Kā darbojas releju aizsardzība un automatizācija

Pirmie cilvēku eksperimenti ar elektrību un strāvas caurlaides ķēžu izveidošana bija saistīta ar īssavienojumiem un darbības traucējumiem, kuru laikā tika iegūta pieredze un zināšanas, atklātas procesa procesu likumsakarības un izstrādāti darbības noteikumi.

Balstoties uz pieļauto kļūdu analīzi, sāka radīt ierīces, kas aizsargā iekārtas un cilvēkus no elektriskās ietekmes. Pirmās šādas ierīces bija drošinātāji, kas izdegās, kad tika izveidotas kritiskās slodzes, pārtraucot elektriskās strāvas ķēdi.

Sarežģītākas aizsargkonstrukcijas sāka masveidā ieviest pēc 1891. gada, kad Krievijā pēc Mihaila Osipoviča Dolivo-Dobrovolsky projekta 220 kW elektroenerģijas uz 175 km tika veiksmīgi transportētas ar 77% efektivitāti, pamatojoties uz tā paša zinātnieka izstrādāto trīsfāžu sprieguma sistēmu.

Aizsardzības princips bija balstīts uz releju principu - ierīces, kas pastāvīgi uzrauga jebkuru tīkla elektrisko parametru, un, sasniedzot kritiskās vērtības, tās iedarbina: viņi, mainot elektrisko ķēdi, strauji maina sākotnējo stāvokli.

Pirmās aizsardzības ierīces tika izgatavotas, pamatojoties uz elektromehānisko releju projektiem, un to darbībā iesaistītos speciālistus sāka saukt par terminu "relejs", kas ir spēkā līdz šim.

Uz nepārtraukti iegūtās pieredzes pamata energosistēmā izveidotais releju aizsardzības un automatizācijas pakalpojums (RPA) vienlaikus tiek iesaistīts citos sarežģītos procesos:

• vadības sistēmas, ieskaitot vietējās, tālvadības un tālvadības metodes;

• ierīces slēdzenes;

• signalizācijas shēmas, kas ļauj analizēt notikumus, kas notiek tīklā;

• dažādu elektrisko lielumu mērīšana esošajās ķēdēs;

• mērījumu kvalitātes analīze, pamatojoties uz metroloģiskajiem standartiem;

• dažas citas funkcijas.

Aizsargierīču shēmas uzbūves principi

Diezgan apgrūtinoša un sarežģīta sākotnējā bāze, kuras pamatā ir elektromehāniskās struktūras, tiek pastāvīgi pilnveidota un pārveidota. Aizsardzības darbā tiek ieviesti jauni tehniskie uzlabojumi. Mūsdienu enerģijas kompleksos veiksmīgi tiek apvienotas elektromagnētiskās, indukcijas, statiskās - pusvadītāju un mikroprocesoru ierīces.

Tos vieno praktiski nemainīgs procesu pamatalgoritms, kas tiek modernizēts katram konkrētajam gadījumam. Galvenās aizsardzības funkcijas ir parādītas struktūras diagrammā.

Aizsargierīču galvenās funkcijas

Novērošanas vienība

Tās galvenā funkcija ir uzraudzīt notiekošos elektriskos procesus sistēmā, pamatojoties uz mērījumiem no strāvas un / vai sprieguma mērīšanas transformatoriem.

Izejas signālus, kas ņemti no ierīces, var tieši pārsūtīt uz loģisko ķēdi, lai salīdzinātu ar lietotāja noteiktām novirzēm no nominālvērtībām, ko sauc par iestatījumiem, vai sākotnēji pārveidotu ciparu formātā.

Loģikas bloks

Šeit ievades signāli tiek salīdzināti ar iestatījumu robežu parametriem. Mazākā savstarpējā spēle noved pie komandas, kas darbina aizsargspējas, izdošanas.

Izpildvienība

Tas tiek pastāvīgi uzturēts gatavībā reaģēt uz loģisko vienību komandām. Šajā gadījumā pārslēgšanās notiek elektroinstalācijas shēmā saskaņā ar iepriekš noteiktu algoritmu, kas izslēdz aprīkojuma bojājumus un miesas bojājumus.

Signalizācijas bloks

Procesi, kas notiek sistēmā, tiek veikti tik ātri, ka cilvēks nespēj tos uztvert ar saviem orgāniem.Lai fiksētu nevainojamos notikumus, tiek uzstādītas trauksmes ierīces, kuras izmanto vizuālas un skaņas ekspozīcijas metodes, saglabājot atmiņā notikušās izmaiņas.

Visās trauksmes konstrukcijās tā stāvokli pēc operācijas sākotnējā stāvoklī operators vienreiz veic manuāli, kas novērš informācijas zudumu par aizsardzības darbību, ko veic automatizācija.

Aizsardzības principi

Ļoti nopietna attieksme pret elektrības lietošanas uzticamību un drošību ir noteikusi pamatprasības, kurām jāatbilst releju aizsardzības sistēmām. Tomēr tās ir arī tehniskas ierīces, kas nozīmē: tām ir spēja izjaukt pareizu darbību.

Releju aizsardzības sistēmu atteice ir iespējama ar:

• defekti aizsargu iekšpusē;

• pārmērīga reakcija, ja nav nepieciešama izpildinstitūcijas rīcība;

• viltus darbs, ja nav bojāta elektriskā sistēma.

Lai izslēgtu darbības laikā radušās kļūmes, tiek izstrādāts, uzstādīts projekts, nodots releju aizsardzības ierīču nodošana ekspluatācijā un apkope, ņemot vērā izstrādātās prasības releju aizsardzībai un automātikas ierīcēm:

• selektivitāte, pamatojoties uz shēmas hierarhiju;

• ātrums, ko nosaka reakcijas laiks;

• jutība pret sākuma faktoriem;

• darba uzticamība.

Selektivitātes princips

Vēl viens parasts nosaukums tam ir selektivitāte. Šis raksturlielums ļauj precīzi noteikt un lokalizēt izpaustās darbības traucējumu vietu strukturētā tīklā ar jebkuru hierarhiju.

Piemēram, ģenerators pārraida elektrisko enerģiju daudziem patērētājiem, kas atrodas 1., 2. un 3. sadaļā, kas attiecīgi aprīkoti ar savu aizsardzību 1-2, 3-4 un 5. Gadījumā, ja īssavienojums tiešajā lietotājā atrodas vietā Nr. 3, bojājuma strāvas iziet cauri visām aizsardzības avotiem no avota.

Tomēr šajā situācijā ir jēga atvienot pēdējo sekciju ar bojātu elektromotoru, atstājot visas darbības ierīces darbībā. Šim nolūkam shēmas projektēšanas posmā katrai shēmai tiek ieviesti dažādi releju aizsardzības iestatījumi.

Aizsardzības ierīcēm, kas minētas 5. sadaļā, agrāk jājūt bojājuma straumes un ātrāk jānodrošina to avārijas atvienošana no ģeneratora. Tāpēc iepriekšminētajā shēmā pašreizējās un laika iestatījumu vērtības katrā sadaļā tiek samazinātas no ģeneratora līdz patērētājam, ievērojot principu: jo tuvāk bojājuma vietai, jo augstāka jutība.

Tajā pašā laikā tiek izpildīts atlaišanas princips, ņemot vērā jebkādu tehnisko ierīču, ieskaitot zemāka līmeņa aizsardzības sistēmas, kļūmes iespējamību. Tas nozīmē: ja nepareizi darbojas 3. sadaļas 5. iedaļas aizsardzība, īssavienojumam vajadzētu atvienot līnijas Nr. 2 releja aizsardzības ierīces Nr. 4 vai 5, kuras savukārt ir apdrošinātas ar sekcijas Nr. 1 aizsardzību.

Darbības princips

Bojājumu izslēgšanas laiku veido vismaz divi faktori:

1. iedarbināta aizsardzība;

2. slēdža piedziņas darbība.

Pirmo parametru var pielāgot no minimālās vērtības, ņemot vērā aizsardzības dizainu un izmantoto elementu skaitu. Šīs metodes rada kavēšanās laiku īpašu regulējamu releju iekļaušanai ķēdē. To izmanto turpmākai aizsardzībai.

Ierīces, kas atrodas tuvu bojājuma vietai, jākonfigurē tā, lai tās darbotos pēc iespējas īsākā laika posmā.

Jutīguma princips

Šis raksturlielums ļauj noteikt aprēķināto bojājumu veidus un energosistēmas patoloģiskās situācijas pašreizējās aizsardzības zonas iekšienē.

Releju aizsardzības un automatizācijas ierīču jutība

Lai noteiktu tā skaitlisko izteiksmi, tiek ieviests koeficients Кч, ko aprēķina pēc sekcijas īssavienojuma strāvas minimālās vērtības un izslēgšanās strāvas vērtības attiecības.

Tajā pašā laikā releju aizsardzības un automatizācijas ierīces darbojas pareizi pie Ic

Jutības koeficienta optimālā vērtība ir diapazonā no 1,5-2.

Uzticamības princips

Lai to definētu, tiek ieviesti termini:

• uptime

• apkope;

• ilgmūžība;

• noturība.

Katram no viņiem ir savi vērtēšanas kritēriji.

Releju aizsardzības un automatizācijas ierīču uzticamība

Releju aizsardzības ierīču darbībā un uzturēšanā tiek ņemtas vērā trīs atbildes funkciju uzticamības iespējas:

1. ar iekšējiem īssavienojumiem aizsargātajā zonā;

2. ārēja īssavienojuma pārejas laikā ārpus darba zonas;

3. režīmos bez bojājumiem.

Tajā pašā laikā uzticamību iedala:

• operatīvs;

• aparatūras telpa.

Avārijas kontrole

Jebkura releja aizsardzības vienība ir ne tikai neatkarīga shēma, bet arī apvienota augstāka līmeņa kompleksos, kas galu galā veido energosistēmas avārijas vadības sistēmu. Viņai ir katrs elements, kas savienots ar citiem komponentiem, un visaptveroši veic savus uzdevumus.

Saīsināts aizsardzības un automatizācijas funkciju saraksts ir parādīts vienkāršotā blokshēmā.

Tīkla avārijas pārvaldība

Īss releju aizsardzības un automātikas darbības iezīmju kopsavilkums ļauj secināt, ka releja operatora profesija prasa pastāvīgu ekspluatācijā esošo iekārtu izpēti, zināšanu uzlabošanu un spēcīgu praktisko iemaņu veidošanu.

Vairāk par stafetes operatora profesiju: Profesijas elektriķu releju aizsardzība un automatizācija

Par modernām releju aizsardzības ierīcēm lasiet šeit: Uz releju aizsardzības ierīcēm, kuru pamatā ir mikroprocesori: pārskats par iespējām un strīdīgiem jautājumiem