Общие сведения. Релейной защитой (РЗ) называется комплекс реле и аппаратов, собранных в определенные электрические схемы

Релейной защитой (РЗ) называется комплекс реле и аппаратов, собранных в определенные электрические схемы, задачей которых является отключение поврежденного элемента. Для предотвращения развития аварии необходимо быстро (в течение 0,1 – 0,3 с) отключить поврежденный участок от остальной, неповрежденной части системы при помощи выключателей. Кроме того, РЗ должна реагировать на ненормальные режимы работы установки. В зависимости от вида и условий эксплуатации установки защита действует на сигнал или отключение тех элементов, оставлять которые в работе нежелательно. К РЗ предъявляют следующие основные требования. Она должна:

– иметь избирательность (селективность), т.е. отключать только поврежденный участок электрической сети;

– обладать быстродействием и достаточной чувствительностью к различным видам повреждений и нарушений режима работы установки;

– выполняться по наиболее простой схеме с наименьшим числом аппаратов и иметь достаточную надежность.

Основным элементом всякой схемы РЗ является реле – автоматически действующий аппарат, предназначенный производить скачкообразные изменения в управляемых системах при заданном значении воздействующей величины. Реле классифицируют по различным признакам. По способу подключения к главной электрической цепи реле защиты подразделяются на первичные, подключаемые непосредственно к главной электрической цепи, и вторичные, подключаемые через емкостную или индуктивную связи (например, через трансформатор тока). По способу воздействия на устройство, отключающее электрическую установку, реле делятся на реле прямого (воздействие непосредственное) и косвенного действия (через промежуточный элемент, например через промежуточное реле осуществляется подача команды на электромагнит отключения выключателя).

По исполнению существуют реле электромеханические, электронные и виртуальные. По назначению реле подразделяются на измерительные и логические. Реле, предназначенные для срабатывания с определенной точностью при заранее установленном значении воздействующей величины в пределах непрерывного диапазона ее изменения, – измерительные. Реле, предназначенные для срабатывания или возврата при дискретном изменении воздействующей величины, не нормируемой в отношении точности, являются логическими.

Измерительные реле по виду воздействующей величины делятся на несколько групп: реле тока, напряжения, мощности, сдвига фаз, направления мощности, сопротивления, частоты, симметричных составляющих. Существуют комбинированные реле, которые выполняют несколько функций.

По принципу действия измерительные реле бывают электромагнитные, поляризованные, магнитоэлектрические, индукционные, полупроводниковые. Логические реле делятся на промежуточные, указательные, реле времени, замедленные реле.

У любого реле различают два состояния: начальное – при отсутствии воздействующего значения, и конечное – установившееся состояние при превышении воздействующего значения заданного. Появление воздействующего значения – возбуждение. Переход реле из начального состояния в конечное – действие. Переход из конечного в начальное – отпускание. Срабатывание – выполнение реле предназначенной функции – частный случай действия. Переход реле в состояние до срабатывания – возврат.

Основные параметры реле:

параметр срабатывания – наименьшее значение, при котором реле надежно срабатывает. Для токовых реле – это ток срабатывания I_сраб:

,

где I_нmax – максимальный ток нагрузки; k_cx – коэффициент схемы k_сх = 1, когда трансформаторы тока включены по схеме звезды или неполной звезды); k_н = 1,2 … 1,5 – коэффициент надежности, учитывающий погрешность реле и неточность определения I_нmax, k_TT– коэффициент трансформации трансформатора тока; k_в – коэффициент возврата k_в = I_в/I_сраб k_в = 0,85 … 0,8 для максимальных реле; k_в = 1,2…1,3 для минимальных реле; I_в – ток возврата реле;

параметр возврата (отпускания) реле – наибольшее значение уменьшающегося параметра, при котором реле возвращается в исходное состояние. Для токового реле, например, это ток возврата I_в;

время срабатывания (отпускания) – промежуток времени от момента подачи управляющего сигнала до момента, когда закончится переключение контактов реле, t_сраб;

задержка времени – замедление при подаче сигнала;