Для предотвращения аварийных ситуаций в электрических сетях 6кВ и выше, а также для локализации производственных нештатных ситуаций в электроснабжении потребителей электроэнергии, широко применяются приборы релейной защиты и автоматики. Расчет установок РЗ и А производится специализированными организациями после анализа схемы и режимов работы электроустановок, так как от правильного выбора зависит надежность работы всей электросети.
Что из себя представляет релейная защита
Релейная защита – это устройство, или комплекс устройств, которые отсекают поврежденный участок от цепи в случае возникновения нештатных ситуаций. Это необходимо для того, чтобы обезопасить дорогостоящее оборудование и свести к минимуму последствия аварий. Реле задаются уставки – величины параметров срабатывания, при достижении которых оно производит отключение коммутирующих устройств. Для большей защищенности один участок цепи оснащают несколькими типами защит, чтобы добиться максимальной сохранности и целостности электросети и оборудования.
Устройства РЗ контролируют все необходимые параметры в работе сетей высокого напряжения:
- Силу тока.
- Напряжение.
- Температуру.
- Время.
- Мощность.
Требования к релейной защите
Основными требованиями к релейной защите являются:
- Чувствительность.
- Селективность (избирательность).
- Надежность.
- Быстродействие.
Чувствительность
Защита должна иметь чувствительность к возникновению повреждений или утери нормального режима работы сети и начать отсечку в самом начале появления нештатной ситуации, чтобы действие защиты успело предотвратить увеличение масштабов аварии и предохранить оборудование от повреждений КЗ.
Селективность
Селективность определяет возможность поэтапного отключения поврежденного участка сети не затрагивая работы остальных потребителей (присоединений).
Например, при возникновении КЗ возле электродвигателя D1 должна сработать защита Р1. В таком случае двигатели D2 и D3 продолжат работу. Если же сработает защита Р4, то в работе останется только 1 двигатель – D3.
Надежность
Надежность работы релейной защиты обусловлена двумя факторами. Во-первых, это безотказное срабатывание в случае возникновений ситуаций, для избегания которых она применяется. Она должна всегда исправно отключать оборудование при наличии повреждений. Во-вторых, это отсутствие ложных срабатываний, т.е. в нормальных условия работы РЗ не должна срабатывать.
Быстродействие
Именно быстрое отключение элементов цепи, которые имеют повреждения, сокращает размеры повреждений всей сети, а также позволяют электрооборудование на неповрежденных участках сети продолжать работу в нормальном режиме. Время срабатывания РЗ не должно превышать 0,1с. Многие современные устройства срабатывают уже через 0.02с, как только появляется неисправность.
Какие бывают типы релейной защиты
При выборе аппаратной части РЗ и А основываются, как правило, на функциональных возможностях оборудования и простоте настройки (без снижения требований к надежности).
Основные функции защит РЗ:
- Максимальная токовая защита (МТЗ) – срабатывает при достижении определенных значений тока (I max) и времени, в течении которого наблюдается превышение допустимых параметров. Время срабатывания, допустимый и максимальный токи задаются пользователей.
- Токовая отсечка – защита от тока короткого замыкания, без выдержки времени отключает коммутационный аппарат, для недопущения развитии аварии в сетях.
- Нулевая защита – срабатывает при исчезновении напряжения.
- Защита от однофазных замыканий на «землю», актуальна в сетях с изолированной нейтралью 6кВ и 35кВ.
- Дифференциальная токовая защита.
Развитие устройств РЗиА
Ранее в советское время (да и сейчас на старых подстанциях) применялись электромеханические реле РЗиА. Например, широкое распространение получили серии РТ-40, РТ-80, которые требовали точной настройки специалистами электротехнической лаборатории и имели различные технические проблемы в связи с низкой надежностью и точностью их работы.
Сейчас, отечественной и зарубежной промышленностью выпускаются приборы РЗиА на базе микроконтроллеров. Значительно увеличена надежность срабатывания, возможность тонкой настройки и многофункциональность такого оборудования.
Так, например, один терминал РЗиА заменяет целый релейный шкаф со многими видами защит.
Из известных производителей можно выделить: Schneider Electric, АВВ, EATON, ЭКРА, которые стали лидерами российского рынка в своей области и успешно применяются на многих отечественных промышленных предприятиях.