Реле и релейная защита

Реле - это аппарат, который при определенном воздействии на его воспринимающую часть той или иной физической величины (тока, напряжения, частоты, силы света, температуры, давления) сра­батывает, и исполнительная часть которого производит в управляемых им цепях необходимые переключения, вызывающие соответствующие изменения тех или иных физических величин (тока, напряжения).

Бесперебойность работы электроэнергетических установок обеспе­чивается релейной защитой. Релейная защита сигнализирует о нарушении нормального режима ра­боты; она же затем совместно с устройствами автоматики выполняет повторное включение элементов системы электроснабжения (транс­форматоров, питающих линий), автоматически включает резерв­ные источники электрической энергии и разгружает систему электро­снабжения при недостатке мощности.

Работу реле определяет его характеристика управления, выражаю­щая связь между управляющей и управляемой величинами, например между током и напряжением U (рисунок 6.6). При увеличении управ­ляющей величины до определенного значения, называемого параметром срабатывания (в данном примере - током срабатывания ), управ­ляемая величина не изменяется, то есть U = U_x = const. Но если управляю­щая величина достигает значения

I _СР, исполнительная часть реле произ­водит скачкообразное изменение управляемой величины U (например, включает или выключает электрическую цепь) до значения U₂. При дальнейшем увеличении тока напряжение не изменяется. Не влияет на U и уменьшение управляющей величины, пока I больше определен­ного значения, называемого параметром возврата, в примере - током возврата _вз. Когда управляющая величина достигнет значения I = I_ВЗ, исполнительная часть реле уменьшит управляемую величину до исход­ного значения U₁.

Отношение = называется коэффициентом возврата реле. В зависимости от принципа действия и конструкции реле = 0,98 ¸ 0,3. Для надежности действия релейного устройства рабочее значение управ­ляющей величины , то есть значение, при котором необходимо срабаты­вание реле, берется больше, чем . Отношение называется коэффициентом запаса. Обычно ¸1.

Реле защиты электротехнических устройств в зависимости от характе­ра изменения управляющей величины, вызывающего их срабатывание, в основном разделяются на максималь­ные, минимальные и дифференциальные реле.

I

Рисунок 6.6

Максимальное реле срабатывает, если электрическая величина (например, ток) увеличивается сверх определенного зна­чения ( _ср).

Минимальное реле срабатывает, когда электрическая величина (на­пример, напряжение) уменьшается ниже определенного установленного значения.

Дифференциальное реле реагирует на разность двух механических моментов, создаваемых в нем действием двух сравниваемых однород­ных электрических величин.

Основные требования, предъявляемые к релейной защите, - это се­лективность (избирательность), быстрота действия, надежность и чув­ствительность.

Селективность действия защиты состоит в том, что поврежденный элемент установки отключается от источников электроэнергии ближай­шими к установке выключателями, благодаря чему авария нарушает режим нормального электроснабжения минимального числа потреби­телей.

Быстрота действия защиты необходима для того, чтобы уменьшить размеры разрушений поврежденного участка тепловым действием тока, ослабить влияние понижения напряжения, вызванного аварией, на работу других потребителей электроэнергии, улучшить качество электрического освещения/ Чувствительность защиты необходима для реакции на самые незначи­тельные повреждения в самом начале их возникновения. Чувствитель­ность систем защиты является критерием их пригодности.

Надежность защиты - это безотказность срабатывания при аварии. Надежнее защита, в которой применено минимальное число реле, взаи­модействующих возможно проще. Для обеспечения высокой надежно­сти применяется резервная защита, отключающая поврежденные устрой­ства в случае отказа основной защиты.