1.3 Структура релейной защиты и используемая информация

Релейную защиту можно рассматривать как управляющую систему, которая в общем случае получает информацию о токах, напряжениях и состоянии коммутационных элементов в отдельных пунктах ЭС. В результате обработки этой информации РЗ вырабатывает управляющие сигналы для выключателей (команды отключения или включения), а также различные сообщения, позволяющие фиксировать или анализировать процессы, протекающие в ЭС, и функционирование самой РЗ.

Любую схему релейной защиты можно представить в виде обобщенной схемы, приведенной на рисунке 2.

Информация о состоянии объекта, обычно в качестве контролируемых параметров выступает ток и напряжение, преобразуется при помощи измерительных преобразователей (ИП), к виду удобному для дальнейшей обработки и безопасному для обслуживающего персонала. В качестве измерительных преобразователей применяются трансформаторы тока и напряжения [3].

Рисунок 2 – Структурная схема релейной защиты

Измерительные органы (ИО) непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого объекта.

Логическая часть (ЛЧ) защиты обрабатывает сведения, поступившие с измерительных элементов, и формирует управляющее воздействие через исполнительные элементы (ИЭ) на коммутационную аппаратуру, звуковую и световую сигнализацию.

Сигнальный орган (СО) фиксирует срабатывание защиты в целом или её отдельных блоков.

1.4 Основные органы релейной защиты

Релейная защита для выполнения функций, соответствующих ее назначению, состоит, как правило, из пусковых органов и логической части.

Пусковые органы, которые в различных источниках называют также главными, контролирующими, измерительными, реагирующими, выявительными, непосредственно и непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого оборудования и реагируют на возникновение к. з. и нарушения нормального режима работы. Пусковые органы включают в себя реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, частоты.

Логическая часть представляет собой схему, которая запускается пусковыми органами и, сопоставляя последовательность и продолжительность их действия, производит отключение выключателей мгновенно или с выдержкой времени, запускает другие устройства, подает сигналы и производит прочие предусмотренные действия. Логическая часть состоит в основном из реле времени, промежуточных и указательных реле.

В отдельных случаях пусковые органы и логическая часть могут выполняться конструктивно как одно целое.

При выполнении структурных схем релейной защиты ее логическую часть принято изображать с помощью, так называемых логических элементов. К основным логическим элементам относятся элементы НЕ, И, ИЛИ.

С помощью логических элементов могут быть выполнены практически все необходимые логические операции. В частности, сочетание элементов НЕ и И обеспечивает операцию запрета действия.

Кроме логических элементов логическая часть большинства устройств релейной защиты включает в себя элементы времени [4].

1.5 Реле и их классификация

Реле представляют собой автоматические устройства, которые срабатывают при определенном значении воздействующей на них входных величин [5].

Все реле по назначению разделяются на:

Основные — непосредственно воспринимающие изменение электрических величин (тока, напряжения, мощности, частоты и т. п.); к ним относятся реле тока, напряжения, мощности и др.

Вспомогательные — выполняющие в схемах защиты дополнительные функции (например, выдержки времени, передачи команды от одних реле к другим, воздействия на выключатели, сигналы и т. п.); к ним относятся реле времени, промежуточные и др.;

Указательные — реагирующие на действие защиты (сигнализирующие о срабатывании других реле).

Реле срабатывает при выходе электрического параметра за установленные пределы. В зависимости от характера изменения, вызывающего срабатывание реле, они разделяются на:

Реле максимального действия, срабатывающее, когда электрическая величина превышает определенное, заранее установленное значение;

Реле минимального действия, срабатывающее, когда электрическая величина становится менее определенного, заранее установленного значения;

Реле дифференциального действия, орган замера которого реагирует на разность измеряемых электрических величин.

По способу воздействия на выключающий аппарат различают реле прямого и косвенного действия.

Реле прямого действия оказывают непосредственное механическое воздействие на отключающий механизм выключателя.

Реле косвенного действия подают электрический импульс в отключающую катушку.

По способу присоединения к основной цепи различают — первичные и вторичные реле.

Первичные – реле, включаемые непосредственно в цепь защищаемого элемента.

Вторичные – реле, включаемые через измерительные трансформаторы тока или напряжения.

Заостряя внимание на вторичных реле, необходимо отметить, что использование вторичных реле предполагает применение источников оперативного тока. В качестве источников оперативного тока используется постоянный и переменный ток. Предпочтительно применение оперативных цепей на постоянном токе, поскольку при этом обеспечивается высокая надежность работы схем, независимо от состояния цепей переменного тока. Источником постоянного оперативного тока обычно является аккумуляторная батарея. Схемы релейной защиты на переменном оперативном токе отличаются простотой и малой стоимостью. Источником переменного оперативного тока чаще всего является трансформатор тока.

В зависимости от входного параметра реле можно разделить на реле тока, напряжения, мощности, частоты и т. д. При этом реле может реагировать не только на изменение той или иной величины, но и на разность величин (дифференциальное реле), на изменение знака или скорость изменения входной величины.

По принципу воздействия на управляемую цепь реле делятся на контактные и бесконтактные.

При срабатывании контактного реле замыкаются или размыкаются контакты.

При срабатывании бесконтактного реле изменяется выходная величина, например сопротивление.

По принципу работы электрические реле подразделяются на электромагнитные, индукционные, электродинамические, тепловые и магнитоэлектрические[6].