Назначение РЗА

ЛЕКЦИЯ 1

Тема 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ

Назначение РЗА

При эксплуатации энергетического оборудования и электрических сетей неизбежны их повреждения и ненормальные режимы. Наиболее опасными являются короткие замыкания, повреждения изоляции и перегрузки.

Короткие замыкания возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала (включения под напряжение заземленного оборудования, отключения разъединителей под нагрузкой) и других причин.

В большинстве случаев в месте КЗ возникает электрическая дуга, термическое действие которой приводит к разрушениям токоведущих частей, изоляторов и электрических аппаратов. При КЗ к месту повреждения подходят большие токи (токи КЗ), измеряемые тысячами ампер, которые перегревают неповрежденные токоведущие части и могут вызвать дополнительные повреждения, т. е. развитие аварии. Одновременно в сети, электрически связанной с местом повреждения, происходит глубокое понижение напряжения, что может привести к остановке электродвигателей и нарушению параллельной работы генераторов.

В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением поврежден­ного участка электрической установки или сети при помощи специальных автоматических устройств, действующих на отключение выключателей, и. получивших название релейная защита. При отключении выключателей поврежденного элемента гаснет электрическая дуга в месте КЗ. прекращается прохождение тока КЗ и восстанавливается нормальное напряжение на неповрежденной части электрической установки или сети. Благодаря этому минимизируются, или даже совсем предот­вращаются повреждения оборудования, на котором возникло КЗ, а также восстанавливается нормаль­ная работа неповрежденного оборудования.

Таким образом, основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения КЗ и быстрее автоматическое отключение поврежденного оборудования или участка сети от остальной непо­врежденной части электрической установки или сети.

Кроме повреждений электрического оборудования могут возникать такие нарушения нормальных режи­мов работы, как перегрузка, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, вы­деление газа в результате разложения масла в трансформаторе, или понижение уровня масла в его расширителе и др.

В указанных случаях нет необходимости немедленного отключения оборудования, так как эти явления не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраниться. Поэтому, при на­рушении нормального режима работы на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом, как правило, достаточно дать предупредительный сигнал персоналу подстанции. На подстанциях без постоян­ного обслуживающего персонала и. в отдельных случаях, на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом производится отключение оборудования, но обязательно с выдержкой времени. Таким образом, вторым назначением релейной защиты является выявление нарушений нормальных режимов работы оборудования, которые могут привести к аварии, и подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу, или отключение оборудования с выдержкой времени.

Согласно требованиям ПТЭ, силовое оборудование электростанций, подстанций и электрических сетей должно быть защищено от коротких замыканий и нарушений нормальных режимов работы устройствами релейной зашиты и электроавтоматики (РЗА). Устройства РЗА. аварийной и предупредительной сигнализации должны быть всегда готовы к действию и постоянно включены, кроме устройств, которые должны выводиться из работы в соответствии с назначением и принципом действия, режимом работы энергосис­темы и условиями селективности.

Свое название релейная защита получила от названия основного элемента схем зашиты - реле. Истори­ки утверждают, что реле впервые было разработано и построено русским ученым П.Л. Шиллингом в 1830 -1832 гг. Это реле составляло основную часть вызывного устройства в разработанном им телеграфе. Первенство оспаривает известный американский физик Дж. Генри (его именем названа единица индуктивно­сти), который сконструировал контактное реле в 1835 году. В 1837 году аппарат получил применение в те­леграфии. Так как усиление ослабленного тока с помощью устройства напоминало смену (по-английски: relay) уставших почтовых лошадей на станциях, оно и получило название relay - реле.

В настоящее время термином реле обозначается широкая группа автоматических приборов и устройств, используемых в релейной защите, автоматике, телемеханике, телеграфии, телефонии и других отраслях техники.

В отрасли релейной зашиты термином реле обычно обозначают автоматически действующее устройст­во, производящее скачкообразное изменение (так называемое релейное действие) в управляющей систе­ме при заданном изменении контролируемых параметров. Так, например, реле максимального тока при увеличении тока в контролируемой цепи (куда включена токовая обметка этого реле) до заданного значе­ния, называемого током срабатывания, замыкает своими контактами управляемую цепь. Под устройством релейной защиты подразумевается совокупность реле, приборов и вспомогательных элементов, которые при возникновении повреждений и -ненормальных режимов работы оборудования должны действовать на его отключение или на сигнал.