Główne rodzaje zabezpieczeń przekaźników
Energia elektryczna w elektryczności jest wytwarzana w elektrowniach, przesyłana na duże odległości liniami energetycznymi. Napowietrzne i kablowe linie przesyłowe znajdują się między stacjami transformatorowymi a odbiorcami dostarczającymi energię elektryczną do tych ostatnich.
Na wszystkich etapach technologicznych wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej mogą wystąpić sytuacje awaryjne, które mogą zniszczyć urządzenia techniczne lub doprowadzić do śmierci personelu obsługi w bardzo krótkim czasie, liczonym w ułamkach sekundy.
Organizm ludzki po prostu nie jest w stanie zareagować na takie krótkotrwałe zdarzenia. Dlatego tylko specjalne urządzenia techniczne działające w trybie automatycznym według wcześniej przygotowanych algorytmów mogą kontrolować odchylenia parametrów nominalnych instalacji elektrycznych, identyfikować początkowy etap awarii i podejmować skuteczne działania w celu jej wyeliminowania.
Historycznie rozwinęła się tradycja wzywania ochrony.A ponieważ pracowali na zasadzie przekaźnika przez bardzo długi czas, ta dodatkowa definicja była w nich mocno osadzona.
Jak powstają zabezpieczenia przekaźników
Jakość energii elektrycznej jest ściśle regulowana normami technicznymi:
-
amplituda napięcia i prądu;
-
częstotliwość sieci;
-
postać harmonicznej sinusoidalnej i obecność w niej szumu zewnętrznego;
-
kierunek, wielkość i jakość władzy;
-
faza sygnału i niektóre inne parametry.
Dla każdej z tych cech stworzono określone rodzaje zabezpieczeń przekaźników. Są to po uruchomieniu:
-
jest stale monitorowany przez jednostkę pomiarową — przekazuje stan jednego lub więcej parametrów sieci. Na przykład prąd, napięcie, częstotliwość, faza, moc i stale porównuje jego wartość z określonym z góry zakresem zwanym wartością zadaną;
-
w przypadku przekroczenia przez kontrolowaną wartość granicy znormalizowanej element pomiarowy zostaje wyzwolony i poprzez zmianę położenia jego styków przełącza obwody dołączonej części logicznej;
-
w zależności od zadań do rozwiązania, logika układu jest dostosowywana do określonych algorytmów. Wykonuje je działając na urządzenie przełączające, na przykład elektromagnes odcinający przełącznika podstawowego wyposażenia obwodu elektrycznego;
-
wyłącznik zasilania eliminuje usterkę w obwodzie poprzez odłączenie od niego zasilania.
Ze względu na rodzaje kontrolowanych parametrów ochrona dzieli się na:
-
aktualny,
-
Napięcie;
-
odległość (rezystancja linii);
-
częstotliwość;
-
moc;
-
fazy i inne.
Klasyfikacja według zasady działania
Korpus pomiarowy każdego zabezpieczenia jest ustawiony na określone ustawienie, które ogranicza obszar pokrycia działania zabezpieczenia. Może zawierać kilka sekcji (podstawową i zapasową) lub tylko jedną.
Ochrona może reagować na wszystkie możliwe rodzaje szkód występujących na obszarze chronionym lub tylko na pojedyncze, specyficzne ich przejawy.
W odpowiedzialnym chronionym obszarze obwodu mocy zwykle nie jest instalowana jedna ochrona, ale kilka jej odmian, które uzupełniają i zachowują wzajemne działanie. Są one podzielone na:
1. podstawowy;
2. kopia zapasowa.
Istnieją 3 wymagania dotyczące podstawowej ochrony:
1. Reagowanie na wszystkie możliwe awarie w obszarze roboczym lub na większość z nich;
2. objęcie ochroną całego kontrolowanego obszaru, a nie jego części;
3. najszybsza reakcja na pojawiającą się awarię niż inne zabezpieczenia.
Ochrona, która nie spełnia tych warunków, nazywana jest awaryjną i wykonuje awaryjną:
1. blisko;
2. odległy.
W pierwszym przypadku realizowany jest backup głównych zabezpieczeń działających na wskazanej strefie. Dla drugiego wariantu, oprócz sąsiada, tworzona jest rezerwacja sąsiednich stref pracy na wypadek, gdyby ich własna ochrona odmówiła w nich pracy.
Rodzaje ochrony prądowej:
Zabezpieczenie przed przetężeniem i awarią zasilania
Rodzaje ochrony przeciwprzepięciowej:
Ochrona przed przepięciami i przepięciami
Zabezpieczenia kontrolujące rezystancję elektryczną obwodu zasilania
Każda linia energetyczna jest tworzona z metalowych przewodników prądowych, które mają minimalną, ale bardzo rzeczywistą rezystancję. Stale wzrasta wraz ze wzrostem długości autostrady — odległości.
Gdy w pewnej odległości od końca linii w jednej z podstacji wystąpi zwarcie, wówczas zgodnie z zasadą pomiaru wielkości rezystancji elektrycznej do miejsca powstałego uszkodzenia stosuje się zabezpieczenia tzw. Praca zdalna.
W procesie oceny odporności uwzględniane są następujące kompleksy:
-
układy pomiarowe przekładników prądowych i napięciowych przeznaczone do samoobrony;
-
przekaźniki rezystancyjne (RS), które przetwarzają sygnały z VT i CT do nich w celu obliczenia impedancji zgodnie z prawem Ohma do momentu wystąpienia zwarcia Z = U / i.
Przekaźniki rezystancyjne stale monitorują odległość, długość linii energetycznej podłączonej do jego strefy. Kiedy wystąpi na nim zwarcie, rezystancja / odległość spowodowana zwarciem metalowym gwałtownie spada, co wpływa na wartość zadaną i powoduje zadziałanie przekaźnika.
Zabezpieczenia odległościowe są zwykle podzielone na kilka sekcji w zależności od stref wyzwalania, które służą do zabezpieczenia głównych zabezpieczeń linii elektroenergetycznych, transformatorów mocy, generatorów, szyn zbiorczych i innych urządzeń.
Służą do zabezpieczania przed zwarciami międzyfazowymi, a w niektórych przypadkach jednofazowymi występującymi w urządzeniach elektroenergetycznych.
Cechą zabezpieczeń różnicowych jest ich zdolność do reagowania na:
1. wahania napięcia w systemie. Tak nazywają się zjawiska związane z okresowymi spadkami napięcia i wzrostami prądu, spowodowane naruszeniem synchronicznej pracy wielu generatorów wytwarzających energię elektryczną w systemie;
2. uszkodzenia mogące wystąpić w obwodach napięciowych.
Aby wykluczyć przypadki fałszywego działania zabezpieczeń odległościowych, w ich skład wprowadza się urządzenia blokujące, które wykonują:
-
uniemożliwia zadziałanie wyłącznika w przypadku oscylacji w instalacji:
-
monitorowanie stanu źródła napięcia.
Zabezpieczenie przekaźnika częstotliwości, mocy, fazy
Cały asortyment tych urządzeń działa na ogólnej zasadzie przy tworzeniu przyrządu pomiarowego, który w oparciu o przekaźnik monitoruje stan częstotliwości, mocy lub fazy sygnału elektrycznego. W przypadku naruszenia przypisanej mu wartości zadanej następuje zadziałanie przekaźnika, a układ logiczny podłączony do jego styku przetwarza informację i zgodnie z zadanym algorytmem wyłącza urządzenie zasilające.
Ochrona przekaźników gazowych i strumieniowych
Tego typu urządzenia służą do wyposażania transformatorów, dławików i innych podobnych konstrukcji pracujących w zbiornikach olejowych. Gdy występują w nich awarie, powstaje wysoka temperatura, której towarzyszy uwalnianie rozpuszczonych gazów z oleju, rozkład jego składu chemicznego i spadek właściwości dielektrycznych.
Konstrukcje mechaniczne przekaźnika reagują na takie awarie, biorąc pod uwagę pojawienie się gazów i produktów rozkładu oleju w środku zbiornika.Po zwarciu styku otrzymują polecenie załączenia obwodu logicznego i otwarcia przełączników.
Ten rodzaj ochrony odnosi się do ochrony przekaźnikowej, ale opiera się na pomiarze parametrów mechanicznych, a nie elektrycznych sprzętu roboczego.
Przekaźnik ochrony przed przepięciami działa na tej samej zasadzie:
-
temperatura;
-
średnie ciśnienie i inne czynniki mechaniczne.