Все выпуски  

Средства релейной защиты


Энергетика и промышленность России - избранные материалы.
ВЫПУСК 204.


Средства релейной защиты

За время, что прошла электроэнергетика с начала ХХ века, можно выделить некоторые этапы развития средств релейной защиты. Они определяются появлением как новых принципов контроля анормальных и аварийных режимов работы оборудования, так и нового поколения технических средств для реализации этих принципов.

К первому этапу можно отнести первое десятилетие прошлого века, когда для контроля в основном использовали ток. В это же время, кроме контроля фазных токов, начинают применять дифференциальный принцип контроля, основанный на сравнении токов по концам защищаемого оборудования. Затем, во втором десятилетии, появляются дистанционные защиты, определяющие, в какой части комплексной плоскости находится сопротивление, соответствующее дистанции от места установки защиты до места повреждения. В третьем десятилетии указанные принципы совершенствуются и находят применение в так называемых высокочастотных защитах. Для реализации устройств используют электромеханические реле, а для организации каналов связи - ламповую электронику.

В послевоенное время возникли проблемы защиты длинных линий на высоком напряжении.

Поэтому в 1950-60-х годах наблюдается бурное развитие аппаратостроения, релейной защиты и противоаварийной автоматики. Традиционные электромеханические устройства автоматики уже не справляются с поставленными задачами. Делается попытка широкого внедрения полупроводниковой техники. Однако использование в 1960-е годы дискретных компонентов – транзисторов, диодов – для построения систем защиты не принесло ожидаемого результата.

Микроэлектроника – средство повышения надежности

Дальнейшее развитие электроники привело к появлению аналоговых, а затем и цифровых интегральных схем. В 1960-е годы в электротехнической промышленности проведены удачные разработки комплексных систем защиты на базе аналоговых и цифровых интегральных микросхем малой и средней степени интеграции. Для этого этапа характерны два направления – применение интегральных схем для построения отдельных реле и построение комплексных систем защиты.Что дало использование микроэлектроники на этом этапе?

Во-первых, улучшение технических характеристик устройств по точности, снижение потребления мощности от измерительных трансформаторов тока и напряжения. Во-вторых, повышение точности и стабильности элементов выдержки времени, что обеспечивает снижение степени селективности. В-третьих – уменьшение металлоемкости и габаритных размеров изделий. В-четвертых – расширение функциональных возможностей систем защиты. В-пятых – микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики стали обеспечивать постоянную самодиагностику без вмешательства персонала, что повысило надежность защиты к требованиям срабатывания.

В 1990-е годы для управления электрическими станциями, крупными подстанциями начинают применять автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). АСУ ТП, как правило, представляют многоуровневую распределенную иерархическую систему, в которую релейная защита и другие виды автоматики – автоматическое повторное включение, автоматический ввод резерва и т.д. – входят как элементы нижнего уровня. При этом системам или устройствам защиты, кроме основных функций, отводятся функции измерения текущих значений и регистрации токов и напряжений на соответствующем присоединении. Иногда в функции вводят оперативное управление выключателем.



Нужны ли комплексные системы защиты?

Несмотря на многие достоинства микроэлектроники, еще долгое время внимание электроэнергетиков будут привлекать отдельные реле, как измерительные (тока, напряжения и др.), так и логические. Климатические условия их применения пока значительно шире, чем комплексных (многофункциональных) микропроцессорных систем защиты. К тому же для защиты многих объектов еще не требуется значительная многофункциональность.
Однако в системах электроснабжения ответственных промышленных предприятий, на электрических станциях, крупных подстанциях, когда большое значение из-за обеспечения требуемой надежности имеет почти полная автоматизация процессов производства и распределения электрической энергии, необходимо ориентироваться на многофункциональные микропроцессорные системы защиты. При этом, учитывая дороговизну этих систем, необходимо строго относиться к функциям, которые они должны выполнять, и к алгоритмам, заложенным для выполнения основных функций.



Защита от замыканий

Большое внимание в последнее время уделяется проблеме защиты от замыканий на землю. Основная часть повреждений изоляции происходит при замыкании на землю. Если имеется защита, которая обладает диагностическими способностями, т.е. способная контролировать сопротивление изоляции, то в ряде случаев можно избежать повреждений.

Построить универсальную защиту для всего разнообразия электроустановок 6-10 кВ с изолированной нейтралью не удается, но в ряде случаев можно получить достаточно удовлетворительное решение. Например, когда генератор с изолированной нейтралью или двигатель подключается к сети через трансформатор со схемой соединения обмоток «треугольник-звезда» Кроме генератора и трансформатора сети, в систему входят измерительный трансформатор напряжения, эквивалентное сопротивление изоляции, а также устройство защиты, содержащее коммутатор из шести диодов и блоки, предназначенные для измерения и контроля сопротивления изоляции. С помощью диодного коммутатора каждая фаза с наибольшим и наименьшим напряжением поочередно подключается к земле через ограничительные сопротивления. Для измерения напряжения, пропорционального току утечки, через сопротивление изоляции используется резистор.

Такой прибор был разработан и запатентован учеными СПбГТУ. Он находится в опытной эксплуатации в «Ленэнерго».

Валерий Ванин, д. т. н.


В 205 выпуске читайте: Эксцентриковый шатун – новое слово в технике


С вопросами и предложениями обращайтесь по адресу ep@eprussia.ru


Подписаться на печатную (бумажную) версию газеты "Энергетика и промышленность России" (периодичность - раз в месяц, объем - 44-76 полос формата A3) можно ЗДЕСЬ. Ознакомительный экземпляр высылается бесплатно.


С расценками на размещение рекламы в газете "Энергетика и промышленность России" и на сайте www.eprussia.ru можно ознакомиться ЗДЕСЬ.

 


Открыт книжный магазин

Информационный портал "Энергетика и промышленность России" сообщает об открытии книжного магазина для энергетиков.
Книги продаются без наценки, по цене издательств.

Перейти в магазин»


Доска объявлений

На нашем сайте открыта доска объявлений для предприятий, работающих в промышленно-энергетических отраслях.

Перейти в раздел "Доска объявлений"»


Ваши новости на нашем сайте

Уважаемые господа! Информационный портал Энергетика и промышленность России предоставляет вам новую возможность для своевременного распространения информации о деятельности ваших предприятий!
В разделе сайта "Новости компаний" вы можете САМОСТОЯТЕЛЬНО размещать пресс-релизы ваших компаний.

Подробнее»


Каталог интернет-ресурсов

На нашем сайте действует каталог интернет-сайтов компаний топливно-энергетического комплекса и тяжелой промышленности - EPR-Каталог.

Перейти в каталог»


В избранное