκυκλώματος εκτός της περιοχής εργασίας.

3. σε καταστάσεις χωρίς ζημιές.

Ταυτόχρονα, η αξιοπιστία χωρίζεται σε:

• λειτουργικά ·

• δωμάτιο υλικού.

Έλεγχος έκτακτης ανάγκης

Οποιαδήποτε μονάδα προστασίας ρελέ δεν είναι μόνο ένα ανεξάρτητο κύκλωμα, αλλά συνδυάζεται σε συγκροτήματα υψηλότερου επιπέδου, τα οποία τελικά αποτελούν το σύστημα ελέγχου έκτακτης ανάγκης του συστήματος ισχύος. Έχει κάθε στοιχείο διασυνδεδεμένο με άλλα εξαρτήματα και εκτελεί διεξοδικά τα καθήκοντά του.

Μια σύντομη λίστα λειτουργιών προστασίας και αυτοματισμού καταδεικνύεται από ένα απλοποιημένο διάγραμμα.

Διαχείριση έκτακτης ανάγκης δικτύου

Μια σύντομη περίληψη των χαρακτηριστικών της λειτουργίας προστασίας ρελέ και αυτοματισμού μας επιτρέπει να συμπεράνουμε ότι το επάγγελμα ενός χειριστή ρελέ απαιτεί συνεχή μελέτη του εξοπλισμού που τίθεται σε λειτουργία, βελτίωση της γνώσης και δημιουργία ισχυρών πρακτικών δεξιοτήτων.

Περισσότερα για το επάγγελμα ενός χειριστή ρελέ: Επάγγελμα ηλεκτρολόγος προστασία ρελέ και αυτοματοποίηση

Διαβάστε σχετικά με τις σύγχρονες συσκευές προστασίας ρελέ εδώ: Συσκευές προστασίας ρελέ με μικροεπεξεργαστές: επισκόπηση των δυνατοτήτων και των αμφιλεγόμενων ζητημάτων