Что такое релейная защита

ЧТО ТАКОЕ РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

Релейная защита – это комплекс технических средств и устройств, предназначенный для автоматического выявления неисправностей электрических сетей и оперативного отключения аварийных участков.

Поскольку такая защита является одним из основных видов электрической автоматики часто используется аббревиатура РЗА (релейная защита и автоматика).

• пусковых устройств (ПУ);
• измерительных органов (ИО);
• блока обработки информации (БО).

Структурная схема системы релейной защиты приведена на рис. 1.

Пусковые устройства представляют собой, как правило, реле различного типа и предназначены для коммутации электрических цепей (отключения аварийных участков).

Средства измерения предназначены для выявления нештатных режимов и формирования соответствующих сигналов.

Блок обработки с использованием определенных алгоритмов осуществляет анализ информации, поступающих от измерительных органов и управляет пусковыми устройствами и средствами индикации режимов работы.

Достаточно часто в качестве измерительного устройства применяют трансформатор тока. При этом блок обработки можно исключить и управлять пусковым устройством либо напрямую с токового трансформатора, либо через промежуточное реле.

ВИДЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

;
• дифференциальная; ;
• минимального напряжения;
• дистанционная и пр.

Токовая РЗ предназначена, главным образом, для отключения электрических цепей и линий при возникновении токов перегрузок (короткого замыкания). При этом контролируется абсолютное значение тока.

Дифференциальная релейная защита действует по принципу измерения токов фаз. Применяется, в том числе для защиты трансформаторов.

Газовая защита также используется в силовых трансформаторах. Принцип ее действия заключается в обнаружении газа, выделяемого в системе масляного охлаждения трансформатора при его перегрузке или замыкании.

Защита минимального напряжения отключает линию при снижении напряжения ниже допустимого уровня. Такое снижение может быть вызвано перегрузкой сети или коротким замыканием.

Дистанционная РЗА реагирует на расстояние от места ее установки до точки короткого замыкания.

Все перечисленные виды релейных защит могут применяться комбинированно в зависимости от задач и условия эксплуатации линий.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЕ

Селективность (избирательность).

Селективность – это способность определять аварийный участок электрической системы и отключать его элемент от исправной части электрической сети.

• абсолютной;
• относительной.

В первом случае РЗА срабатывает только при повреждении в контролируемой ей зоне (участке). Во втором случае возможно реагирование на повреждения на соседних участках.

Селективность обеспечивается целым комплексом мероприятий, в том числе и обеспечением временной задержки отключения.

Быстродействие.

Определяет скорость обнаружения неисправности и отключения аварийных участков. Показателем этого параметра является интервал времени от момента возникновения неисправности до отключения сети или ее участка.

Чувствительность.

Это свойство, определяющее способность релейной защиты обнаруживать повреждения на дальней границе контролируемой зоны при минимальном режиме работы.

То есть – это способность реагировать на повреждения и нештатные режимы, которые подлежат определению, в любых режимах работы.

Характеризуется коэффициентом чувствительности – отношением минимального уровня сигнала к величине уставки (заданному контролируемому параметру).

Это способность релейной защиты действовать штатно и безотказно при всех режимах, для которых данная система предназначена.

В общем (это справедливо для любой системы) надежность – это свойство определяющее её способность выполнять свои функции в любых условиях эксплуатации.

Характеризуется временем безотказной работы (наработки на отказ) и (или) количеством отказов в определенный промежуток времени.

Принцип работы релейной защиты и автоматики

Во время первых опытов с электроэнергией и сборки цепей для проведения тока люди часто получали удары из-за разных замыканий и неточностей работы. Учась на ошибках, все приобретали новый опыт и навыки, находили принципы работы процессов и вырабатывали правила использования.

Совершая анализ совершенных неточностей, начали создавать приборы, которые защищали оборудование и человека от поражения электрическим током. Плавкие предохранители являлись праотцами устройств, которые в момент критических нагрузок сгорали и разрывали цепь.

Конструкции более сложного типа стали активно внедрять в конце XIX века, когда по плану Михаила Доливо-Добровольского в Россию успешно передали 220кВт электроэнергии на 175 километров с КПД равным 77% на основании системы напряжения с тремя фазами, которая была разработана им же.

Защитные установки работают по принципу рыле. Реле – приборы, которые всегда следят за определенным показателем в сети. Если достигается критическое значение, то устройство сразу же изменяет состояние, коммутирую электросхему.

Самые первые устройства защиты делались на основе электромеханических конструкций рыле, а тех, кто занимался работой с ними, стали называть «релейщиками». Данный термин существует и на сегодняшний день.

Также служба релейной защиты и автоматики в энергосистеме занимается и иными непростыми процессами:

• Управленческой схемой, активирующей местные, дистанционные и удаленные методы;
• Блокировкой определенных приборов;
• Сигнализационными цепями, которые позволяют проводить анализ случаев, протекающих в сети;
• Замерами разных величин энергии в работающих схемах;
• Проверкой качества измерений на основании метрологических шаблонов;
• Иными задачами.

Как строятся защитные устройства

Первоначальную базу, весьма большую и трудную, продуманную на основании электрических конструкций, всегда совершенствуют и улучшают. Для защитных устройств придумывают инновационные приборы. В новейших комплексах отлично сочетаются между собой самые разные устройства – от электромагнитных до статических.

Объединяет их все почти неизменный принцип стандартных процессов, меняющийся для любого отдельно.

Главные функции защитных установок

• Наблюдательный блок. Главной функцией устройства считается контроль за процессами передачи электрической энергии в схеме на основании измерений от трансформатора электрического тока. Данные, поступающие с блока на выходе, идут далее в логическую схему для сопоставления с установленными показателями и нахождение различий с номинальными показателями, их называются установками или изначально преобразуются в цифровой вид.
• Логистический блок. В данном устройство проводится сопоставление сигналов на входе с характеристиками установки на концах. Любая схожесть между ними может привести к активации защиты.
• Исполнительный блок. Данный прибор всегда находится в состоянии готовности к активации по сигналу от блока логистики. В данном случае в схеме установки случается переключение по предварительно установленному алгоритму, который исключает поражение установки и травм работниками.
• Сигнализационный блок. Все процессы, которые происходят в системе, проходят с такой скоростью, что люди не могут воспринять их органами чувств. Чтобы фиксировать факторы, ставятся особые установки, которые при помощи метода воздействия с помощью звука и метода визуального сохраняют показатели в памяти. В любых сигнализационных установках перемена состояния в первоначальное положение делается один раз работником, что дает возможность сохранить данные о факте работе защиты.

Принцип работы защиты

К надежности и безопасности электрической сети предъявляются серьезные условия, которым обязаны соответствовать реле. Но они все также относятся к техническим приборам, а поэтому у них есть риск поломки.

Система РЗА может отказать при:

• Неисправностях в самой системе;
• Лишних активациях, когда функционирование органа исполнения не нужно;
• Ошибочной работе при полном отсутствии изъянов электросистемы.

Чтобы предупредить шанс отказа при эксплуатации, разрабатывается специальный план, производятся монтажные работы, налаживается ввод и контролируется прибор релейной защиты, учитывая все установленные к РЗА требования по:

• Избирательности, учитывая иерархичность схем;
• Быстрому действию, которое определяется по времени автивации;
• Чувствительности к факторам запуска;
• Точности функционирования.

Принцип селективности

Еще один термин – избирательность. Данный показатель дает возможность с точностью узнать точки появления изъянов в сети со всякой иерархией.

Например, генератор может передавать энергию к нескольким потребителям, которые располагаются на первом, втором и третьем участках, они в то же время обладают защитами 1—2, 3—4 и 5. Если возникает неисправность у пользователей на третьем участке, токи повреждения будут проходить по каждым защитным схемам от источника.

Однако в таком случае есть резон выключить конечных участок, на котором поврежден электрический двигатель. Это позволит оставить в рабочем состоянии все устройства. Для данных целей вводят разнообразные установки реле защиты для любой цепи.

Устройства защиты на пятом участке призваны раньше всех ощутить неисправные токи и сразу же отключить генератор. Именно поэтому в схеме параметры установок по силе тока и времени на всех частых понижаются от генератора к конечному потребителю, соблюдая при этом принцип: приближаясь к поврежденному месту, чувствительность увеличивается.

В данном случае действует принцип резервирования, который просчитывает вероятность отказа всякого технического прибора, активирует системы защиты на значительно низком уровне. Проще говоря, если случится поломка на защите 5 третьего участка, короткое замыкание должно способствовать отключению РЗА четвертого или пятого на второй линии. Они при этом страхуются защитами от первого участка.

Принцип быстродействия

Время выключения поврежденных участков составляется из следующих факторов:

• Активации защиты;
• Работы привода отключения.

Первый показатель возможно изменять от самого маленького значения, которое задано схемой защиты и числом применяемых деталей. Данными методами достигается пауза во времени на активацию в схеме особых реле, занимающихся регулированием. Она применяется для удаленных защит.

Участки, расположенные недалеко от точки повреждения, обязательно должны налаживаться на активацию с самыми маленькими вероятными временными промежутками на срабатывание.

Принцип быстродействия РЗА

Данный показатель поможет понять виды рассчитываемых повреждений и непредвиденных ситуаций системы в зоне действия защиты.

Чувствительность устройств РЗА

Для нахождения данного численного выражения используется коэффициент Кч, который находится делением наименьшего показателя тока Кз на участке на значение срабатывающего тока.

В данном случае приборы РЗА будут работать только при Icз< Iкз min.

Показатель Кз должен находиться в пределах от 1,5 до 2.

Принцип надежности

Для нахождения показателя ввели понятия:

• Работа без отказов;
• Пригодность к ремонту;
• Долговечность;
• Сохраняемость.

У всякого из них есть собственные критерии для оценивания.

Надежность устройств РЗА

Использование и обслуживание приборов защиты реле предусматривают 3 вида надежности по способы активации:

1. При коротких замыканиях в самой защитной зоне;
2. В процессе прохождения коротких замыканий за рамками активного участка;
3. В режиме без каких-либо неточностей.

Надежность можно разделить на:

• Эксплуатационную;
• Аппаратную.

Противоаварийное управление

Каждый из блоков защиты реле может не только быть обособленной самобытной схемой, но и может соединяться в комплексы, что на выходе создает систему управления электрической установкой против возникновения аварийных ситуаций. В системе любой участок связан с иными и выполняет определенные функции.

Простая структурная схема может показывать короткий перечень защитной функции и автоматики.

Противоаварийное управление энергосистемы

Коротко описанные принципы работы релейной защиты и автоматики позволят заключить, что работа релейщика не обойдется без постоянного изучения нового прибора, получения новых знаний и формирования иных навыков и умений на практике.

Релейная защита

В электрической части энергосистем могут возникать повреждения и ненормальные режимы работы электрооборудования электростанций и подстанций линий электропередачи и электроустановок потребителей электроэнергии. Повреждения вызывают появление значительных аварийных токов и сопровождаются глубоким понижением напряжения на шинах электростанций и подстанций. Ток повреждения выделяет большое количество теплоты, которые вызывает сильное разрушение в месте повреждения и опасное нагревание проводов неповрежденных ЛЭП и оборудования, по которым этот ток проходит. Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы элементов энергосистемы.

Ненормальные режимы обычно приводят к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивости энергосистемы, а повышение напряжения и тока угрожает повреждением оборудования и линий электропередачи. Для уменьшения разрушений в месте повреждения и обеспечения нормальной работы неповрежденной части энергосистемы необходимо возможно быстрее выявлять и отделять место повреждения от неповрежденной части энергосистемы. Опасные последствия ненормальных режимов также можно предотвратить, если своевременно принять меры к их устранению, а при необходимости отключить оборудование, оказавшееся в недопустимом для него режиме.

Выявление и отключение повреждений следует производить очень быстро — в большинстве в течение сотых и десятых долей секунды, что может быть обеспечено только средствами автоматики. В связи с этим возникла необходимость в создании и применении автоматических устройств, защищающих энергосистему и ее элементы от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов. Первоначально в качестве подобной защиты применялись плавкие предохранители. Впоследствии были созданы защитные устройства, выполняемые при помощи электрических автоматовреле. Такой способ получил название релейной защиты.

Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль за состоянием всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить поврежденный участок и отключить его от энергосистемы, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения.

При возникновении ненормальных режимов РЗ также должна выявлять их и в зависимости от характера нарушения либо отключать оборудование, если возникла опасность его повреждения, либо производить автоматические операции, необходимые для восстановления нормального режима, либо осуществлять сигнализацию оперативному персоналу, который должен принимать меры по ликвидации ненормальности.

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Структура РЗ и ее основные элементы

Релейную защиту можно рассматривать как управляющую систему, которая в общем случае получает информацию о токах, напряжениях и состоянии коммутационных элементов в отдельных частях энергосистемы. В результате обработки этой информации РЗ вырабатывает управляющие сигналы для выключателей (команды отключения или включения), а также различные сообщения, позволяющие фиксировать или анализировать процессы, протекающие в энергосистеме, и функционирование самой РЗ.

Каждое устройство РЗ, призванное обнаружить повреждение и дать команду на отключение силового выключателя, имеет три структурные части: измерительную (реагирующую), логическую (оперативную) и управляющую (исполнительную).

• Измерительная часть осуществляет непрерывный контроль за состоянием защищаемого объекта и, реагируя на появление в нем повреждения (или ненормального режима), срабатывает и выдает дискретные сигналы на вход логической части, приводящие ее в действие. В качестве контролируемых величин (входных сигналов) служит в зависимости от вида РЗ ток и/или напряжение защищаемого объекта. Эти величины в установках с рабочим напряжением выше 1000 В подводятся к измерительной части защиты через измерительные трансформаторы тока и напряжения.
• Логическая часть воспринимает дискретные сигналы измерительной части, производит с помощью логических элементов (реле) по заданной программе логические операции и подает выходной сигнал о срабатывании РЗ на управляющую часть.
• Управляющая часть служит для усиления сигнала логической части до значения, необходимого для отключения выключателя и приведения в действие других устройств (поскольку сигналы логической части, особенно при выполнении ее на полупроводниковых элементах, обычно имеют недостаточную мощность) и для размножения сигнала логической части.

Кроме того, в качестве структурной части РЗ следует назвать источник питания — специальный источник стабильного напряжения для приведения в действие элементов логической и управляющей частей, подачи команды на отключение выключателей, а также для питания полупроводниковых элементов измерительной и логической частей.

Устройство РЗ состоит из реле, соединенных между собой по определенной схеме. В практике релестроения используются три типа элементных баз:

• электромеханическая, которая может применяться для реализации всех функциональных частей и органов РЗ в виде электромеханических реле;
• полупроводниковая, которая может использоваться для реализации всех функциональных частей и органов РЗ в виде полупроводниковых элементов, аналоговых и цифровых микросхем;
• микропроцессорная, которая может использоваться для реализации измерительной и логической частей РЗ на базе систем, основным элементом которых являются микропроцессоры.

Основные требования к устройствам РЗ. Виды устройств РЗ

Основными показателями релейной защиты, характеризующими ее функции в энергосистеме, являются чувствительность и селективность. Первая — это свойство РЗ реагировать на возможные повреждения на защищаемом участке и достаточно быстро их отключать, с тем чтобы сохранялась работоспособность как отключенных, так и оставшихся в работе элементов сети; вторая — это свойство РЗ формировать команды отключения только поврежденного участка или минимального числа участков электрической сети вблизи места повреждения, с тем чтобы свести к минимуму недоотпуск электроэнергии потребителям.

Реализация этих функций осуществляется устройствами РЗ, которые должны удовлетворять ряду требований по обеспечению их правильного функционирования в реальных режимах работы энергосистемы. В соответствие со стандартом МЭК 50(448)-1995, неправильное функционирование защиты может выражаться в виде отказа защиты в функционировании или в непредусмотренном функционировании (излишнее действие). С точки зрения правильного функционирования к устройствам РЗ предъявляются следующие требования:

• статическая устойчивость функционирования как способность устройства РЗ сохранять стабильность измерения и обеспечивать точность измерения, характеристики, параметры и настройки, при условии, что эти входные величины являются установившимися; она определяется в основном выполнением требований по точности параметров, характеристик, настроек в заданных диапазонах входных сигналов;
• динамическая устойчивость функционирования, которая характеризует способность устройства РЗ обеспечивать свои функции с учетом переходных процессов, возникающих при коротком замыкании и коммутациях в энергосистеме и самом устройстве РЗ. Требование динамической устойчивости функционирования учитывается при разработке алгоритмов и конструкции устройств РЗ;
• устойчивость к влиянию внешней среды, среди видов воздействий которой — электрические, механические и климатические;
• надежность РЗ, под которой понимается вероятность выполнения ею требуемых функций при заданных условиях в течение заданного промежутка времени. Стандартом МЭК 50(448)-1995 определяются понятия надежности несрабатывания и надежности срабатывания.

Все РЗ делятся на основные и резервные. Основными называются РЗ, обеспечивающие отключение повреждений в пределах защищаемого элемента с требуемыми быстротой и чувствительностью. Резервными называются РЗ, осуществляющие резервирование основной РО в случае ее отказа или вывода из работы и защиту следующего участка в случае отказа его РЗ или выключателя.

По способу обеспечения селективности действия РЗ подразделяются на два вида — с абсолютной селективностью, зона действий которых не выходит за пределы защищаемого объекта, действия выполняются без выдержки времени; и с относительной селективностью, действующие при коротком замыкании как на защищаемом элементе, так и за его пределами, селективность обеспечивается при этом подбором выдержек времени.

Кроме того, по принципу действия измерительных органов, определяющих факт возникновения короткого замыкания и место его нахождения, различают группы РЗ, реагирующие на следующие факторы: увеличение тока, уменьшение сопротивления, появление разности токов по концам защищаемого участка, изменение фаз тока относительно напряжения.

Цифровая релейная защита

Последнее десятилетие характеризуется широким применением в релейной защите цифровой (микропроцессорной) техники. Это обусловлено существенными преимуществами последней по сравнению с электромеханическими и электронными РЗ. В частности, эти преимущества заключаются в следующем:

• повышении аппаратной надежности, массы и габаритов устройств благодаря существенному уменьшению числа используемых блоков и соединений;
• существенном повышении удобства обслуживания и возможности сокращения обслуживающего персонала;
• расширении и улучшении качества защитных функций (чувствительности, селективности, статической и динамической устойчивости функционирования);
• возможности непосредственной регистрации процессов и событий и анализа возникших в энергосистеме повреждений;
• принципиально новых возможностей управления защитой и передачи от нее информации на географически удаленные уровни управления;
• технологичности производства.

Принципы построения и алгоритмы, используемые в цифровой релейной защите (ЦРЗ), во многом отличаются от применяемых в электромеханических и электронных релейных защитах, ввиду существенно различающихся технической основы и способов обработки информации. Входная информация, которую получает ЦРЗ, может в общем случае содержать следующие составляющие: аналоговые сигналы, характеризующие контролируемые величины энергосистемы; входная дискретная информация, в том числе сигналы от коммутационных аппаратов, других устройств РЗ и от обслуживающего персонала; цифровая информация от других устройств РЗ, характеризующая как текущие значения переменного тока, так и логические сигналы, получаемые посредством цифровых коммуникационных интерфейсов; управление настройками и параметрами ЦРЗ, осуществляемое обслуживающим персоналом или системами управления через коммуникационный интерфейс. Выходная информация ЦРЗ может быть представлена следующими пунктами: выходная дискретная информация (логические сигналы к другим защитам и на отключение выключателей); цифровая информация к другим устройствам, характеризующая в общем случае как текущие значения переменного тока, так и логические сигналы, и получаемая посредством цифровых коммуникационных интерфейсов; сообщения различных видов, в том числе логические выходные сигналы и цифровые данные, как то: визуальное наблюдение, запись измеряемых защитой аналоговых величин токов, напряжений, мощности и пр. в нормальном и аварийном режимах; др.

Среди основных структурных элементов ЦЗР можно выделить следующие функциональные блоки:

Виды релейной защиты Статья

Под релейной защитой понимают комплекс устройств на основе реле, которые предназначены для защиты электросетей в случае нештатных ситуаций. Смысл в том, что защита непрерывно отслеживает определенные параметры и при отклонении от них отключает проблемные участки. Использование релейной защиты это не только по желанию, применение регламентировано в ПТЭ и ПУЭ. Сегодня релейную защиту обычно совмещают с автоматикой, поэтому полностью это обычно называют «релейная защита и автоматика» (РЗиА). В этой статье мы поговорим про разные виды релейной защиты, их особенности, применение, а также про многое другое.

Для чего используют релейную защиту

В любой электросети или оборудовании есть риск повреждения в следствии коротких замыканий или перегрузок, что обычно является самой большой угрозой. Причины могут быть разные, тут мы их разбирать не будем, но это могут быть ошибки сотрудников, неисправность отдельных элементов и другие причины. Словом, угроза есть и на сегодняшний день нет методов, которые позволили бы полностью исключить ее. Релейная защита служит для отключения участков, где возникло перенапряжение, короткое замыкание и т.д. Соответственно, для этого у нее должны быть определенные свойства, о которых мы расскажем ниже.

На сегодняшний день релейная защита используется повсеместно, без этого компонента трудно представить работу различных энергосистем. Не всегда она именно отключает один участок, в отдельных случаях она лишь сигнализирует персоналу об отклонении от параметров. То есть, можно довольно гибко настраивать и подбирать РЗиА, под конкретные задачи. Чтобы не было ситуации, когда линия обесточивается из-за незначительной перегрузки, которую она, как и подключенное оборудование, легко выдержат. Релейная защита работает в непрерывном режиме, современная срабатывает автоматически, кроме того, сегодня в ее устройство входят даже микроконтроллеры, которые дают возможность программировать РЗ.

Свойства релейной защиты

Выше мы писали, что вне зависимости от типа, у релейной защиты должны быть определенные свойства. Эти свойства как раз и позволяют выступать ей в роли защиты, о них стоит рассказать подробнее. Основных свойств всего четыре.

Быстродействие

Быстродействие важное свойство, под этим понимают скорость ее реакции (срабатывания). То есть, выявление отклонений от нормы или поврежденных элементов и их отключение. Быстродействие это именно время срабатывания, что в большинстве случаев критически важно. Например, при коротком замыкании релейная защита должна срабатывать быстро, если она сработает медленно, то от этого уже никакого толку не будет. Это очевидная вещь, а время срабатывания это один из параметров, по которому подбирают РЗ.

Избирательность

Это второе важное свойство, которое также могут называть «селективность», смысл от этого не меняется. Релейная защита должна уметь выявлять конкретный поврежденный элемент и отключать именно его, при этом не трогать другую часть электросистемы. Избирательность бывает как абсолютной, так и относительной. В первом случае релейная защита сработает только в том случае, если повреждение произошло в той зоне, за которую они отвечают. Во втором случае может быть срабатывании если неполадки случились в соседней зоне. Также может быть селективность отключения, которую делают с помощью дополнительных функций. Например, настраивают определенный временно промежуток перед срабатыванием и т.д., вариантов там несколько.

Надежность

Хотя это третий пункт в нашем списке, по значению его можно поставить и на первое место. Впрочем, важны все свойства, но не будем отвлекаться. Релейная защита должна быть надежной, под этим понимают ее способность срабатывать во всех режимах, при этом не срабатывать при нормальных условиях. При этом она должна работать корректно в любых условиях эксплуатации, разумеется, в тех рамках, для которых она предназначена. Надежность измеряется как время работы без отказов, а также как количество отказов на единицу времени. Тут логично, если защита не сработает, то, что она есть, что ее нет — разницы не будет.

Чувствительность

Под чувствительностью понимают способность «видеть» повреждения в пределах ее зоны действия. Тут указывается коэффициент чувствительность, которые рассчитывают отношением минимального значения сигнала к установленному значению для срабатывания. Проще говоря, релейная защита должна срабатывать только тогда, когда она должна это делать. Это основные четыре свойства, далее поговорим уже о видах релейной защиты.

Классификация

Существуют разные способы классификации релейной защиты, но рассматривать имеет смысл только основные, которые используются чаще всего. Первый способ это тип подключения, где приборы разделяют на те, которые подключаются без применения вспомогательных устройств, а также на те, для которых требуются вспомогательные устройства (например, трансформатор). В первом случае реле называют первичными, во втором, соответственно, вторичные.

Также их классифицируют по типу работу, где есть электромеханические, которые имеют подвижные компоненты и статические, в которых подвижных компонентов нет. Релейную защиту разделяют и по релейной защищенности, тут как раз и выделяют разные виды РЗ, о которых мы еще расскажем ниже, поэтому тут в подробности вдаваться не будем. Классифицируют и автоматику, она может выключать как всю линию, так и отдельную фазу. Также она может автоматически включать резерв для обеспечения непрерывного снабжения электричеством важных приборов. Есть автоматика, которую называют автоматической частотной разгрузкой.

Виды релейной защиты

Тут мы коротко расскажем про основные виды релейной защиты, которые используются чаще всего. У каждой из них свое особое назначение, различается их принцип действия и устройство.

Максимальная токовая защита

Максимальная токовая защита (также ее называют МТЗ) увеличивает силу тока в защищаемой сети в том случае, если произошло короткое замыкание. Принцип действия это принцип токовой отсечки, данный тип один из самых распространенных и используется повсеместно. Сегодня МТЗ делают с использованием микропроцессоров, которые позволяют ей выполнять и ряд других функций, например это дифференциальная защита или АПВ. Существуют разные разновидности МТЗ, например, с независимой или зависимой от тока выдержкой времени. Во втором случае релейная защита учитывает степень перегрузки, которую способны выдержать подключенные электроприборы. Для этого типа устанавливают выдержку времени, параметры тока и напряжения срабатывания.

Газовая защита

Этот вид релейной защиты применяются там, где оборудование (аппараты) работают в резервуаре, который заполнен маслом. При работе они выделяют много тепла, их охлаждение обычно не является эффективным, эту функцию берет на себя масло. Однако если в электрическом аппарате произошло какое-то повреждение, масло будет слишком сильно разогреваться, его давление повысится и если нет защиты, то возможен взрыв. Газовая защита отличается абсолютной селективностью, она срабатывает исключительно при наличии повреждений. Определять она это может по-разному, например, когда масло выбрасывается в расширитель, либо его уровень снижается, либо имеет место выделение газа. Обязательно устанавливается на трансформаторах определенной мощности в зависимости от их месторасположения, также зачастую используется для включения системы пожаротушения.

Дифференциальная защита

Применяется для защиты различных видов электрооборудования, от трансформаторов и генераторов, до воздушных линий электропередачи. Принцип действия реле защиты этого типа заключается в сравнении токов фаз на конкретном участке. В случае возникновения короткого замыкания, реле замыкает контакты и отключает конкретный участок сети. У этого типа РЗ абсолютная селективность, кроме того, высокое быстродействие. Выдержку времени тут никогда не используют, так как при коротком замыкании время срабатывания критически важно. Дифференциальная защита разделяется на поперечную и продольную, первая используется на высоковольтных линиях и отключает одну линию, вторая применяется на трансформаторах и т.д.

Дуговая защита

Особый тип релейной защиты, которые регистрирует спектр света электрической дуги, также применяется для защиты от коротких замыканий. Короткие замыкания, которые сопровождаются электрической дугой, представляют большую опасность и этот тип релейной защиты как раз и предназначен для защиты от них. Она бывает разной: дуговая защита шин, клапанного типа, фототиристорного типа, волоконно-оптического и с мембранным выключателем. У этих типов разное устройство, но назначение одинаковое. Например, если это дуговая защита фототиристорного типа, то в ней используется фототиристор, который реагирует на вспышку от электрической дуги. Если это клапанный тип, то есть разгрузочные клапаны, которые реагируют на повышение давление воздуха в конкретной ячейке. У каждого типа есть свои плюсы и минусы, в рамках данной статьи мы их рассматривать не будем. Вообще, про дуговую защиту, как и про все типы релейной защиты, можно написать отдельную статью, но тут у нас ознакомительный материал, без схем и т.д.

Также есть и другие виды: дифференциально-фазная, дистанционная различных типов, логическая защита шин, направленная максимальная токовая.

Органы релейной защиты

У релейной защиты есть разные типы органов, которые, в свою очередь, реализуются также по-разному, в зависимости от типа и назначения. Тем не менее, их разделяют на группы, которых три:

Измерительные органы. Это те части РЗ, которые фиксируют место повреждения, а также измеряют его параметры и в конечном итоге решают, должна ли сработать релейная защита.

Пусковые. Это могут быть реле тока, мощности и других параметров, они нужна для постоянного контроля над участком цепи. При каких-либо нарушениях они должны отреагировать. При этом пусковые и измерительные органы зачастую могут быть объединены в одном органе, который берет на себя все функции.

Логические. Логическая часть РЗ включается пусковыми органами и следит за измерительными. Она отвечает за запуск другого оборудования, подачу сигнала, отключение и т.д. Может состоять из разных элементов, от таймеров, до микропроцессоров.

Это все, что мы хотели рассказать про релейную защиту, хотя на самом деле мы даже не начали. Это очень обширная тема, про каждый тип и его особенности (а также назначение) имеет смысл рассказать отдельно. Сделать это в одном материале попросту невозможно, он будет слишком длинным.