Hur reläskydd och automatisering fungerar

De första mänskliga experimenten med elektricitet och skapandet av kretsar för strömöverföring åtföljdes av kortslutningar och funktionsfel, under vilka erfarenhet och kunskap skaffades, regelbundenhet i processerna avslöjades och driftsreglerna utvecklades.

Baserat på analysen av de misstag som gjordes började apparater skapas som skyddar utrustning och människor från elektriska effekter. De första sådana enheterna var säkringar, som brände ut när kritiska laster skapades, vilket bröt den elektriska strömkretsen.

Mer komplexa skyddsstrukturer började införas massivt efter 1891, när man i Ryssland, enligt projektet från Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, 220 kW elkraft per 175 km framgångsrikt transporterades med en effektivitet på 77% baserat på ett trefasspänningssystem utvecklat av samma forskare.

Skyddsprincipen var baserad på principen om reläer - enheter som ständigt övervakar alla elektriska parametrar i nätverket, och när de når kritiska värden, utlöser de: de ändrar kraftigt sitt ursprungliga tillstånd genom att byta elektrisk krets.

De första skyddsanordningarna tillverkades på grundval av elektromekaniska relädesign, och specialisterna som var involverade i deras drift började kallas termen "relä", som är giltigt hittills.

Reläskydd och automatiseringstjänst (RPA) skapad i kraftsystemet på grundval av ständigt erfarenhet är samtidigt involverat i andra komplexa processer:

• styrsystem, inklusive lokala, fjärr- och fjärrmetoder;

• enhetslås;

• signaleringskretsar, vilket gör det möjligt att analysera händelser som inträffar i nätverket;

• mätningar av olika elektriska mängder i befintliga kretsar;

• analys av mätningens kvalitet baserat på metrologiska standarder;

• några andra funktioner.

Principer för konstruktion av en krets med skyddsanordningar

En ganska besvärlig och komplex initial bas baserad på elektromekaniska strukturer förbättras och modifieras ständigt. För skyddsarbetet införs ny teknisk utveckling. I moderna energikomplex kombineras framgångsrikt elektromagnetiska, induktions-, statiska - halvledare och mikroprocessoranordningar.

De förenas av en praktiskt taget oföränderlig grundläggande algoritm för processer, som moderniseras för varje specifikt fall. Huvudskyddsfunktionerna visas med strukturdiagrammet.

De viktigaste funktionerna för skyddsanordningar

Observationsenhet

Dess huvudfunktion är att övervaka de pågående elektriska processerna i systemet baserat på mätningar från ström- och / eller spänningsmättransformatorer.

Utgångssignalerna som tas från enheten kan överföras direkt till den logiska kretsen för jämförelse med de användardefinierade avvikelserna från de nominella värdena, kallade inställningar, eller initialt konverteras till digital form.

Logikblock

Här jämförs ingångssignalerna med inställningens gränsegenskaper. Den minsta matchningen mellan dem leder till att ett kommando utfärdas för att hantera försvaret.

Verkställande enhet

Det upprätthålls ständigt i beredskap för svar på logiska enhetskommandon. I detta fall sker växling i kopplingsschemat enligt en förutbestämd algoritm som utesluter skador på utrustningen och personskador.

Larm enhet

Processerna i systemet genomförs så snabbt att en person inte kan förstå dem med sina organ.För att fixa de perfekta händelserna installeras larmenheter som använder visuella, ljudexponeringsmetoder för att spara de ändringar som har inträffat i minnet.

I alla larmkonstruktioner utförs överföringen av dess tillstånd efter drift till dess ursprungliga läge en gång av operatören manuellt, vilket eliminerar förlusten av information om driften av skydd genom automatisering.

Principer för skydd

En mycket allvarlig inställning till tillförlitligheten och säkerheten för elanvändning har bestämt de grundläggande kraven som reläskyddssystem måste uppfylla. Men det är också tekniska apparater, vilket betyder: de har förmågan att störa korrekt prestanda.

Fel på reläskyddssystem är möjligt med:

• fel inuti skydd;

• överdrivna svar när verkställande organets handlingar inte krävs;

• falskt arbete i avsaknad av skador på det elektriska systemet.

För att utesluta misslyckanden under drift utvecklas, installeras, genomförs ett projekt med idrifttagning och underhåll av reläskyddsanordningar med hänsyn till de utvecklade kraven för reläskydd och automatiseringsenheter för:

• selektivitet baserat på hierarkin för schemat;

• hastighet bestämd av responstiden;

• känslighet för utgångsfaktorer;

• tillförlitlighet i arbetet.

Selektivitetsprincipen

Ett annat vanligt namn för det är selektivitet. Denna egenskap gör att du exakt kan identifiera och lokalisera platsen för den manifesterade störningen i ett strukturerat nätverk med alla hierarkier.

Till exempel överför en generator elektrisk energi till många konsumenter belägna i sektionerna 1, 2 och 3, utrustade med sina egna skydd 1-2, 3-4 respektive 5. I händelse av en kortslutning inuti slutanvändaren på plats nr 3 kommer felströmmar att passera genom alla skyddskretsar från källan.

I den här situationen är det emellertid vettigt att koppla bort det sista avsnittet med en skadad elmotor och lämna alla driftsenheter i drift. För detta ändamål införs olika reläskyddsinställningar för varje krets i kretsens konstruktionssteg.

Skyddsanordningarna i avsnitt 5 måste känna till felströmmarna tidigare och säkerställa deras nödkoppling från generatorn snabbare. I ovanstående schema reduceras därför värdena för ström- och tidsinställningarna i varje sektion från generatorn till konsumenten enligt principen: ju närmare platsen för skada, desto högre känslighet.

Samtidigt uppfylls redundansprincipen, med beaktande av eventuella fel på tekniska anordningar, inklusive skyddssystem på en lägre nivå. Detta innebär: om skyddet för sektion 5 i sektion 3 inte fungerar, bör en kortslutning koppla bort reläskyddsanordningarna nr 4 eller 5 i linje nr 2, som i sin tur är försäkrade av skyddet av sektion nr 1.

Prestationsprincip

Stängningstiden består av minst två faktorer:

1. utlöst skydd;

2. drift av brytarenheten.

Den första parametern kan justeras från minimivärdet på grund av skyddet och antalet använda element. Dessa metoder skapar en fördröjningstid för införandet av speciella justerbara reläer i kretsen. Det används för ytterligare skydd.

Enheter nära skadepunkten bör konfigureras för att fungera med kortast möjliga tidsintervall för drift.

Principen om känslighet

Denna egenskap gör att du kan bestämma vilka typer av beräknad skada och onormala situationer för kraftsystemet i den aktuella skyddszonen.

Känslighet för reläskydd och automatiseringsenheter

För att bestämma dess numeriska uttryck införs koefficienten Кч, beräknat med förhållandet mellan minimivärdet för kortslutningsströmmen för sektionen och värdet på trippströmmen.

Samtidigt fungerar reläskydd och automatiseringsenheter korrekt på Icz

Det optimala värdet på känslighetskoefficienten ligger i intervallet 1,5-2.

Tillförlitlighetsprincipen

För att definiera det introduceras termerna:

• drifttid;

• underhåll;

• hållbarhet;

• uthållighet.

Var och en av dem har sina egna utvärderingskriterier.

Tillförlitlighet för reläskydd och automatiseringsenheter

Drift och underhåll av reläskyddsanordningar överväger tre alternativ för tillförlitlighet i svarfunktioner:

1. med inre kortslutningar i den skyddade zonen;

2. under passering av extern kortslutning utanför arbetsområdet;

3. i lägen utan skador.

Samtidigt är tillförlitligheten uppdelad i:

• operativ;

• hårdvara rum.

Nödkontroll

Varje reläskyddsenhet är inte bara en oberoende krets utan kombineras till komplex på högre nivå, som i slutändan utgör kraftsystemets nödkontrollsystem. Hon har alla delar sammankopplade med andra komponenter och utför utförligt sina uppgifter.

En förkortad lista över skydds- och automatiseringsfunktioner visas med ett förenklat blockschema.

Grid Emergency Management

En kort sammanfattning av funktionerna i funktionen för reläskydd och automatisering gör att vi kan dra slutsatsen att yrket som en reläoperatör kräver ständig studie av utrustningen som kommer i drift, förbättring av kunskap och bildning av starka praktiska färdigheter.

Mer om en stafettoperatørs yrke: Yrke Elektriker reläskydd och automatisering

Läs om moderna reläskyddsanordningar här: Mikroprocessorbaserade reläskyddsanordningar: en översikt över kapacitet och kontroversiella problem