Fonctionnement de la protection et de l'automatisation des relais

Les premières expériences humaines sur l'électricité et la création de circuits de passage de courant se sont accompagnées de courts-circuits et de dysfonctionnements, au cours desquels de l'expérience et des connaissances ont été acquises, des régularités des processus en cours ont été révélées et des règles de fonctionnement ont été développées.

Sur la base de l'analyse des erreurs commises, des dispositifs ont commencé à être créés pour protéger les équipements et les personnes contre les effets électriques. Les premiers appareils de ce type étaient des fusibles, qui ont grillé lorsque des charges critiques ont été créées, rompant les circuits de courant électrique.

Des structures de protection plus complexes ont commencé à être introduites massivement après 1891, alors qu'en Russie, selon le projet de Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, 220 kW d'énergie électrique par 175 km ont été transportés avec succès avec une efficacité de 77% sur la base d'un système de tension triphasé développé par le même scientifique.

Le principe de protection était basé sur le principe des relais - des dispositifs qui surveillent en permanence n'importe quel paramètre électrique du réseau, et lorsqu'ils atteignent des valeurs critiques, ils se déclenchent: ils changent brusquement leur état initial en commutant le circuit électrique.

Les premiers dispositifs de protection ont été fabriqués sur la base de conceptions de relais électromécaniques, et les spécialistes impliqués dans leur fonctionnement ont commencé à être appelés le terme "relais", qui est valable à ce jour.

Le service de protection et d'automatisation des relais (RPA) créé dans le système électrique sur la base d'une expérience constamment acquise est simultanément impliqué dans d'autres processus complexes:

• systèmes de contrôle, y compris les méthodes locales, à distance et à distance;

• verrous de l'appareil;

• circuits de signalisation, permettant d'analyser les événements survenant dans le réseau;

• mesures de diverses grandeurs électriques dans des circuits existants;

• analyse de la qualité des mesures sur la base des normes métrologiques;

• quelques autres fonctionnalités.

Principes de construction d'un circuit de dispositifs de protection

Une base initiale assez lourde et complexe basée sur des structures électromécaniques est constamment améliorée et modifiée. Pour les travaux de protection, de nouveaux développements techniques sont introduits. Dans les complexes énergétiques modernes, les appareils électromagnétiques, à induction, statiques - semi-conducteurs et à microprocesseur sont combinés avec succès.

Ils sont unis par un algorithme de base de processus pratiquement immuable, qui est modernisé pour chaque cas spécifique. Les principales fonctions de protection sont illustrées par le schéma structurel.

Les principales fonctions des dispositifs de protection

Unité d'observation

Sa fonction principale est de surveiller les processus électriques en cours dans le système sur la base des mesures des transformateurs de mesure de courant et / ou de tension.

Les signaux de sortie provenant de l'unité peuvent être directement transmis au circuit logique pour comparaison avec les écarts définis par l'utilisateur par rapport aux valeurs nominales, appelés réglages, ou initialement convertis sous forme numérique.

Bloc logique

Ici, les signaux d'entrée sont comparés avec les caractéristiques limites des réglages. La moindre concordance entre eux conduit à l'émission d'une commande pour actionner les défenses.

Unité exécutive

Il est constamment maintenu prêt à répondre aux commandes d'unité logique. Dans le même temps, la commutation se produit dans le schéma de câblage selon un algorithme prédéterminé qui exclut les dommages à l'équipement et les blessures.

Unité d'alarme

Les processus qui se produisent dans le système sont exécutés si rapidement qu'une personne n'est pas en mesure de les percevoir avec leurs organes.Pour corriger les événements parfaits, des dispositifs d'alarme sont installés qui utilisent des méthodes d'exposition visuelles et sonores avec enregistrement des changements survenus dans la mémoire.

Dans toutes les constructions d'alarme, le transfert de son état après le fonctionnement à sa position initiale est effectué une fois par l'opérateur manuellement, ce qui élimine la perte d'informations sur le fonctionnement de la protection par automatisation.

Principes de protection

Une attitude très sérieuse envers la fiabilité et la sécurité de l'utilisation de l'électricité a déterminé les exigences de base auxquelles les systèmes de protection de relais doivent répondre. Cependant, ce sont aussi des appareils techniques, ce qui signifie: ils ont la capacité de perturber les bonnes performances.

La défaillance des systèmes de protection des relais est possible avec:

• défauts à l'intérieur des protections;

• réponses excessives lorsque l'action de l'organe exécutif n'est pas requise;

• faux travaux en l'absence de dommages au système électrique.

Pour exclure les défaillances pendant le fonctionnement, un projet est développé, installé, mis en service avec la mise en service et la maintenance des dispositifs de protection de relais en tenant compte des exigences développées pour la protection de relais et les dispositifs d'automatisation pour:

• sélectivité basée sur la hiérarchie du schéma;

• vitesse déterminée par le temps de réponse;

• sensibilité aux facteurs de départ;

• fiabilité du travail.

Principe de sélectivité

Un autre nom commun pour cela est la sélectivité. Cette caractéristique vous permet d'identifier et de localiser avec précision la place du dysfonctionnement manifesté dans un réseau structuré avec n'importe quelle hiérarchie.

Par exemple, un générateur transmet de l'énergie électrique à de nombreux consommateurs situés dans les sections n ° 1, 2 et 3, équipés de leurs propres protections 1-2, 3-4 et 5, respectivement. En cas de court-circuit à l'intérieur de l'utilisateur final sur le site n ° 3, des courants de dommages traverseront tous les circuits de protection depuis la source.

Cependant, dans cette situation, il est logique de déconnecter la section finale avec un moteur électrique endommagé, en laissant tous les dispositifs de fonctionnement en fonctionnement. À cette fin, différents paramètres de protection de relais sont introduits pour chaque circuit au stade de la conception du circuit.

Les dispositifs de protection de la section 5 doivent détecter plus tôt les courants de défaut et assurer leur déconnexion d'urgence du générateur plus rapidement. Par conséquent, dans le schéma ci-dessus, les valeurs des paramètres de courant et de temps dans chaque section sont réduites du générateur au consommateur, selon le principe: plus le lieu de l'endommagement est proche, plus la sensibilité est élevée.

Dans le même temps, le principe de redondance est respecté, en tenant compte de la possibilité de défaillance de tout appareil technique, y compris les systèmes de protection d'un niveau inférieur. Cela signifie: si la protection de la section 5 de la section 3 est défectueuse, un court-circuit doit déconnecter les dispositifs de protection des relais n ° 4 ou 5 de la ligne n ° 2, qui, à leur tour, sont assurés par la protection de la section n ° 1.

Principe de performance

Le temps d'arrêt des dommages comprend au moins deux facteurs:

1. protection déclenchée;

2. fonctionnement de l'entraînement du disjoncteur.

Le premier paramètre peut être ajusté à partir de la valeur minimale en raison de la conception de la protection et du nombre d'éléments utilisés. Ces méthodes créent un temps de retard pour l'inclusion de relais réglables spéciaux dans le circuit. Il est utilisé pour une protection supplémentaire.

Les appareils proches du point de dommage doivent être configurés pour fonctionner avec les intervalles de temps de fonctionnement les plus courts possibles.

Principe de sensibilité

Cette caractéristique vous permet de déterminer les types de dommages calculés et les situations anormales du système d'alimentation à l'intérieur de la zone de protection actuelle.

Sensibilité des dispositifs de protection et d'automatisation des relais

Pour déterminer son expression numérique, le coefficient Кч est introduit, calculé par le rapport de la valeur minimale du courant de court-circuit pour la section à la valeur du courant de déclenchement.

Dans le même temps, les dispositifs de protection et d'automatisation des relais fonctionnent correctement à Icz

La valeur optimale du coefficient de sensibilité se situe dans la plage de 1,5 à 2.

Principe de fiabilité

Pour le définir, les termes sont introduits:

• disponibilité

• maintenabilité;

• longévité;

• persistance.

Chacun d'eux a ses propres critères d'évaluation.

Fiabilité des dispositifs de protection et d'automatisation des relais

Le fonctionnement et la maintenance des dispositifs de protection de relais envisagent trois options pour la fiabilité des fonctions de réponse:

1. avec des courts-circuits internes dans la zone protégée;

2. lors du passage d'un court-circuit externe à l'extérieur de la zone de travail;

3. dans des modes sans dommage.

Dans le même temps, la fiabilité est divisée en:

• opérationnel;

• salle de matériel.

Contrôle d'urgence

Toute unité de protection de relais n'est pas seulement un circuit indépendant, mais est combinée en complexes de niveau supérieur, qui constituent en fin de compte le système de commande d'urgence du système électrique. Elle a chaque élément interconnecté avec d'autres composants et exécute de manière complète ses tâches.

Une liste abrégée des fonctions de protection et d'automatisation est illustrée par un schéma de principe simplifié.

Gestion des urgences du réseau

Un bref résumé des caractéristiques du fonctionnement de la protection et de l'automatisation des relais nous permet de conclure que la profession d'opérateur de relais nécessite une étude constante des équipements mis en service, une amélioration des connaissances et la formation de solides compétences pratiques.

En savoir plus sur le métier d'opérateur relais: Profession électricien protection et automatisation des relais

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