Назначение релейной защиты

В энергетических системах могут возникать повреждения и аварийные режимы работы электрооборудования электростанций и подстанций, распределительных устройств, ЛЭП и электроустановок потребителей электрической энергии. Повреждения в большинстве случаев сопровождаются значительным увеличением тока и глубоким понижением напряжения в элементах энергосистемы. Повышенный ток выделяет большое количество тепла, вызывающее разрушения в месте повреждения и опасный нагрев неповрежденных ЛЭП и оборудования. Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы генераторов и энергосистемы в целом. Аварийные режимы обычно приводят к отклонению величин напряжения, тока и частоты от допускаемых значений. При понижении частоты и напряжения, создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивости энергосистемы, а повышение напряжения и тока угрожает повреждению оборудования и ЛЭП.

В результате повреждения нарушают работу энергосистемы и потребителей электроэнергии, а аварийные режимы создают возможность возникновения повреждений или расстройства работы энергосистемы.

Для обеспечения нормальной работы энергетической системы и потребителей электроэнергии необходимо как можно быстрее выявлять и отделять место повреждения от неповрежденной сети, восстанавливая таким образом нормальные условия их работы и прекращая разрушения в месте повреждения.

Для предотвращения опасных последствий ненормальных режимов, необходимо своевременно обнаружить отклонение от нормального режима и принять меры к его устранению (например понизить напряжения при его возрастании или снизить ток при его увеличении и т.д.). В связи с этим возникает необходимость в создании и применении автоматических устройств, выполняющих указанные операции и защищающие систему и ее элементы от опасных последствий повреждений и аварийных режимов. В качестве таких автоматических устройств используют защитные устройства, выполняемые при помощи специальных автоматов-реле. Совокупность таких автоматических устройств, работающих в энергосистеме называется релейной защитой. Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная и надежная работа современных энергетических систем.

Основным назначением релейной защиты является выявление места возникновения короткого замыкания и быстрое автоматическое отключение поврежденного элемента сети –

это защита, действующая на отключение.

При возникновении нарушения нормальных режимов работы (перегрузка, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, понижение уровня масла в трансформаторе и др.), когда эти явления не представляют непосредственной опасности для электрооборудования, достаточно дать предупредительный сигнал оперативному персоналу – это защита действующая на сигнал.

Таким образом, исходя из назначения и функций выполняемых релейной защитой, следует, что аппараты релейной защиты монтируются в «цепях вторичной коммутации», т.е. в слаботочных электрических цепях, предназначенных для управления и контроля режимов работы силовых цепей и систем электроснабжения.

В современных электрических системах релейная защита тесно связана с электрической автоматикой, предназначенной для быстрого автоматического восстановления нормального режима и питания потребителей. Основу такой автоматики составляют следующие устройства: автоматическое повторное включение (АПВ); автоматическое включение резервных источников питания и оборудование (АВР); автоматическая частотная разгрузка (АЧР); автоматическое регулирование возбуждение генераторов (АРВ) и т.д.

Рассмотрим более подробно основные виды повреждений и аварийных режимов.