Kuinka relesuojaus ja automaatio toimivat

Ensimmäisiin ihmisen kokeisiin sähkön kanssa ja virtavirtapiirien luomiseen liittyi oikosulkuja ja toimintahäiriöitä, joiden aikana hankittiin kokemusta ja tietoa, paljastettiin prosessien säännöllisyys ja kehitettiin toimintasääntöjä.

Tehtyjen virheiden analyysin perusteella alettiin luoda laitteita, jotka suojaavat laitteita ja ihmisiä sähköisiltä vaikutuksilta. Ensimmäiset sellaiset laitteet olivat sulakkeita, jotka palavat, kun kriittisiä kuormia muodostettiin, katkaiseen sähkövirtapiirin.

Monimutkaisempia suojarakenteita alettiin ottaa massiivisesti käyttöön vuoden 1891 jälkeen, kun Venäjällä Mihail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky -projektin mukaan 220 kW sähköenergiaa 175 km kohti kuljetettiin onnistuneesti 77%: n hyötysuhteella perustuen saman tutkijan kehittämään kolmivaiheiseen jännitejärjestelmään.

Suojausperiaate perustui releiden periaatteeseen - laitteet, jotka tarkkailevat jatkuvasti kaikkia verkon sähköparametreja, ja kun ne saavuttavat kriittiset arvot, laukaisevat: ne muuttavat terävästi alkuasemaansa kytkemällä sähköpiirin.

Ensimmäiset suojalaitteet tehtiin sähkömekaanisten relemallien perusteella, ja niiden toimintaan osallistuvia asiantuntijoita alettiin kutsua termiin "rele", joka on voimassa toistaiseksi.

Sähköjärjestelmään jatkuvasti hankitun kokemuksen perusteella luotu rele- ja automaatiopalvelu (RPA) on samanaikaisesti mukana muissa monimutkaisissa prosesseissa:

• ohjausjärjestelmät, mukaan lukien paikalliset, etä- ja etämenetelmät;

• laite lukot;

• signalointipiirit, joiden avulla voidaan analysoida verkossa tapahtuvia tapahtumia;

• erilaisten sähkömäärien mittaukset olemassa olevissa piireissä;

• mittausten laadun analysointi metrologisten standardien perusteella;

• joitain muita ominaisuuksia.

Suojalaitteiden piirin rakentamisen periaatteet

Melko vaivalloista ja monimutkaista sähkömekaanisiin rakenteisiin perustuvaa alustaa parannetaan ja muutetaan jatkuvasti. Suojatyöhön otetaan käyttöön uusi tekninen kehitys. Nykyaikaisissa energiakomplekseissa sähkömagneettiset, induktio-, staattiset puolijohde- ja mikroprosessorilaitteet yhdistetään onnistuneesti.

Niitä yhdistää käytännöllisesti katsoen muuttumaton prosessien perusalgoritmi, jota nykyaikaistetaan jokaiselle erityistapaukselle. Tärkeimmät suojaustoiminnot esitetään rakennekaaviona.

Suojalaitteiden päätoiminnot

Havaintoyksikkö

Sen päätehtävänä on seurata järjestelmässä meneillään olevia sähköisiä prosesseja virran ja / tai jännitteen mittausmuuntajien mittausten perusteella.

Laitteesta otetut lähtösignaalit voidaan välittää suoraan logiikkapiirille vertailun käyttäjän määrittelemien poikkeamien kanssa nimellisarvoista, nimeltään asetukset, tai aluksi muuntaa digitaaliseen muotoon.

Looginen lohko

Tässä tulosignaaleja verrataan asetusten rajaominaisuuksiin. Pienin vastaavuus niiden välillä johtaa käskyyn puolustuksen käyttämiseksi.

Executive yksikkö

Sitä ylläpidetään jatkuvasti valmiutena vastata loogisiin yksikkökomentoihin. Tässä tapauksessa kytkentä tapahtuu kytkentäkaaviossa ennalta määrätyn algoritmin mukaisesti, joka sulkee pois laitteistovahinkojen ja henkilövahinkojen.

Hälytysyksikkö

Järjestelmässä tapahtuvat prosessit suoritetaan niin nopeasti, että ihminen ei kykene havaitsemaan niitä elimillään.Täydellisten tapahtumien korjaamiseksi asennetaan hälytyslaitteet, jotka käyttävät visuaalisia, äänivalotusmenetelmiä tallentamalla muistiin tapahtuneet muutokset.

Kaikissa hälytyskonstruktioissa käyttäjän tila siirretään käytön jälkeen alkuperäiseen asentoonsa kerran manuaalisesti, mikä eliminoi tietojen menetykset suojauksen toiminnasta automaation avulla.

Suojausperiaatteet

Erittäin vakava asenne sähkön käytön luotettavuuteen ja turvallisuuteen on määritellyt perusvaatimukset, jotka releensuojausjärjestelmien on täytettävä. Ne ovat kuitenkin myös teknisiä laitteita, mikä tarkoittaa: niillä on kyky häiritä asianmukaista suorituskykyä.

Relesuojajärjestelmien vikaantuminen on mahdollista:

• viat suojausten sisällä;

• liiallinen reagointi, kun toimeenpaneva elimen toiminta ei ole tarpeen;

• vääriä töitä, jos sähköjärjestelmälle ei ole vaurioita.

Käytön aikana ilmenevien vikojen poistamiseksi kehitetään, asennetaan projekti, joka otetaan käyttöön releensuojalaitteiden käyttöönoton ja huollon yhteydessä ottaen huomioon releensuojaus- ja automaatiolaitteille kehitetyt vaatimukset seuraaville:

• selektiivisyys järjestelmän hierarkian perusteella;

• vasteajan määrittämä nopeus;

• herkkyys lähtötekijöille;

• työn luotettavuus.

Selektiivisyyden periaate

Toinen yleinen nimi sille on selektiivisyys. Tämän ominaisuuden avulla voit tunnistaa ja lokalisoida tarkasti ilmenneen vian paikan jäsennellyssä verkossa minkä tahansa hierarkian kanssa.

Esimerkiksi generaattori siirtää sähköenergiaa monille kuluttajille, jotka sijaitsevat osissa 1, 2 ja 3, varustettuna omilla suojauksillaan 1, 2, 3 ja 5. Jos loppukäyttäjällä on oikosulku paikalla nro 3, vauriovirrat kulkevat kaikkien lähteestä tulevien suojapiirien läpi.

Tässä tilanteessa on kuitenkin järkevää irrottaa viimeinen osa vaurioituneella sähkömoottorilla, jolloin kaikki käyttölaitteet ovat toiminnassa. Tätä varten jokaiselle piirille otetaan käyttöön erilaiset releen suojausasetukset piirin suunnitteluvaiheessa.

Kohdan 5 suojalaitteiden on tunnettava vikavirrat aikaisemmin ja varmistettava niiden hätäkatkaisu generaattorista nopeammin. Siksi yllä olevassa kaaviossa kussakin osassa olevien nykyisten ja aika-asetusten arvoja pienennetään generaattorista kuluttajalle noudattaen periaatetta: mitä lähempänä vauriopaikkaa, sitä suurempi herkkyys.

Samanaikaisesti redundanssin periaate toteutetaan ottaen huomioon mahdollisten teknisten laitteiden, myös alemman tason suojajärjestelmien, vikaantumisen mahdollisuus. Tämä tarkoittaa: Jos 3 jakson 3 suojaus on toimintahäiriöinen, oikosulun tulee katkaista linjan nro 2 relesuojalaitteet nro 4 tai 5, jotka puolestaan ​​on suojattu osion 1 suojauksella.

Suorituskyvyn periaate

Vaurioiden sammutusaika koostuu vähintään kahdesta tekijästä:

1. laukaistu suojaus;

2. virrankatkaisimen käyttö.

Ensimmäistä parametria voidaan säätää minimiarvosta suojauksen suunnittelun ja käytettyjen elementtien määrän vuoksi. Tällaiset menetelmät luovat viiveajan erityisten säädettävien releiden sisällyttämiseksi piiriin. Sitä käytetään lisäsuojaan.

Vauriopaikan lähellä olevat laitteet on konfiguroitava toimimaan mahdollisimman lyhyillä aikaväleillä.

Herkkyyden periaate

Tämän ominaisuuden avulla voit määrittää laskettujen vahinkojen tyypit ja sähköjärjestelmän epänormaalit tilanteet nykyisen suojavyöhykkeen sisällä.

Rele- ja automaatiolaitteiden herkkyys

Sen numeerisen ilmaisun määrittämiseksi otetaan käyttöön kerroin Кч, joka lasketaan suhteessa osion oikosulkuvirran minimiarvon ja laukaisuvirran arvoon.

Samanaikaisesti rele- ja automaatiolaitteet toimivat oikein Icz

Herkkyyskertoimen optimaalinen arvo on välillä 1,5-2.

Luotettavuusperiaate

Sen määrittelemiseksi otetaan käyttöön termit:

• käytettävyyttä;

• huollettavuus;

• kestävyys;

• pysyvyys.

Jokaisella heistä on omat arviointikriteerit.

Rele- ja automaatiolaitteiden luotettavuus

Relesuojalaitteiden toiminnassa ja kunnossapidossa otetaan huomioon kolme vaihtoehtoa luotettavuudelle vastetoiminnoissa:

1. sisäisillä oikosulkuilla suojatulla alueella;

2. ulkoisen oikosulun kulkua työalueen ulkopuolella;

3. tiloissa ilman vaurioita.

Samalla luotettavuus jaetaan:

• toimintavalmis;

• rautahuone.

Hätäohjaus

Mikä tahansa relesuojausyksikkö ei ole pelkästään itsenäinen piiri, vaan se yhdistetään korkeamman tason komplekseiksi, jotka viime kädessä muodostavat sähköjärjestelmän hätäohjausjärjestelmän. Hänellä on jokainen elementti kytkettynä muihin komponentteihin ja hän suorittaa tehtävänsä kattavasti.

Lyhennetty luettelo suojaus- ja automaatiotoiminnoista osoitetaan yksinkertaistetussa lohkokaaviossa.

Grid-hätätilanteiden hallinta

Lyhyt tiivistelmä relesuojauksen ja automaation toiminnan ominaisuuksista antaa meille päätellä, että releen käyttäjän ammatti vaatii jatkuvasti käyttöönotettavien laitteiden tutkimista, tiedon parantamista ja vahvojen käytännön taitojen muodostumista.

Lisätietoja välittäjän ammatista: Ammatti sähköasentajan relesuojaus ja automaatio

Lue nykyaikaisista releensuojalaitteista täältä: Mikroprosessoripohjaiset releensuojalaitteet: yleiskatsaus ominaisuuksista ja kiistanalaisista kysymyksistä