Требования, предъявляемые к релейной защите. Селективность релейной защитыКарта селективности: основы | Проект "РЗА"
Что такое селективность релейной защиты?Селективность — одно из четырех основных требований к релейной защите. Это требование состоит в том, что при возникновении короткого замыкания, должен отключаться только поврежденный участок, а остальная часть схемы — продолжала работать.
На рисунке видно, что при КЗ ток протекает через две защиты, каждая из которых пускается. Однако, должна сработать только та защита, которая расположена ближе всего к месту короткого замыкания. Если такое условие соблюдается для любых режимов сети, то говорят, что данные защиты селективны. Что такое времятоковая характеристика защиты?Каждая токовая защита имеет свою характеристику, которая отражает насколько быстро защита срабатывает при определенном токе. Такая характеристика называется времятоковой.
Обычно максимальные токовые защиты содержат несколько ступеней, каждая из которых отвечает за свою задачу. Защита от перегрузки устраняет токи перегрузки, которые возникают из-за механических неисправностей двигателей, присутствия на их валу нагрузки выше номинальной, а также снижения напряжения в сети. Эта защита чувствует самые малые аварийные токи, но работает с самыми большими выдержками времени. Максимальная токовая защита (МТЗ) защищает присоединение от всех видов коротких замыканий. Для большинства присоединений 0,4-6(10) кВ МТЗ является основной защитой. Время выдержки МТЗ находится в пределах от 0 до нескольких секунд. Токовая отсечка (ТО) защищает часть присоединения от больших токов коротких замыканий. Работает обычно без выдержки времени. Совокупность ступеней формирует характеристику защиты присоединения. На рисунке выше защита имеет трехступенчатую характеристику. Как построить карту селективности?В сети последовательно установлены защитные аппараты и у каждого есть своя характеристика. Если взять любую защиту и относительно нее рассматривать схему, то защиты, находящиеся рядом с рассматриваемой, будут называться смежными.
Переводя требование селективности релейных защит на язык характеристик получаем: Времятоковые характеристики смежных защит не должны пересекаться и между ними всегда должен быть резерв по оси времени, который называется ступень селективности Как убедиться, что защиты селективны между собой? Нужно, по рассчитанным уставкам, построить на одном графике все характеристики смежных защит и проанализировать график на предмет пересечений защитных характеристик. Если пересечений нет и между кривыми всегда есть промежуток по оси времени равный 0,25-0,3 с (ступень селективности для современных защит), то значит защиты селективны между собой.
Данный график называется картой селективности Стоит отметить, что токовые отсечки смежных защит на графике могут пересекаться потому, что они их селективность обеспечивается особым выбором тока срабатывания (токовая селективность). Характеристики защит от перегрузки и МТЗ смежных защит не должны пересекаться так как их селективность обеспечивается различными выдержками времени срабатывания (временная селективность) Анализ карты селективности проводится визуально, либо, если построение проведено в программе, автоматически. Когда нужна карта селективности?Обычно карта селективности строится для максимальных токовых защит, а именно для защиты от перегрузки, МТЗ и токовой отсечки (ТО). Несмотря на то, что дистанционные защиты также являются защитами с относительной селективностью, для них карту селективности обычно не строят. Это связано с тем, что селективность этих защит достаточно просто проанализировать по расчету. Таким образом получаем, что карта селективности должна быть построена для защит сетей 0,4-110 кВ, а именно:
Сегодня во многих проектах, особенно на напряжении 0,4 кВ, карта селективности отсутствует. Это нарушение норм проектирования, приводящее к неселективным отключениям потребителей. Всегда стройте карту селективности защит, чтобы избежать подобных случаев! Основные правила построения карты селективности
Совет Старайтесь не использовать цвета для различения кривых потому, что большинство современных проектов печатаются на черно-белых лазерных принтерах. Лучше используйте геометрические метки (кружки, треугольники, крестики и т.д.) В следующий раз мы построим карту селективности для защиты силового трансформатора 10/0,4 кВ и его смежных защит, при помощи программы «Гридис-КС» pro-rza.ru Требования, предъявляемые к релейной защите.Релейная защита выполняется в виде автономных устройств, устанавливаемых на элементах энергосистемы. Устройства релейной защиты реагируют на к.з. и ненормальные режимы и действуют на отключение выключателей защищаемых элементов. Релейная защита должна срабатывать при повреждениях в защищаемой зоне (при внутренних повреждениях) и не должна срабатывать при повреждениях вне защищаемой зоны (при внешних повреждениях), а также при отсутствии повреждений. Защиты подразделяют на основные и резервные. Основной называется защита, предназначенная для работы при всех или части видов к.з. в пределах всего защищаемого объекта со временем, срабатывания меньшим, чем у других установленных защит. Резервной называется защита, предусматриваемая для работы вместо основной защиты данного объекта при её отказе или выводе из работы, а также вместо защит смежных элементов при их отказе или отказах выключателей смежных элементов. Основные требования к защите от к.з.:
Быстрое отключение повреждённого оборудования или участка электроустановки уменьшает размеры повреждений, сохраняет нормальную работу потребителей неповреждённой части установки, предотвращает нарушение параллельной работы генераторов, электростанций и энергосистемы в целом. Последнее условие является главным. Допустимое время отключения к.з. по условию сохранения устойчивости зависит от ряда факторов, важнейшим из которых является величина остаточного напряжения на шинах электростанций и узловых подстанций энергосистемы. Чем меньше остаточное напряжение, тем хуже условия устойчивости, тем быстрее нужно отключать к.з. ПУЭ рекомендуют определять остаточное напряжение на шинах электростанций и узловых подстанций при трёхфазных к.з. в интересующей нас точке сети. Если остаточное напряжение получается меньше 60% номинального, то для сохранения устойчивости следует применять быстродействующую защиту. Полное время отключения повреждения tоткл складывается из времени работы защиты tз и времени действия выключателя tв, разрывающего ток к.з. tоткл = tз + tв. Современные устройства быстродействующей релейной защиты имеют время действия 0,02-0,1 с.
Селективностью называется способность защиты отключать при к.з. только поврежденный участок сети ближайшими к месту к.з. выключателями. Так, при к.з. в точке К1 (рисунок 6) для правильной ликвидации аварии должна подействовать защита только на выключателе В1 и отключить этот выключатель. При этом остальная часть электрической установки останется в работе. Такое избирательное действие защиты называется селективным.
Рисунок 6 – Схема, поясняющая принцип селективности релейной защиты. Если же при к.з. в точке К1 раньше защиты выключателя В1 подействует защита выключателя В4 и отключит этот выключатель, то ликвидация аварии будет неправильной, так как кроме повреждённого электродвигателя Д1, останется без напряжения неповрежденный электродвигатель Д2. Такое действие защиты называется неселективным. Таким образом, селективность – это свойство защиты, обеспечивающее отключение при к.з. только повреждённого элемента системы. В соответствии со способами обеспечения селективности при внешних к.з. различают две группы защит: с абсолютной селективностью и с относительной селективностью. Абсолютную селективность имеют защиты, селективность которых при внешних к.з. обеспечивается их принципом действия, т.е. защита способна работать только при к.з. на защищаемом объекте. Поэтому защиты с абсолютной селективностью выполняются без выдержек времени. Относительную селективность имеют защиты, на которые по принципу действия можно возложить функции резервных защит при к.з. на смежных элементах сети. С учётом этого такие защиты в общем случае должны выполняться с выдержками времени.
Защита должна обладать такой чувствительностью в пределах установленной для неё зоны, чтобы обеспечивалось её действие в самом начале возникновения повреждения, чем сокращаются размеры повреждения оборудования в месте к.з. Таким образом, чувствительность – это свойство защиты, обеспечивающее выявление повреждения электрооборудования в самом начале его возникновения. Чувствительность защиты должна также обеспечивать её действие при повреждениях на смежных участках сети. Так, например, если при повреждении в токе К1 (рисунок 6) по какой-либо причине не отключается выключатель В1, то должна подействовать защита следующего к источнику питания выключателя В4 и отключить этот выключатель. Такое действие защиты называется дальним резервированием смежного или следующего участка. Чувствительность защиты должна быть такой, чтобы она действовала при к.з. в конце установленной для неё зоны в минимальном режиме работы системы и при замыканиях через электрическую дугу. Чувствительность защиты можно оценить коэффициентом чувствительности Кч. Для защит, реагирующих на ток к.з. , где Iк.min – минимальный ток к.з., Iс.з – ток срабатывания защиты.
Требование надёжности состоит в том, что защита должна правильно и безотказно действовать в пределах установленной для неё зоны и не должна работать неправильно в режимах, при которых её работа не предусматривалась. Ненадёжная защита сама становится источником аварий. При эксплуатации возможны следующие виды отказов в функционировании устройств релейной защиты:
Требование надёжности обеспечивается совершенством принципов защиты и конструкцией аппаратуры, простотой выполнения, а также уровнем эксплуатации. Требования к релейной защите от ненормальных режимов: Защиты от ненормальных режимов также должны обладать селективностью, достаточной чувствительностью и надёжностью. Но быстродействия у защит от ненормальных режимов, как правило, не требуется. Ненормальные режимы часто носят кратковременный характер и самоликвидируются. Например, при кратковременных перегрузках при пуске асинхронного электродвигателя быстрое отключение не только не является необходимым, но и может причинить ущерб потребителям. Поэтому действие на отключение защит от ненормальных режимов должно производиться с выдержкой времени и только тогда, когда наступает опасность для защищаемого оборудования. В случаях, когда устранение ненормального режима может произвести дежурный персонал электроустановки, защита от ненормальных режимов может выполняться с действием на предупредительный сигнал. studfiles.net Основные требования, предъявляемые к релейной защитеОсновные требования, предъявляемые к релейной защите
В общем случае к релейной защите, действующей при повреждениях на отключение, предъявляются следующие четыре основных технических требования: 1. Селективность;2. Быстрота отключения;3. Чувствительность;4. Надежность.СелективностьСелективностью, или избирательностью, называется действие защиты, обеспечивающее отключение только поврежденного элемента системы посредством его выключателей.Существует два вида селективности: 1) Абсолютная селективность. Если по принципу своего действия защита срабатывает только при Коротком Замыкании (КЗ) на защищаемом элементе, то ее относят к защитам, обладающим абсолютной селективностью. Имеется ЛЭП, состоящая из трех участков. Произошло КЗ в точке К2. КЗ должна отключить РЗ выключателя Q5. Если эта защита действует только на участке БВ, и не срабатывает при КЗ на участке ВГ, то она имеет абсолютную селективность. 2) Относительная селективность. Защиты, которые могут срабатывать как резервные при повреждении на смежном элементе, если это повреждение не отключается, называются относительно селективными. Произошло КЗ в точке К3. КЗ должна отключить РЗ выключателя Q8. Если эта защита не действует, то КЗ должно отключиться защитой выключателя Q6, которая в данном случае будет работать как резервная и иметь относительную селективность.Иногда в целях упрощения допускают неселективное действие защиты. Таким образом, требование селективности является основным условием для обеспечения надежного питания потребителей.Селективное действие защит при наличии резервного питания потребителей дает возможность исключить перерывы в их электроснабжении.При отсутствии резервирования даже при селективном действии защит возможна потеря питания.Т.к. повреждение на ВЛ носят в основном проходящий характер наиболее эффективности в этом случае будет применение АПВ. АПВ обеспечивает 70-90% успешных повторных включений.Требование селективности не должно исключать возможность действия защит как резервных в случаях отказа защит или выключателей смежных элементов. Пример: отказ защит 8 при К.З.в К3.БыстродействиеВ большинстве случаев к релейной защите, действующей при повреждениях на отключение, предъявляется требование быстродействия.Это определяется следующими основными соображениями:1. Ускорение отключения повреждений повышает устойчивость параллельной работы генераторов в системе и дает возможность увеличить пропускную способность ВЛ электропередачи.При применении быстродействующих реле и выключателей нарушение динамической устойчивости параллельно работающих синхронных машин в следствии короткого замывания может быть исключено. Тем самым устраняется одна из основных причин возникновения наиболее тяжелых, с точки зрения бесперебойной работы потребителей, системных аварий.2. Ускорение отключения повреждений уменьшает время работы потребителей при пониженном напряжении.При быстродействующих защитах и выключателях практически все двигатели, установленные как у потребителей, так и на собственных нуждах станций, за исключением тех, которые питаются от отключившегося выключателя, после отключения короткого замыкания могут оставаться в работе. Более того, уменьшение вращающих моментов, например у синхронных двигателей оказывается столь кратковременным, что потребители не ощущают этого.3. Ускорение отключения повреждений уменьшает размер разрушения поврежденного элемента. Уменьшается время, затрачиваемое на проведение восстановительного ремонта и уменьшается затраты на него.4. Ускорение отключения повреждений повышает эффективность АПВ поврежденных ЛЭП.Допустимое время отключения К.З. по условию сохранения устойчивости зависит от ряда факторов. Важнейшим из них является величина остаточного напряжения на шинах электростанций и узловых подстанций энергосистемы. Чем меньше остаточное напряжение, тем хуже условия устойчивости и, следовательно, тем быстрее нужно отключить К.З. Наиболее тяжелыми по условию устойчивости являются трехфазные К.З. и двухфазные К.З. на землю в сети с глухозаземленной нетралью, так как при этих повреждениях происходит наибольшее снижение всех междуфазных напряжений.В современных энергосистемах для сохранения устойчивости требуется весьма малое время отключения К.З. Так например на электропередачах 330-500кВ необходимо отключить повреждения за 0,1-0,2 сек. после его повреждения, а в сетях 110-220кВ - за 0,15-0,3 сек. В распределительных сетях 6-10кВ короткие замыкания отделенные от источника большими сопротивлениями можно отключить со временем 1,5-3 сек., так как они не влияют на устойчивость системы. Точная оценка допустимого времени отключения производится с помощью специальных расчетов устойчивости проводимых для этой цели.В качестве приближенного критерия (меры) необходимости применения быстродействующих защит Правила устройства электроустановок (ПУЭ) рекомендуют определить остаточное напряжение на шинах электростанций и узловых подстанций при трехфазном К.З. в интересующей нас точке К.З. Если остаточное напряжение получается меньше 60% номинального, то для сохранения устойчивости следует применять быстрое отключение повреждений, т.е. применять быстродействующую защиту (ПУЭ, п.3.2.108).Полное время отключения повреждения складывается из времени работы защиты и времени действия выключателя, разрывающего ток К.З. Следовательно, для ускорения отключения нужно ускорить действие, как защиты, так и выключателей. Минимальное времена срабатывания защит равны 0,02-0,04 сек., а выключателей 0,05-0,06 сек. Поэтому минимально допустимые времена отключения К.З. составляет 0,07-0,1 сек. Однако необходимо отметить, что получение малых времен по технико-экономическим соображениям в ряде случаев оказывается нецелесообразным, так как требует применения сложных панелей защит и поэтому менее надежных. Поэтому обычно выставляются те выдержки времени, с которыми по совокупности условий еще допустимо отключать наиболее тяжелые, но реальные повреждения.В качестве примера цифр могут быть названы следующие минимальные времена отключения К.З.:1. на электропередачах 400-500кВ – 0,1-0,12 сек.;2. на линиях 110-330кВ отходящих от современных мощных тепловых станций, с мощными турбогенераторами, имеющими форсированное охлаждение обмоток – 0,15-0,2 сек.;3. в сетях 110-330кВ с турбогенераторами старой конструкции – 0,2-0,3 сек.Однако в некоторых случаях простая и экономичная защита не может одновременно удовлетворять требованиям селективности и быстродействия. Тогда необходимо выяснить и сопоставить, не нарушается ли при селективных, но медленных отключеньях повреждений работа потребителей неповрежденной части системы в большей мере, чем при неселективных, но быстрых отключеньях повреждений.Требование к времени быстродействия защит от ненормальных режимов зависит от их последствий. Часто ненормальные режима носят кратковременный характер и ликвидируются сами, так, например, кратковременна перегрузка при пуске асинхронного двигателя, отключение одного трансформатора на двухтрансформаторной подстанции и работа АВР на СВ-10кВ. В наших случаях быстрое отключение не является необходимым, но может причинить ущерб потребителям. Поэтому отключение оборудования при ненормальном режиме должно производиться только тогда, когда наступает действительно опасность для защищаемого оборудования в большинстве случаев в выдержкой времени.ЧувствительностьРелейная защита должна быть достаточно чувствительной к повреждениям и ненормальным режимам работы, которые могут возникнуть на защищаемых элементах электрической системы. Удовлетворение требований необходимой чувствительности в современных электрических сетях часто встречает ряд серьезных затруднений.Так, например, при передаче больших мощностей в районы потребления отстоящие иногда на сотни километров, используются сети высокого напряжения с большой пропускной способностью отдельных ЛЭП. При этом ток К.З. в поврежденных линиях при учете возможных минимальных режимах работы станций и повреждений через большие переходные сопротивления (электрическая дуга) могут быть соизмеримы, или даже меньше максимальных токов К.З.Это приводит к отказу от применения простых токовых защит и заставляет переходить на более сложные и дорогие типы защитных устройств. Поэтому с учетом опыта эксплуатации и уровня техники к защитам предъявляется минимальные требования в отношении чувствительности.Чувствительность защиты должна быть такой, чтобы она действовала при К.З. в конце установленной для нее зоны в минимальном режиме системы и при замыканиях через электрическую дугу. Чувствительность защит принято характеризовать коэффициентом чувствительности Кч. Для защит, реагирующих на ток К.З. коэффициент чувствительности равен: НадежностьТребование надежности состоит в том, что защита должна правильно и безотказно действовать на отключение выключателей оборудования при всех его повреждениях и нарушениях нормального режима работы, на действие при которых она предназначена и не действовать в режимах, при которых ее работа не предусматривается. Например, при К.З. в точке К3 и отказе защиты В3 срабатывает защита В2, в результате чего вместо погашения одной подстанции Г мы обесточим три подстанции Г,Д,В, а при неправильной работе в нормальном режиме защиты В1 потеряют питание потребители четырех подстанций Б, В, Г, Д.Таким образом, необходимо констатировать, что должна срабатывать только защита поврежденной линии. Защиты неповрежденных линий и других элементов системы (генераторов, трансформаторов) могут при этом происходить в действие, но не срабатывать. Срабатывание защит неповрежденных элементов должна иметь место только в случае, если они предназначены действовать как резервная при отказе защиты или выключателя поврежденной линии.Основным предпосылками, обеспечивающими как надежность срабатывания, так и надежность несрабатывание является высокое качество используемых реле, характеризуемое их принципом действия, конструкцией и технологией исполнения, высокое качеств вспомогательных устройств и правильное ведение эксплуатации. Однако имеются факторы, противоположно воздействующие на две рассмотренные стороны надежности. Чем больше минимальное число реле и других элементов, которое должно участвовать в срабатывании защиты тем меньше надежность ее срабатывания.При наличии в защите нескольких параллельно работающих независимых устройств, а иногда и отдельных реле или элементов надежность срабатывания повышается. С другой стороны понижается надежность несрабатывания.Необходимо иметь в виду что устройства РЗА при повреждениях в электрической системе в целом должны по воздействиям соответствующих, обычно электрических величин, значительно чаще не срабатывать, чем срабатывать.Учитывая выше изложенное, в настоящее время максимальное упрощение схем защит следует считать одном из основных требований техники релейной защиты. Требование надежности является весьма важным. Отказ в работе или неправильное действие какой-либо защиты всегда приводит к дополнительным отключениям и т.п. www.consultelectro.ru Ступень селективности | Проект "РЗА"
При этом некоторые производители заявляют, что с их микропроцессорными терминалами можно применять ступени 0,2 и даже 0,15 с (МТЗ, независимая характеристика). Насколько это соответствую истине? Сказать довольно сложно. Во-первых, вам нужно понимать, что согласуются всегда две смежные защиты и если одна из них на МП РЗА, а другая на электромеханическом реле (например, старая ПС), то ступень будет определяться именно электромеханикой. Это логично. Во-вторых, кроме реле в формировании времени ступени будут участвовать промежуточные реле, привод выключатели (механика) и его среда гашения дуги (камера и силовые контакты), хотя они конечно в меньшей степени. То есть для снижения ступени мало просто заменить реле на терминал, желательно еще и поменять выключатель и не делать много последовательно включенных пром. реле. В-третьих, за снижение ступени в основном ратуют иностранные производители (тот же Шнайдер Электрик). Возникает вопрос, одинаково ли мы понимаем между чем именно ее измерять? Приведу пример. Защитную кривую можно построить в виде усредненной линии между “горячим” и “холодным” состоянием аппарата (электромагнитные и электронные расцепители современных автоматов 0,4 кВ, плавкие вставки, некоторые типы микроэлектронных реле), а можно построить область всех возможных точек. Посмотрите на начальный рисунок к статье. Между каким именно кривыми предлагается брать сниженную ступень селективности? Раньше, как мне кажется, мы брали ступень между вышестоящей защитой и усредненной кривой, но сегодня все чаще требуют реальное отображение защитной характеристики – в виде области. Если при этом принимать крайнее верхнее положение, то ступень как раз и будет меньше. Другой вопрос – как это соотносится с расчетами? В своих расчетах я использую следующий подход:
Что это за “экстренные меры”?
2. Локальные меры (релейка) С этого момента начинается наша общая с Заказчиком ответственность за расчеты потому, что я релейщик, а не волшебник. Не меняя первичную схему и вышестоящие защиты идеально выбрать уставки нельзя! Наступает время компромиссов.
В общем экстренные меры – это не очень хорошо, особенно локальные, но иногда приходиться их применять. А как вы решаете вопросы определения и оптимизации ступени селективности в своих проектах? pro-rza.ru 2. Основные требования, предъявляемые к устройствам рЗиА. Виды селективности. Виды релейной защиты.Основные требования, предъявляемые к устройствам РЗиА. К устройствам РЗИА применяется ряд требований: 1. Селективность (избирательность). 2. Чувствительность. 3. Быстродействие. 4. Надежность. 1. Селективность РЗ означает, что автоматика должна выявить поврежденный участок и отключить только его. Для РЗ, действующей на сигнал, селективность — это способность однозначно указывать место возникновения ненормального режима. На каждом элементе (линия, трансформатор, генератор и т.д.) устанавливается несколько комплектов РЗ. В зависимости от вида повреждения должен действовать только один из них. Существует два вида селективности. 1) абсолютная селективность. Если по принципу своего действия защита срабатывает только при КЗ на защищаемом элементе, то ее относят к защитам, обладающим абсолютной селективностью.
Имеется ЛЭП, состоящая из трех участков. Произошло КЗ в точке К2. КЗ должна отключить РЗ выключателя Q2. Если эта защита действует только на участке BC, и не срабатывает при КЗ на участке CD, то она имеет абсолютную селективность. 2) относительная селективность. Защиты, которые могут срабатывать как резервные при повреждении на смежном элементе, если это повреждение не отключается, называются относительно селективными. Произошло КЗ в точке К1. КЗ должна отключить РЗ выключателя Q3. Если эта защита не действует, то КЗ должно отключиться защитой выключателя Q2, которая в данном случае будет работать как резервная и иметь относительную селективность. Иногда в целях упрощения допускают неселективное действие защиты. Селективность автоматики. АЧР действует при снижении частоты. Устройства АЧР имеют несколько уставок по частоте. Уставка – значение частоты, при котором должны отключаться потребители. При соответствующей частоте должна срабатывать соответствующая очередь АЧР. Селективностью должна обладать делительная автоматика. Селективность заключается в том, что должна срабатывать определенная ДА. 2. Чувствительность – это способность автоматики реагировать на возможные повреждения в минимальных режимах работы системы электроснабжения. Чувствительность защиты оценивают коэффициентом чувствительности. Коэффициент чувствительности определяется отношением минимального значения входной воздействующей величины к установленному на защите значению параметра срабатывания. Например для токовых защит,где Iкз - ток КЗ при минимальном режиме для самой удаленной точки защищаемого участка; I сз – ток срабатывания защиты - ток в первичной цепи, при котором должна срабатывать защита. Для минимальных защит коэффициент чувствительности имеет обратную зависимость. Он определяется отношением установленного на защите значения параметра срабатывания к максимальному значению входной воздействующей величины. Коэффициенты чувствительности для различных защит приведены в ПУЭ. Чтобы повысить чувствительность необходимо увеличить то и напряжение при КЗ. Поэтому в ряде случаев сделать защиту чувствительной затруднительно, особенно для сельских электрических сетей, где токи КЗ немного отличаются от тока нагрузки. Чувствительность автоматики Высокой чувствительностью должны обладать АЧР, АРВ, автоматика частоты вращения генераторов – АРЧ. studfiles.net Селективность защиты электрической сети — что это такое?Селективность в электрике и энергетике является наиважнейшим понятием, поскольку ее главной функцией была, будет и остается защита электрических приборов от выхода из строя, вследствие каких-либо нарушений в работе электроустановок. Именно благодаря этой защитной функции сохраняется продолжительность жизни аппаратов и приборов, что позволяет работать электрооборудованию дольше и надежнее. В этой статье мы постараемся разобраться, что такое селективность защиты электрической сети и какой у нее принцип действия. Что это такое?  В первую очередь, понятие «селективность» включает в себя защитный механизм и отлаженную работу неких приборов, состоящих из отдельных элементов, последовательно подключенных между собой. Зачастую такими приборами служат различные виды автоматов, предохранителей, УЗО и т.д. Результатом их работы является предупреждение «сгорания» электромеханизмов в случае возникновения угроз. Схема селективной работы автоматических выключателей и УЗО в щитке предоставлена ниже:
Преимуществом данной системы является ее свойство отключать лишь необходимые участки, при этом вся остальная система остается в рабочем состоянии. Единственным условием при этом остается согласованность защитных устройств между собой. Основные функцииИтак, основными функциями селективной защиты являются:
Виды селективной защитыСелективность защитной аппаратуры разделяется на следующие виды:
Также селективность защиты может быть абсолютной и относительной. В первом случае отключается только поврежденный участок цепи. По такому принципу работают предохранители, установленные в электроприборах. Относительная селективность защищает не только «свой участок», но и соседний, если в нем не отработала абсолютная селективная защита. Карта селективностиОбязательно необходимо упомянуть о карте селективности, которая будет вам необходима «как воздух» для максимальной токовой защиты. Сама карта представляет собой определенную схему, построенную в осях, где отображаются все совокупности времятоковых характеристик установленных аппаратов. Пример предоставлен ниже:
Мы уже говорили, что все защитные аппараты должны быть подключены по-очереди друг за другом. И на карте отображают характеристики именно этих приборов. Главными правилами при чертежах карт являются: установки защит должны исходить от одного напряжения; масштаб необходимо выбирать с расчетом того, что будет видны все граничные точки; необходимо указать не только защитные свойства, но и максимальные и минимальные показатели коротких замыканий в расчетных точках схемы. Стоит отметить, что в сегодняшней практике крепко закрепилось отсутствие карт селективности в проектах, особенно при небольших напряжениях. И это нарушение всех норм проектирования, которое в итоге и является результатом отключения электричества у потребителей. Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме: Теперь вы знаете, что такое селективность защиты электрической сети и для чего она нужна. Если есть вопросы, можете задавать их на нашем форуме для электриков. Будет интересно прочитать: Нравится (0)Не нравится (0) samelectrik.ru Релейная защита. Виды и устройство. Работа и особенностиСогласно правилам эксплуатации электроустановок силовые устройства электрических сетей и электростанций должны быть обеспечены защитой от сбоев в эксплуатации и токов короткого замыкания. Средствами защиты являются специальные устройства, выполненные на основе реле, что оправдывает их название релейной защиты и автоматики (РЗА). В настоящее время существует много различных устройств, способных в короткие сроки блокировать возникшую аварию в электрической сети, либо подать предупредительный сигнал о возникновении аварийного режима. Релейная защита работает чаще всего совместно с автоматикой, и их устройство взаимосвязано со специфическими видами аварийных режимов сети:
Виды релейной защитыРеле классифицируются по определенным признакам:
Релейная защита и автоматика бывают различных видов:
Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:
Релейная защита. УстройствоЭлектромеханические конструкции релейной защиты постоянно модернизируются и совершенствуются. Внедряются инновационные технологические разработки и проекты. В новейших энергетических системах объединены статические, индукционные, электромагнитные устройства с микропроцессорными и полупроводниковыми элементами. Однако основной смысл и порядок работы релейной защиты для всех новых устройств остается неизменным. Схема структуры релейной защиты показана на рисунке. 1 — Электрический сигнал2 — Блок наблюдения электрических процессов3 — Блок логики и анализа4 — Исполнительный блок5 — Сигнальный блок Блок наблюденияГлавной функцией этого блока является мониторинг электрических процессов, происходящих в электрической системе, путем измерений такими устройствами, как трансформаторы напряжения и тока. Сигналы выхода на блоке могут передаваться непосредственно логическому блоку для сравнения параметров с настроенными пользователем значениями отклонений от нормальных значений, которые называются уставками. Также сигналы блока наблюдения могут сначала преобразовываться в цифровой вид, а затем передаваться дальше. Блок логикиВ этом блоке выполняется сравнение поступивших сигналов с предельными значениями уставок. Даже незначительное совпадение этих параметров между собой приводит к возникновению команды на срабатывание защиты. Исполнительный блокЭтот блок все время находится в состоянии, готовом к срабатыванию, при поступлении команды от блока логики. При срабатывании осуществляются переключения цепи электроустановки по запланированному алгоритму, который составлен по принципу недопущения неисправностей электрооборудования и удара электрическим током работников. Сигнальный блокВ электрической системе все процессы происходят очень быстро, поэтому человек не в состоянии воспринимать их. Чтобы сохранить происходящие в системе события, применяют специальные сигнальные устройства, которые работают путем звукового и визуального оповещения, а также сохраняют все происходящие события в памяти устройства. Все виды устройств после их срабатывания переводятся в исходное состояние оператором вручную. Это позволяет гарантированно сохранить информацию о действии автоматики и релейной защиты. Принципы работыРелейная защита может иметь нарушения в своей работоспособности, которые выражаются следующими факторами:
Чтобы исключить отказы при функционировании релейной защиты, вырабатываются специальные требования к ней при проектировании, установке, настройки с запуском в работу, и техническом обслуживании:
Принцип надежностиЭтот принцип определяется:
Каждый из этих факторов имеет свою оценку.Обслуживание и эксплуатация релейной защиты имеет три варианта надежности по срабатыванию:
Надежность устройств защиты бывает:
Принцип чувствительностиЭтот принцип дает возможность определить виды предполагаемых расчетных повреждений и ненормальных режимов энергетической системы в рабочей зоне защиты. Кч = Iкз min/IсзЧтобы определить его числовое значение, используется коэффициент Кч, который рассчитывается отношением наименьшего тока короткого замыкания рабочей зоны к величине тока срабатывания. Релейная защита работает в нормальном режиме при: Iсз < Iкз minНаиболее приемлемая величина коэффициента чувствительности находится в диапазоне 1,5-2. Принцип быстродействияВремя обесточивания поврежденного участка состоит из двух составляющих:
Первую составляющую можно отрегулировать, начиная от наименьшего значения, которое зависит от устройства защиты и числа применяемых элементов. Задержка по времени на сработку формируется, путем внедрения в схему специальных реле, имеющих возможность регулировки. Она применяется для наиболее удаленных защит. Устройства, находящиеся рядом с местом неисправности, должны настраиваться на действие с наименьшими возможными диапазонами времени на срабатывание. Принцип селективностиЭтот принцип по-другому называется избирательностью. С помощью нее можно найти и локализовать место возникшего повреждения в структуре сети любой сложности. Например, генератор вырабатывает и подает электроэнергию различным потребителям, находящимся на участках 1, 2, 3, которые оснащены каждый своей защитой. При коротком замыкании внутри устройства потребителя на 3-м участке, ток будет протекать по всем устройствам защиты, начиная от источника питания. Но в таком случае целесообразно будет отключить цепь участка, имеющего неисправность электродвигателя, при этом оставляя в работе остальные исправные потребители. Для этого существуют уставки релейной защиты, отдельно для каждой цепи, еще на стадии проектирования схемы защиты. Устройства защиты 5, 3-го участка должны обнаружить ток неисправности раньше, и оперативнее сработать, отключив поврежденный участок от цепи генератора. Поэтому значения токовых и временных уставок на каждом участке снижаются от генератора к потребителю, по принципу: чем дальше от неисправного места, тем ниже чувствительность. В результате исполняется принцип резервирования, который учитывает возможность поломки любых устройств, включая системы защиты более низкого уровня. Это означает, что при повреждении защиты 5 участка №3, при возникновении аварии должны сработать устройства защиты 3 или 4 участка 2. А эти участки в свою очередь подстрахованы устройствами защиты участка 1. Особенности управления релейной защитойРелейная защита как отдельный блок является самостоятельной схемой, однако он входит в общие комплексы, которые составляют систему противоаварийного управления энергетической системы. В такой системе все элементы взаимосвязаны между собой и выполняют поставленные задачи в комплексе. Коротко перечень защитных функций и работа автоматики изображены на схеме. Изучив особенности эксплуатации автоматики и релейной защиты, можно сказать, что необходимо постоянно совершенствовать знания и практические навыки, которые требуются при поступлении в работу нового оборудования для защиты. Похожие темы:
electrosam.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
При выборе уставок защит с относительной селективностью вы должны убедиться, что эти защиты будут работать правильно при всех режимах работы. Для этого необходимо построить карту селективности защит.
За последние 20 лет устройства РЗА достаточно сильно изменились. Теперь мы имеем дело с более продвинутыми микропроцессорным реле и даже автоматы 0,4 кВ снабжаются электронными расцепителями. При этом хорошей литературы по выбору уставок РЗА больше не стало. Те, книги по которым все привыкли проводить расчеты рекомендуют использовать ступени селективности не менее 0,3 с.
