Общие сведения о релейной защите
Глава 8
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
Общие сведения о релейной защите
В процессе работы любой электрической системы и электроустановок возможно возникновение повреждений изоляции и ненормальных режимов работы, которые могут приводить к возникновению аварии.
Предотвращение возникновения аварий или их развития при повреждении (КЗ) в электрической системе часто может быть обеспечено путем быстрого отключения поврежденного элемента.
Отключение осуществляется коммутационным аппаратом — высоковольтным выключателем, на привод которого воздействует релейная защита.
Релейная защита- автоматическое устройство, контролирующее режим работы электроустановки, действующее на отключение поврежденного элемента при возникновении аварийного режима или на сигнал для привлечения внимания персонала при ненормальном режиме.
При нормальной работе защищаемого объекта защита находится в режиме дежурства, а при появлении в защищаемой зоне тех видов повреждений, на которые защита должна реагировать, отключая выключатель, она переходит в режим тревоги. Последний может закончиться срабатыванием защиты или отказом срабатывания. Срабатывание при отсутствии повреждения — ложное срабатывание.
К релейной защите в соответствии с ее назначением предъявляются следующие требования:
¾ селективность (избирательность);
¾ быстродействие;
¾ чувствительность;
¾ надежность;
¾ резервирование.
Кроме того релейная защита должна быть, по возможности, недорогой.
Селективность(избирательность) – способность отключать только поврежденный элемент электроустановки и не отключать неповрежденный. Селективность защиты обеспечивает отключение минимального возможного участка и, следовательно, сохраняет электроснабжение максимального числа потребителей. Селективность защиты, действующей на сигнал – это способность однозначно указать место возникновения ненормального режима и конкретный элемент электроустановки, требующих вмешательства персонала.
Быстродействие релейной защиты определяется временем ее срабатывания. Чем меньше время отключения поврежденного элемента, тем меньше размеры разрушения защищаемого элемента, меньше продолжительность снижения напряжения, отрицательно влияющая на производственные процессы или условия безопасности производства работ (снижение напряжения, например, в линиях питания устройств СЦБ может привести к неверному сигналу светофоров, что связано с безопасностью движения поездов). Защиты, время действия которых не превышает 0,1…0,2 с считаются быстродействующими. Быстродействие и селективность защиты могут вступать в противоречие, если селективность обеспечивается за счет выдержек времени защит.
Чувствительность - способность защиты реагировать на повреждения в защищаемой зоне и на самые незначительные нарушения нормального режима работы. При этом чувствительность должна быть такой, чтобы защита приходила в действие при наименьшем токе КЗ в конце защищаемой зоны.
Чувствительность характеризуется коэффициентом чувствительности, применительно к токовым защитам
,
где
– минимальный ток двухфазного КЗ в защищаемой зоне, кА;
– ток срабатывания защиты, кА.
Коэффициент чувствительности для различных элементов системы, защищаемых релейной защитой, колеблется в пределах 1,5...2,5.
Надежность защиты - способность выполнять возложенные на нее функции в полном объеме при определенных условиях эксплуатации, то есть защита должна срабатывать при КЗ в защищаемой зоне и не срабатывать при КЗ за пределами зоны и при отсутствии КЗ.
Для обеспечения требуемой надежности необходимо высокое качество монтажа защиты из высококачественных реле и приборов, правильная эксплуатация и своевременный ремонт аппаратуры. Для выявления повреждений и нарушений в работе защиты применяется диагностирование, позволяющее выявить неисправности, способные привести к отказу или ложному срабатыванию релейной защиты.
Резервирование защиты заключается в том, что, в случае несрабатывания защиты поврежденного участка его должна отключить следующая по направлению к источнику питания защита.
Как правило, на каждом элементе системы электроснабжения устанавливаются основная и резервная защиты. Резервная защита может быть неселективной, небыстродействующей. Она должна работать вместо основной защиты в случае отказа последней или вывода ее из работы.
Экономичностьзащиты заключается в соотношении затрат на ее установку и эксплуатацию со стоимостью защищаемого элемента и убытками в случае неправильной или несовершенной работы защиты. Так, например, установка на линии, питающей маломощный, невысокой стоимости потребитель, достаточно сложной и дорогой защиты, оказывается экономически нецелесообразной, так как она может превышать стоимость самого потребителя. Целесообразно, как правило, применять наиболее простые и надежные, требующие меньшего ухода в эксплуатации схемы и реле, несмотря на ухудшение в допустимых пределах некоторых параметров защиты.