Релейная защита и автоматизация: Релейная защита и автоматика — это… Что такое Релейная защита и автоматика?

Релейная защита: определение, функции и принципы работы

Определение понятия Релейная защита

Релейная защита (РЗ) — это важнейший вид электрической автоматики, которая необходима для обеспечения бесперебойной работы энергосистемы, предотвращении повреждения силового оборудования, либо минимизации последствий при повреждениях. РЗ представляет собой комплекс автоматических устройств, которые при аварийной ситуации выявляют неисправный участок и отключают данный элемент от энергосистемы.

Во время работы РЗ постоянно контролирует защищаемые элементы, чтобы своевременно зафиксировать возникшее повреждение (или отклонение в работе энергосистемы) и должным образом отреагировать на случившееся.

При аварийных ситуациях релейная защита должна выявить и выделить неисправный участок, воздействуя на силовые коммутационные аппараты, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания, замыкания на землю и т.д.).

Релейная защита сопряжена с иными видами электрической автоматики, которые позволяют сохранять бесперебойную работы энергосистемы и электроснабжения потребителей.

На данный момент отрасль релейной защиты активно развивается и расширяется, уже сейчас используется микропроцессорная аппаратура и компьютерные программы не только для защиты, но и для комплексного управления оборудованием и системой в целом.

Функции релейной защиты

Главной задачей устройств РЗ является выявление ненормальных и аварийных режимов работы первичного (силового) оборудования, а именно фиксация следующих видов повреждений:

• перегрузка электрооборудования;
• двух и трех-фазных короткие замыкания;
• замыкания на землю, включая двух и трех-фазные;
• внутренние повреждения в обмотках двигателей, генераторов и трансформаторов;
• защита от затянувшегося пуска;
• асинхронный режим работы синхронных двигателей.

Принципы построения релейной защиты

Существует несколько видов реле, каждый из которых соответствует характеристикам электроэнергии (в данном случае – реле тока, напряжения, частоты, мощности и т.д.). Такая система отслеживает несколько показателей, выполняя непрерывное сравнение величин с ранее определенными диапазонами, которые называются уставки.

В том случае, когда контролируемая величина превышает установленную норму, соответствующее реле срабатывает: тем самым осуществляя коммутацию цепи путем переключения контактов. В первую очередь, такие действия касаются подключенной логической части цепи. В соответствии с выполняемыми задачами эта логика настраивается на определенный алгоритм действий, оказывающих влияние на коммутационную аппаратуру. Возникшая неисправность окончательно ликвидируется силовым выключателем, прерывающим питание аварийной схемы. В любой релейной защите и автоматике настройка измерительного органа выполняется с учетом определенной уставки, разграничивающей зону охвата и срабатывания защитных устройств. Сюда может входить только один участков или сразу несколько, состоящих из основного и резервных.

Реакция защиты может проявляться на все повреждения, которые могут возникнуть в защищаемой зоне или только на отдельно взятые отклонения от нормального режима работы.

В связи с этим, защищаемый участок оснащен не одной защитой, а сразу несколькими, дополняющими и резервирующими друг друга. Основные защиты должны воздействовать на все неисправности, возникающие в рабочей зоне или охватывать их значительную часть. Они обеспечивают полную защиту всего участка, находящегося под контролем и должны очень быстро срабатывать при возникновении неисправностей. Все остальные защиты, не подходящие под основные условия, считаются резервными, выполняющими ближнее и дальнее резервирование. В первом случае резервируются основные защиты, работающие в закрепленной зоне. Второй вариант дополняет первый и резервирует смежные рабочие зоны на случай отказа их собственных защит.
 

Принципы построения схемы защитных устройств

Несмотря на то, что в данный момент рынок предлагает большое количество разнообразных устройств РЗ, базовый алгоритм процессов остается прежним, только модернизируется для каждого конкретного случая. Основные функции защиты демонстрирует структурная схема.

Более подробно ознакомиться со структурной схемой защит и другими органами РЗ можно в нашей статье Основные органы релейной защиты.

Шкафы РЗА

Современные микропроцессорные устройства РЗА выполняют не только свою прямые задачи защиты, но и другие смежные функции. Таким образом, сегодня большое количество устройств можно укомплектовать в одном шкафу, что значительно упрощает монтаж оборудования, непосредственную эксплуатацию, а также значительно освобождает пространство.

Типовые шкафы защиты имеют еще ряд дополнительных преимуществ: так как шкафы выполняются по стандартным схемам, проверенным в эксплуатации, вероятность ошибок в работе значительно снижается, а удобство в наладке и монтаже возрастает. Узнайте еще больше о РЗА и типовых решениях на нашем сайте.

Релейная защита и автоматика электроснабжения, устройство, виды и принцип работы систем

Электрика »
Электрооборудование »
Защита оборудования »
Релейная защита

Термин «релейная защита» относится к очень широкому кругу устройств, применяемых в электроэнергетике.

К основным функциям защитных релейных устройств (РЗ), относятся:

• выявление повреждений элементов систем электроснабжения;
• локализация и отключение повреждённого участка или электроустановки для сохранения работоспособности остальной части системы;
• определение отклонений от нормального режима отдельных электроустановок и частей энергосистемы, в результате которых может произойти повреждение оборудования или потеря устойчивости системы электроснабжения;
• автоматическое выполнение действий, направленных на восстановление нормального режима (отключение части электрооборудования, включение устройств компенсации).

Таким образом, в одних случаях защитная аппаратура на основе реле способна предотвратить опасность выхода из строя установок и элементов энергосистем, в других – среагировать на факт повреждения и остановить дальнейшее развитие аварийной ситуации.

Эти действия релейной автоматики позволяют минимизировать ущерб, нанесённый в результате повреждения оборудования и ущерб от недоотпуска электрической энергии потребителям.

Необходимый уровень укомплектованности сетей и систем электроснабжения устройствами релейной защиты и автоматики (УРЗА) определён действующими нормативными документами в области энергетики.

Ни одна электроустановка не может быть введена в работу, не будучи укомплектованной защитными устройствами в минимальном объёме, определённом действующими правилами.

На каждом предприятии, имеющем на балансе электрооборудование, оснащённое защитными релейными устройствами, должен быть составлен график регулярной проверки и обслуживания релейной автоматики. Контроль выполнения плановых работ по проверке, испытаниям и обслуживанию релейной защиты осуществляется органами государственного энергетического надзора.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ

Защитные устройства на базе реле разнообразны и могут быть построены по отличающимся принципиальным схемам, реализованным на различной элементной базе.

Общим для всех устройств релейной защиты является наличие одних и тех же функциональных блоков:

• измерительных органов;
• логики;

исполнительных устройств;

• сигнализации.

Измерительный орган реле получает в непрерывном режиме информацию о состоянии контролируемого объекта, которым может быть отдельная установка, элемент или участок электрической сети. Существует несколько подходов к классификации структурных блоков релейных защит.

Измерительные релейные органы иногда называют пусковыми, но это не меняет сути. Контроль состояния объекта заключается в получении и обработке технических параметров электроснабжения – тока, напряжения, частоты, величины и направления мощности, сопротивления.

В зависимости от значения этих параметров, на выходе релейного органа измерения формируется дискретный логический сигнал («да», «нет»), который поступает в блок логики.

Логический орган, получив дискретную команду релейного блока измерения, в соответствии с заданной программой или логической схемой формирует необходимую команду исполнительному блоку или механизму.

Блок сигнализации обеспечивает работу сигнальных устройств, которые отображают факт срабатывания релейного защитного комплекта или отдельного его органа.

Для успешного выполнения своего предназначения, УРЗА должны обладать определёнными качествами. Выделяют четыре основных требования, которые предъявляются к аппаратуре РЗ. Рассмотрим их по отдельности.

Селективность.

Это свойство защитных систем заключается в выявлении повреждённого участка электрической сети и выполнении отключений в необходимом и достаточном объёме с целью его отделения. Если в результате работы защитной автоматики произошло излишнее отключение оборудования системы электроснабжения, такое срабатывание автоматики называется неселективным.

Различают системы защитной автоматики с абсолютной и относительной селективностью. К первому типу относятся устройства, реагирующие только на нарушения режима строго в пределах защищаемого участка.

Примером такой защитной системы может служить дифференциальный токовый защитный комплект, срабатывающая только при повреждениях между точками сети, в которых контролируется разность токов.

Относительной селективностью обладают системы максимального тока, которые, как правило, реагируют на нарушения режима на участках, смежных с непосредственно защищаемой ими зоной. Обычно во избежание неселективного срабатывания, такие системы автоматики имеют искусственную выдержку времени, превосходящую время срабатывания защитных комплектов на смежных участках.

Примечание. Искусственной называют выдержку времени, создаваемую специальными органами задержки срабатывания (реле времени).

Быстродействие.

Отключение повреждённого участка или элемента сети должно быть осуществлено как можно быстрее, что обеспечивает устойчивость работы остальной части системы и минимизирует время перерыва питания потребителей.

Главным показателем быстродействия служит время срабатывания защищающего устройства, которое отсчитывается от момента возникновения аварийного режима до момента подачи защитой сигнала на отключение выключателя.

Иногда время срабатывания системы автоматики трактуют как время между возникновением повреждения и отключением повреждённого участка, то есть, включают в него время работы выключателя.

Это не совсем верно, так как выключатель не является частью УРЗА и по его параметрам нельзя оценивать эффективность релейной защиты сетей и систем электроснабжения.

То есть, учитывать время отключения выключателя необходимо, но следует помнить, что это не характеристика РЗ. Для справки можно заметить, что время отключения выключателя значительно больше времени срабатывания собственно реле автоматики (без учёта искусственной задержки).

Чувствительность.

Данное качество характеризует способность системы автоматики к гарантированному срабатыванию во всей зоне её действия при всех видах нарушений режима, на которые данная автоматика рассчитана. Чувствительность системы автоматики является точным численным показателем, значение которого проверяется в расчётных режимах с минимальными значениями параметров её срабатывания.

Надёжность.

Универсальная характеристика всех технических устройств, заключающаяся в способности РЗ функционировать длительно и безотказно. В соответствии со своим основным предназначением.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Типы УРЗА можно классифицировать по параметрам режима работы сети, на которые они реагируют.

Токовые защиты.

Наибольшее распространение получили токовые защиты, поскольку именно повышенное значение тока является критерием такого частого вида нарушения режима работы как короткое замыкание. В основе токовой релейной защиты находится реле тока.

Традиционно используемыми являются реле электромеханического типа, состоящие из токовой катушки и подвижной электромагнитной системы, замыкающей контакты. На смену этим приборам пришли полупроводниковые устройства, а с развитием цифровых технологий и микропроцессорные системы релейной защиты.

Независимо от элементной базы, логика работы защит остаётся в принципе той же. Конечно, микропроцессорные системы способны реализовать более сложный и разветвлённый алгоритм действий.

В простейшем случае, на реле выставляется требуемая уставка – значение тока, при котором реле должно сработать. Первичными преобразователями тока являются измерительные трансформаторы или датчики тока.

К разновидности токовых защит относятся дифференциальные защиты, реле которых включается на разность токов. Дифференциальные токовые реле входят в комплект релейной защиты трансформаторов и шин подстанций.

Защиты по напряжению.

Среди самых распространённых представителей этого класса групповая секционная защита минимального напряжения.

Логика работы этой автоматики увязана с технологическим процессом, электропривод оборудования которого питается от одной секции подстанции. Автоматика минимального напряжения имеет двухступенчатое исполнение. Типовая последовательность работы выглядит следующим образом.

Секция, к которой подключены электродвигатели приводов механизмов технологического процесса (например, это могут быть механизмы котла тепловой электростанции), имеет два питания – от рабочего и резервного трансформаторов.

При отключении рабочего трансформатора срабатывает автоматика включения резерва (АВР). Через небольшой промежуток времени к секции подключается резервный трансформатор.

За время бестоковой паузы нагруженные механизмы успевают затормозиться. После подключения резервного трансформатора начинается самозапуск электродвигателей механизмов.

Повышенный ток, обусловленный групповым запуском двигателей, вызывает посадку напряжения на секции. При снижении напряжения до уставки первой ступени автоматики, происходит отключение наименее значимых для технологического процесса механизмов.

Делается это для того, чтобы облегчить запуск более важного оборудования и удержать станционный котёл (или другой агрегат) в работе.

Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования. В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла).

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Проект РЗА

Выкладываю вторую часть обзора по БМРЗ-50. Здесь поговорим о составе защит и автоматике, особенностях применения блока при ретрофите ячеек 6-10 кВ и, в конце, посмотрим программу Конфигуратор-МТ, которая позволяет параметрировать… Читать дальше »

Привет! Я наконец-то добрался до обзоров и сегодня выкладываю первую часть по терминалу релейной защиты и автоматики БМРЗ-50 производства НТЦ «Механотроника». В ней мы поговорим об аппаратных характеристиках этого блока,… Читать дальше »

Запись прямой трансляции от 6 сентября 2020 г. Краткое содержание стрима: Обзор результатов по опросу «Сколько зарабатывает энергетик?»; Влияние технологий на работу релейщика (внедрение МП РЗА, переход на ВОЛС, важность… Читать дальше »

Недавно мы проводили онлайн опрос на тему “Сколько вы зарабатываете?” для энергетиков. Результаты вы можете посмотреть по этой ссылке В основном опрос прошли релейщики (что видно из графика ниже), поэтому… Читать дальше »

Что ж, мы не могли остаться в стороне от такого актуального вопроса как расчет времени до насыщения ТТ. В помощь желающим разобраться в вопросе, любителям посмотреть на «живые» уравнения да… Читать дальше »

Всем привет! В честь нового учебного года у нас стартует распродажа курсов по релейной защите До конца пятницы вы можете приобрести понравившийся курс с хорошей скидкой (от 30 до 50%)…. Читать дальше »

Всем привет! В конце июля мы с коллегами из нескольких компаний провели образовательный вебинар для сотрудников ПАО Россети. Речь шла о Цифровой подстанции и, в отличии от похожего вебинара в… Читать дальше »

Год назад я кардинально поменял свою жизнь, уволился с текущего места работы и стал Диким технарем) Что же, пора подводить итоги этого эксперимента. В этой статье ответы на 5 самых… Читать дальше »

Всем привет. Вчера стартовал новый курс по работе с картами селективности, где мы будем обсуждать все основные вопросы, начиная с построения КС и до ее корректировки, если селективность на каком-то… Читать дальше »

Всем привет! С 1 июля я планирую запустить новый курс «Построение и анализ карты селективности». Курс будет в новом формате, а именно на базе сервиса дистанционного обучения (кто в апреле… Читать дальше »

Релейная защита и автоматика — Википедия. Что такое Релейная защита и автоматика

Релейная защита — комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы.
Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем.
Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания).

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Современные устройства защиты могут строиться на схеме, включающей в себя программируемый (микро)контроллер.

Основные виды защит

Требования предъявляемые к релейной защите

Селективность (избирательность)

Селективность — свойство релейной защиты, характеризующее способность выявлять именно поврежденный элемент электроэнергетической системы и отключать этот элемент от исправной части электроэнергетической системы (ЭЭС). Защита может иметь абсолютную или относительную селективность. Защиты с абсолютной селективностью действуют принципиально только при повреждениях в их зоне. Защиты с относительной селективностью могут действовать при повреждениях не только в своей, но и в соседней зоне. А селективность отключения поврежденного элемента ЭЭС при этом обеспечивается дополнительными средствами (например, выдержкой времени срабатывания).

Быстродействие

Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов. Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети повреждённого элемента.

Чувствительность

Чувствительность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для неё зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы.
Другими словами — это способность чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы. Показателем чувствительности выступает коэффициент чувствительности, который для максимальных защит (реагирующих на возрастание контролируемой величины) определяется как отношение минимально возможного значения сигнала, соответствующего отслеживаемому повреждению, к установленному на защите параметру срабатывания (уставке).

Надёжность

Надежность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты действовать правильно и безотказно во всех режимах контролируемого объекта при всех видах повреждений и ненормальных режимов, при которых данная защита предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима, при которых действие данной защиты не предусмотрено.
Иными словами, надежность — это свойство релейной защиты, характеризующее её способность выполнять свои функции в любых условиях эксплуатации.
Основные показатели надёжности — время безотказной работы и интенсивность отказов (количество отказов за единицу времени).

Основные органы релейной защиты

Пусковые органы

Пусковые органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого участка цепи и реагируют на возникновение коротких замыканий и нарушения нормального режима работы. Выполняются обычно с помощью реле тока, напряжения, мощности и др.

Измерительные органы

Измерительные органы определяют место и характер повреждения и принимают решения о необходимости действия защиты. Измерительные
органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть

Логическая часть — это схема, которая запускается пусковыми органами и, анализируя действия измерительных органов, производит предусмотренные действия (отключение выключателей, запуск других устройств, подача сигналов и пр.). Логическая часть состоит, в основном, из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле, дискретных входов и аналоговых выходов микропроцессорных устройств защиты.

Пример логической части релейной защиты

Катушка реле тока K1 (контакты А1 и А2) включена последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока ТА. При коротком замыкании, на участке цепи, в котором установлен трансформатор тока, возрастает сила тока, и пропорционально ей возрастает сила тока во вторичной цепи трансформатора тока. При достижении силой тока значения уставки реле K1, оно сработает и замкнёт рабочие контакты (11 и 12). Цепь между шинами +EC и -EC замкнётся, и запитает сигнальную лампу HLW.

Данная схема приведена как простой пример. В эксплуатации используются более сложные логические схемы.

Эксплуатация РЗА

Для обеспечения надежной и экономичной работы энергосистем и энергетического оборудования, а также бесперебойного электроснабжения потребителей в электросетевых организациях проводится комплекс организационно-технических мероприятий по оснащению, эксплуатации и поддержанию на высоком техническом уровне устройств релейной защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации, сокращенно именуемых устройствами РЗА.

В России эта деятельность регулируется отраслевыми нормативно-техническими документами, основными из которых являются:

Для осуществления указанного комплекса мероприятий на всех уровнях управления электроэнергетики России в соответствующих организациях создаются службы релейной защиты, автоматики и измерений (служба РЗА — СРЗА, служба РЗАИ — СРЗАИ), в подразделениях нижнего уровня (производственные отделения, предприятия электрических сетей (ПЭС)) — местные службы РЗАИ (МС РЗАИ), на электростанциях и каскадах ГЭС — службы РЗАИ или электротехнические лаборатории (ЭТЛ).

См. также

Литература

• Чернобровов Н. В., Семенов В. А. «Релейная защита энергетических систем»: Учеб. пособие для техникумов. — М.: Энергоатомиздат, 1998. −800с.: ил.
• Павлов, Г. М. «Автоматизация энергетических систем» : Учеб.пособие / Г. М. Павлов .— Ленинград : Изд-во Ленингр. ун-та, 1977 .— 237 с. : ил .— Библиогр.: с.233-234.
• Булычев, А. В. Релейная защита электроэнергетических систем: учебное пособие / А. В. Булычев, В. К. Ванин, А. А. Наволочный, М. Г. Попов. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. — 211 с.
• РД 153-34.0-04.418-98 «Типовое положение о службах релейной защиты и электроавтоматики».
• Шнеерсон Э. М. «Цифровая релейная защита» — М.: Энергоатомиздат, 2007. −549с.: ил.

Ссылки

определение, назначение, требования к РЗА

Надёжность оборудования в энергосистеме определяет качество электроснабжения и является одним из элементов, образующих конечную стоимость электроэнергии. Независимо от того, насколько качественны компоненты, как грамотно смонтированы и верно настроены, появление чрезвычайной ситуации неизбежно. Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем выполняет работу по ограничению ущерба от повреждения отдельных элементов.

Назначение и эволюция

Первые средства, предназначенные для аварийного отключения нагрузки, применялись ещё на заре появления электроэнергии. Например, биографы Эдисона упоминали об одном интересном случае. В начале своего существования компания американского изобретателя производила электричество исключительно для освещения, таким образом создавая жёсткую конкуренцию с владельцами предприятий по производству топлива для газовых фонарей.

На одну из выставок они послали диверсантов, которые должны были устроить короткое замыкание на демонстрационном образце Эдисона с целью доказать публике ненадёжность новшества. Но включённые в цепь предохранители сработали, а затем были быстро и без труда заменены, что, наоборот, продемонстрировало сравнительную лёгкость и безопасность обращения с проводкой.

В настоящее время вместо предохранителей используется сложный комплекс из защитных средств/ Назначение релейной защиты и автоматики — мгновенное обнаружения отклонений от штатных режимов в работе и немедленной изоляции аварийных компонентов от сети. Термин «релейная защита» в автоматике систем энергоснабжения — также выражение, применяемое лишь по традиции. Современные системы, контролирующие работу электрических установок, представляют собой сложные многофункциональные электронные устройства, а не набор электромеханических реле.

Суть релейной защиты и автоматики систем электроснабжения для чайников можно объяснить так: РЗиА не просто мускулы для обесточивания элементов согласно контрольным сигналам, а прежде всего, интеллектуальная система, непрерывно мониторящая энергетический комплекс на угрозу аварии и принимающая решение о необходимости тех или иных коммутаций.

Поэтому выбор типа и марки оборудования — сравнительно лёгкая часть в работе специалистов по РЗА (релейной защите и автоматизации электрических систем). Их основной задачей является анализ вероятных чрезвычайных ситуаций и правильной конфигурации элементов контроля и коммутации.

Требования к защите

Предмет мониторинга для комплексов РЗиА — отклонения в работе силового электрооборудования. Их разделяют на 2 вида:

1. Повреждения. Основная причина — короткие замыкания и заземление фаз. Как правило, повреждение одного узла приводит к нарушениям работы остальной системы.
2. Ненормальные режимы. К ним относят все недопустимые отклонения от эталонных показателей работы элементов при отсутствии повреждений.

Повреждения и ненормальные режимы создают благоприятные условия для поломки или ускоренного износа электрооборудования, и процессы могут происходить очень быстро, буквально за миллисекунды. Поэтому своевременное обнаружение и правильная реакция систем контроля крайне важна для сохранения работоспособности всей системы. Поэтому существуют требования к релейной защите, на основании которой проектируется РЗиА систем энергоснабжения.

Надёжность и простота

Надёжность систем защиты — основное требование, определяющее безотказную работу всей энергетической системы. В упрощённом виде требование означает, что система защиты должна быть готова правильно функционировать в любое время и при любых неисправностях и ненормальных режимах работы энергосистемы, для которой она предназначена. Надёжность — количественный термин, определяемый статистическими данными. С ростом числа подключений и соединений, генераторов и трансформаторов требования к надёжности повышаются. Показатель достигается за счёт:

• удобства в монтаже;
• высокого качества контактов;
• пылезащищённости корпусов;
• применения качественных материалов для контактных групп;
• высокого качества изготовления;
• тщательного обслуживания и ухода.

Простота напрямую связана с надёжностью. Как правило, чем проще защитная схема и меньше в ней элементов, тем выше будет её надёжность. То же самое касается датчиков контроля и анализа.

Избирательность (селективность) и чувствительность

Избирательностью называют способность защиты безошибочно выбрать аварийную часть системы и изолировать неисправный элемент, не нарушая функционирование остальных. Качественная спроектированная и эффективная РЗА в состоянии верно отреагировать на сбой, не допуская обесточивания элементов без необходимости. Чувствительностью РЗА называют наименьшее значение величины, приводящей её в действие, при которой она включается в работу из-за появления тока короткого замыкания в зоне контроля.

На описанные параметры влияют такие факторы:

• погрешности измерений;
• погрешности в настройках;
• точность самих реле;
• окружающая среда;
• параметры расчёта неопределённости.

Факторы безопасности и чувствительности являются специфичными для каждого объекта. Ограничения могут корректироваться, например, требованиями к устойчивости работы или возможностями переключения на резервные источники питания. Контуры с высокой степенью чувствительности всегда относительно сложны, состоят из большого количества оборудования и недешевы. Подобная защита используется только в тех случаях, когда простые механизмы не могут быть применены по причине низкой чувствительности.

Быстродействие работы

Быстродействие заключается в скорости выявления и отключения аварийных элементов системы. Современные реле защиты делают это за промежуток времени меньший, чем один период промышленной частоты. Скорость крайне важна как фактор, позволяющий добиться:

• сокращения ущерба;
• повышения устойчивости систем электроснабжения;
• сокращения прерывания для потребителей;
• снижения вероятности развития одной неисправности в другую;

Однако существуют такие повреждения, при которых применяется преднамеренная задержка для получения необходимой селективности, достигающая нескольких секунд.

Цифровые электронные системы

В настоящее время в работе находится немало систем, спроектированных и смонтированных десятки лет назад на основе простейших электромагнитных реле. Такая ситуация связана с длительным сроком службы и удовлетворительной надёжностью электромеханических устройств. Системы последних поколений производятся на базе электроники и цифровой техники. К их преимуществам можно отнести множество отличий от классических:

• содержат в себе меньше измерительных трансформаторов и позволяют использовать линейные преобразователи, такие как оптические трансформаторы тока и делители напряжения;
• обладают небольшим энергопотреблением в режиме контроля;
• предлагают большую точность и гибкость настроек;
• оснащены качественными интерфейсами и пультами дистанционного управления;
• как правило, дешевле при равных функциональных возможностях с электромеханическими.

Защита становится всё более сложной. Для неё разрабатывается специализированное программное обеспечение, и она строится на модульной основе. Современные продукты предполагают возможность коммуникации через интернет (в том числе и беспроводную) и программирование по USB. Конечно, использование высокотехнологичных защит предполагает обслуживание и поддержку от квалифицированных специалистов. В большинстве случаев проектирования и монтажа речь идёт о комплексном пакете, включающем оборудование, устройство его на месте работы, программирование и техническое обслуживание.

Достоинства и недостатки микропроцессорной аппаратуры релейной защиты и автоматики

Современные устройства релейной защиты и автоматики построены на элементной базе микропроцессора (обозначим их как устройства МП). При обсуждении достоинств и недостатков устройства МП часто это делают по сравнению с устройствами электромеханической защиты (устройством ЭМ).

Вероятно, это связано с тем, что пока подавляющее количество устройств релейной защиты и автоматики, эксплуатируемых на объектах энергетики России, является именно ЭМ релейной защитой.Однако в историческом контексте сравнивать устройство MP с устройством EM не совсем уместно. Очевидно, что аппаратура релейной защиты и автоматики родилась как альтернатива релейной защите предыдущего поколения, построенной на микроэлектронной основе (устройство ME). Поэтому в приведенных ниже сравнениях для большей объективности мы будем рассматривать как ME-устройство, так и EM-устройство.

Основные достоинства и недостатки устройства MP сведены в таблицу. один.

Табл.1. Основные достоинства и недостатки прибора МП

Недостатки MP Device

• Высокая цена — первые промышленные образцы устройства МП пришли в Россию из западных стран, стоили они очень дорого и использовались скорее как дань моде.Однако на самом западе цена устройства MP уже была сопоставима с устройством EM. Дело в том, что, в отличие от СССР, ЭМ-устройство здесь производилось по высоким, можно сказать, космическим технологиям. Но высокая цена такой ЭМ релейной защиты была компенсирована экономией на обслуживании, поскольку инженеры по релейной защите на западе — высокооплачиваемый персонал. В настоящее время цена MP устройства постепенно снижается, а на рынке появляется все больше бюджетных решений.Кроме того, в связи с развитием информационных технологий в электроэнергетике наблюдается тенденция к значительному снижению затрат на обслуживание оборудования релейной защиты и автоматики, а также к переходу к техническому обслуживанию как таковое.
• Необходимость надежных источников рабочего тока — это недостаток устройства МП только по сравнению с устройством ЭМ. Устройство ME предыдущего поколения так же нуждается в рабочем токе, как и устройство MP.Следует отметить, что в последнее время потребность в оперативном питании устройства МП перестала быть строгой. Существуют разработки, в которых источник питания встроен в микропроцессорный терминал, а питание как самого терминала, так и цепей отключения обеспечивается от вторичных цепей тока или напряжения.
• Необходимость электромагнитной совместимости также является недостатком устройства MP, которое можно сравнить только с устройством EM. Устройство ME также подвержено влиянию внешних электромагнитных полей, причем в большей степени, чем устройство MP.Чтобы убедиться в правильности последнего утверждения, достаточно вспомнить, что цифровая техника более защищена от шума, чем аналоговая.
• Проблема киберугроз связана исключительно с устройством МП. Ни для одного из предыдущих поколений релейной защиты ее не существовало. Однако при трезвом взгляде понятно, что информационная безопасность нужна только для дополнительных функций, которые заложены в микропроцессорных терминалах помимо самой функции релейной защиты. Если устройство MP уберет все связи с внешним цифровым миром, то эта проблема перестанет существовать для него так же, как и для любой другой системы релейной защиты предыдущих поколений.Без ущерба для дополнительных функциональных возможностей это можно сделать, разместив защиту микропроцессорного терминала на отдельной плате, информационно изолированной от внешнего мира и от других плат.

Преимущества устройства MP

• Многофункциональность — функционально один микропроцессорный релейный терминал может включать в себя целый набор всех типов реле, сложную логическую схему и множество выходных реле (исполнительных механизмов). Наполнение защитой может быть настолько большим, что уже можно говорить о централизованной защите, охватывающей все распределительное устройство.Во многом это несомненное преимущество, но многофункциональность снижает надежность системы защиты. Одним из способов повышения надежности до должного уровня может быть дублирование. Хорошим вариантом дублирования является реализация его в пределах одного терминала устройства MP. В этом случае два независимых друг от друга экземпляра должны представлять не только функции релейной защиты, но также токовые и силовые цепи.
• Компактность — часто одна панель устройства MP может заменить несколько панелей устройства EM, но при установке в ячейках клеммы устройства MP также значительно экономят место.Терминалы устройства MP могут стать особенно компактными, если стандарт IEC 61850 (или его новые аналоги) найдет широкое применение, поскольку отпадет необходимость в массивных картах аналогового ввода и множественных платах дискретного ввода / вывода. При этом в панелях релейной защиты и автоматики также резко уменьшатся размеры клеммных рядов и кабельных стяжек.
• Наблюдаемость, самодиагностика и интегрируемость в АСУ ТП — все это может значительно повысить надежность системы релейной защиты (потенциально): тщательный мониторинг состояния устройств релейной защиты позволяет своевременно обнаруживать ее неисправность; Используя комплексный анализ аварийного режима и действий защиты, можно обнаружить уязвимости в функциональной части средств релейной защиты и автоматики.
• Устойчивость к механическим воздействиям является преимуществом устройства MP по сравнению с устройством EM, а также присуще всем статическим реле. Это преимущество используется там, где релейная защита испытывает большие механические помехи, например, на подводных лодках.
• Малая нагрузка на трансформаторы тока — в отличие от устройства EM, при расчете нагрузки на трансформаторы тока можно не учитывать сопротивление токового входа клеммы устройства MP — обычно оно не превышает 0,1 Ом.Остается сопротивление проводов, которое, как правило, намного больше этого значения. Но применение стандарта IEC 61850-9-2 практически сводит на нет его, особенно если используются оптические трансформаторы тока. Конечно, при внедрении МЭК 61850-9-2 можно встретить множество нюансов, но это отдельная проблема.
• Высокая чувствительность — как в устройстве ME, так и в устройстве MP, коэффициенты чувствительности измерительных органов намного ближе к единице, чем в устройстве EM. Также повышается чувствительность за счет более сложных форм характеристик отклика реле с двумя входными значениями, что проще всего реализовать в оборудовании релейной защиты и автоматики.В качестве достоинства устройства МП можно отметить использование измерительных органов для аварийных компонентов. Тем не менее, аварийные компоненты уже давно активно используются электромагнитным устройством в так называемых фильтрующих экранах, даже если оно может быть не таким эффективным, как в устройстве MP.

Таким образом, устройство MP практически по всем параметрам превосходит устройство предыдущего поколения — ME. По сравнению с ЭМ-устройством все не так просто, особенно с точки зрения электромагнитной совместимости. Например, этот аспект может быть фатальным с точки зрения национальной безопасности в военных конфликтах.

.

51 — система испытаний релейной защиты и автоматики / НПП «Динамика»

РЕТОМ-51 (РЕТОМ-51) — сила в ваших руках!

Надежность аппаратуры релейной защиты во многом определяется качеством проверки ее работоспособности как при отладке, так и в полевых условиях. Эти проверки выполняются на регулярной основе с использованием специальных инструментов, генерирующих токи и напряжения, необходимые для диагностики оборудования релейной защиты и автоматизации.

Поскольку у коммунальных предприятий большое количество релейных блоков, их проверка требует значительных затрат и высококвалифицированного персонала. Решить эту проблему поможет испытательная система на базе прибора РЕТОМ-51.

Заявление:

• универсальный трехфазный источник тока и напряжения с возможностью регулировки амплитуды и фазы каждого параметра,

Тестовая система

• для тестирования релейной защиты и автоматики при отладке и вводе в эксплуатацию с последующим протоколом тестирования,
• универсальный широкодиапазонный прибор для измерения тока, напряжения и частоты.

• автоматизированное испытание и наладка устройств релейной защиты и автоматики всех поколений,
• Современное микропроцессорное реле и сложных отечественных и зарубежных систем защиты,
• твердотельные системы релейной защиты и автоматики,
• весь спектр электромеханических щитов и комплектов релейной защиты и автоматики,
• локаторов внутренних и внешних неисправностей,
• Щиты аварийного управления и цепи дистанционного измерения,
• синхронизирующие устройства,
• ваттметров,
• система возбуждения генератора,
• систем железнодорожной защиты.

Основные преимущества:

• бесплатный стандартный многофункциональный программный пакет, позволяющий легко и быстро выполнять ручное и полуавтоматическое (специальный пакет для автоматического) испытания любого реле и защиты,
• Совместная работа с комплектом РЕТОМ-CVHM позволяет полностью проверить подмножество дифференциальной защиты фаз,
• с помощью устройств RET-GPS можно организовать синхронизированную работу двух удаленных комплектов, предоставляя уникальную возможность сквозного тестирования подмножеств дифференциальной фазовой защиты,

Встроенное интеллектуальное устройство широкого диапазона

• обеспечивает высокую безопасность как самого прибора, так и тестируемого оборудования,
• в случае нарушения все выходные сигналы отключаются, и процедура тестирования приостанавливается до устранения неисправности.Это значительно повышает безопасность работы и точность результатов,
• надежная работа в широком сетевом диапазоне,
• удобный и хорошо знакомый интерфейс Windows,
• открытая архитектура управления РЕТОМ-51 обеспечивает быструю и простую разработку индивидуальных программ испытаний,
• прочный и красивый корпус, значительно более устойчивый к механическим воздействиям,

Комплект поставки

Испытательная система РЕТОМ-51 работает под управлением ПК и включает:

• установка испытательная РЕТОМ-51,

Стандартное программное обеспечение

• со следующими модулями:
• ручное управление источниками тока и напряжения,
• испытание реле тока,
• испытание реле напряжения или испытание силового реле,
• испытание реле импеданса,
• испытание реле частоты,
• секундомер-регистратор универсальный,

Модель энергосистемы

• ,
• аксессуары,
• сопутствующая документация.

По желанию заказчика в комплект поставки могут быть дополнительно включены:

• специальные программы для автоматизированного тестирования реле различных типов и комплектных защит,
• Блок преобразователя напряжения трехфазный РЭТ-ТН,
• преобразователь тока однофазный РЭТ-10.

Источники тока

Источники напряжения

Источники тока и напряжения

Вспомогательный источник постоянного напряжения

Миллисекундный метр

Аналоговые входы

Двоичные входы

Двоичные выходы

Общая характеристика

.

61 — система испытаний релейной защиты и автоматики / НПП «Динамика»

Более высокий ток — более широкий диапазон испытаний!

Универсальный испытательный комплект на базе РЕТОМ-61 — современное решение сложных диагностических задач. Комплект позволяет выполнять ручную и автоматическую проверку и отладку всех типов релейной защиты, от электромеханической панели до микропроцессорных терминалов.

Гибкость в применении:

• внутренний микрокомпьютер обеспечивает работу РЕТОМ-61 с любым ПК под управлением Windows 2000 / XP / Vista / Seven / 8;
• Линия Ethernet прибор / ПК увеличивает скорость связи и позволяет управлять несколькими РЕТОМ-61 с одного ПК.Комбинация 10 приборов в одном комплекте позволяет проводить динамические испытания и моделирование переходных процессов с использованием до 60 каналов тока и 40 каналов напряжения;
• две системы трехфазного тока позволяют легко и быстро проверить дифференциальную защиту трансформатора;
• трехфазный выходной ток увеличен до 72 А при мощности на канал 1000 ВА;
• 200 Однофазный максимальный выходной ток позволяет покрыть до 90% используемых настроек тока;
• четыре блока питания позволяют настроить трехфазную систему напряжения и гальванически развязанный канал 3U0;
• однофазное напряжение до 405 В позволяет проводить испытания релейных цепей 0,4 кВ;
• диапазон частот увеличен до 1000 Гц;
• Предусмотрен специальный блок питания постоянного тока (= U) для питания тестируемого устройства;
• прибор оснащен полнофункциональным двухканальным осциллографом-мультиметром;
• внутреннее высокое разрешение (0.1 мс) дискретный анализатор на 16 входов позволяет максимально анализировать срабатывание тестируемой защиты;
• 8 выходных реле позволяют задавать любые комбинации двоичных сигналов для проверки сложных систем защиты, в частности IED;
• Подключение к ПК осуществляется через порт Ethernet.

Удобство обслуживания:

• Трехфазная система напряжения вместе с каналом 3U0 позволяет тестировать сложные защиты, требующие Y-образного соединения и соединения разомкнутым треугольником (или соединение ячеек с емкостным трансформатором напряжения), автосинхронизаторы и т. Д.;
• Коммутационный модуль РЕТОМ-61850 позволяет проводить испытания защит ИЭУ в соответствии с требованиями стандарта IEC 61850;
• Использование модуля РЕТ-64/32 позволяет увеличить количество двоичных входов до 80 и выходов до 40; №
• с помощью модулей РЕТ-GPS можно синхронизировать работу двух систем, находящихся на большом расстоянии друг от друга, что является уникальной возможностью одновременного тестирования обеих подсистем защиты ВЛ, расположенных на ее концах;
• Трансформатор тока однофазный РЕТ-10 предназначен для масштабирования тока 10, 6 и 0.1 коэффициенты, позволяющие получить достоверные измерения тока от 1 мА до канала 720 А;
• Трансформатор напряжения трехфазный РЕТ-ТН предназначен для деления напряжения с 1 / v3; 1; коэффициенты v3 и 5, позволяющие проводить испытания системы релейной защиты и автоматики на 0,4 и 0,66 кВ, включая счетчик электроэнергии;
• все разъемы расположены на передней панели, что позволяет работать с устройством как в вертикальном, так и в горизонтальном положении;
• Внутренний микрокомпьютер РЕТОМ-61 обеспечивает работу с любыми компьютерами под управлением Windows XP / Vista / Seven / 8;
• дружественный и привычный для Windows интерфейс;
• Бесплатное программное обеспечение позволяет в ручном и полуавтоматическом режиме и специальный костюм в автоматическом режиме легко и быстро проверять любое реле и защиту.;
• Открытая архитектура управления РЕТОМ-61 позволяет пользователю создавать собственные тестовые программы с широким спектром автоматизации;
• использование стандартных средств Windows для подготовки протоколов позволяет облегчить создание отчетов;
• на одном ПК параллельная работа нескольких устройств РЕТОМ-61 позволяет получить необходимое количество источников тока и напряжения;
• удобный способ обновления ПО позволяет использовать последнюю версию;
• Совместная работа с РЕТОМ-ВЧ позволяет провести полномасштабные испытания подсистемы защиты мгновенного сравнения фаз несущая-пилот.

Безопасность и надежность:

• IED с широким диапазоном внутреннего контроля обеспечивает высокую безопасность как самого устройства, так и проверяемого оборудования;
• в случае аварии все выходные сигналы отключаются и процесс тестирования останавливается до восстановления. Это существенно повышает безопасность тестовых работ и проверки данных;
• Изоляция аналогового входа обеспечивает надежное измерение внешних напряжений;
• канальные безаварийные клеммы обеспечивают защиту от поражения электрическим током;
• безопасная работа в широком диапазоне напряжения сети;
• прочный и эстетичный корпус устройства устойчив к механическим воздействиям.

Приложение

Система РЕТОМ-61 обеспечивает возможность проверки и настройки релейных защит всех поколений как в ручном, так и в автоматическом режимах:

• новейшие отечественные и зарубежные микропроцессорные реле и сложные системы защиты;
• Устройства релейной защиты и автоматики полупроводниковые;
• весь спектр электрощитов, комплектов защиты и автоматики;
• извещатели отечественных и зарубежных неисправностей;
• Щиты защиты от сбоев и цепи выносных измерений;
• устройств синхронизации;
• счетчики энергии;
• системы возбуждения генераторов;
• Железнодорожные ограждения.

Комплект поставки

В комплект поставки системы РЕТОМ-61 с компьютерным управлением входят:

• Прибор РЕТОМ-61;
• стандартное программное обеспечение, состоящее из следующих модулей:
• Ручное управление источниками тока и напряжения
• Проверка реле тока
• Проверка реле напряжения
• Проверка реле направленной мощности
• Проверка реле сопротивления
• Проверка реле частоты
• Универсальная регистр секундомера
• Цифровой осциллограф регистрирует неисправность
• Модель энергосистемы
• Язык разработки специальной тестовой программы РЕТОМ-Мастер
• Генератор тестовых данных

Дифференциальная защита трансформатора

• аксессуары;
• подтверждающие документы.

Дополнительная поставка:

• специальные программы для автоматического тестирования различных систем релейной и комплексной защиты;
• Блок преобразователя напряжения трехфазного РЕТ-ТН;
• Блок однофазных преобразователей тока РЕТ-10;
• Блок синхронизации РЕТ-GPS;
• Блок расширения ввода / вывода РЕТ-64/32;
• Ноутбук;
• принтер;
• РЕТОМ-61 прочный транспортировочный чемодан.

Источники тока

Источники напряжения

Источники тока и напряжения

Вспомогательный источник постоянного напряжения

Аналоговые входы

Двоичные входы

Двоичные выходы

Общая характеристика

.

Реле защиты для предотвращения крупномасштабных отключений ： Продукт / Технические услуги ： Передача и распределение

Мы предлагаем системы управления защитой для предотвращения крупных отключений. В этих системах реле защиты для мгновенного обнаружения аномалий в энергосистемах или оборудовании (сбоев системы) и отправки команд для отключения неисправной секции используются для предотвращения распространения неисправности или минимизации воздействия.
В последние годы мы разработали высокофункциональные, высокопроизводительные и высоконадежные цифровые реле защиты с использованием преимуществ микропроцессоров, способствующих стабильному и безопасному электроснабжению.

За более чем 100 лет с момента начала разработки аналоговых реле защиты, Toshiba способствовала развитию и улучшению функциональности реле защиты, представленных первичными / резервными реле защиты линии передачи.

Реле

.