Релейная защита: определение, функции и принципы работы

Понятие релейной защиты и автоматики (РЗиА)

Правила техэксплуатации и устройства электроустановок (ПУЭ, ПТЭ) регламентируют применение релейных типов защиты. Данные приборы, а скорее, комплексы специальных элементов, часто совмещаются с автоматикой, поэтому сокращено называются РЗиА (а также это сокращение без «и» или РЗ).

По нормам ПТЭ силовые узлы и линии электроустановок — электростанций, подстанций, электросетей — защищаются от коротких замыканий (КЗ), ненормальных состояний, сверхнагрузок узлами РЗ и автоматики. Такие устройства интегрируются в конструкции, являются их частью (закладываются еще на стадии проекта), реже — монтируются к ним отдельно. Должны по правилам быть в постоянном состоянии готовности (ожидания), за исключением выводящихся из задействования согласно особенностям их задач, принципа конструкции, режимов энергообъектов, требованиям избирательности (селективности). Узлы сигнализации (предупреждение и сообщение о развитии поломок) должны также всегда быть готовыми к активации.

РЗиА ставят на электростанциях, генераторах, на любых электроустановках, на подобных габаритных мощных устройствах, то есть сфера использования не ограниченная, если релейная защита необходима по проекту. Область применения конкретизируется ПУЭ:

Содержание главы 3.2 ПУЭ:

Что такое релейная защита объясним более конкретно, описывая ее назначение. При задействовании электрооборудования, сетей, всегда сохраняются риски их повреждений, некорректные режимы, часто их невозможно избежать или такие условия характерные для работы ЭУ. Наиболее критические — перегрузки и КЗ. Причины: пробои, повреждения изоляционных частей, разрывы, ошибки работников, например, отсоединение узлов под нагрузкой, неправильная подача на заземленные конструкции напряжения.

КЗ на участке, где оно возникло, провоцирует появление электродуги, термическое влияние которой ведет к, как правило, бесповоротному разрушению токоведущих элементов, изолирующих частей, электроустройств в целом (реже, но такие случаи весьма распространенные). При этом на поврежденный сегмент подводятся высокие токи короткого замыкания в тысячи ампер. Возникает почти моментальный нагрев, за секунды элементы накаляются. Термические процессы также повреждают исправные участки, происходит развитие неполадки, пожар. На связанных магистралях, объектах параметры электричества глубоко понижаются, что причиняет остановку электромоторов, функционирование параллельно задействованных конструкций, генерирующих приборов, критически нарушается.

В описанных ситуациях важно моментально остановить развитие последствий, обычно этого достаточно для полного предотвращения аварий. Указанное достигается оперативным отключением опасного участка ЭУ, сети — автоустройствами, функционирующими на расцепление контактов, обесточивание. Это и есть релейного типа защита, она же РЗ или РЗиА.

РЗ деактивирует выключатели конструкции с неполадкой, при этом электродуга гаснет или даже не успевает возникнуть. Моментально останавливается течение ампер КЗ, параллельно на исправной части ЭУ или в сети восстанавливаются нормальные величины электричества. Минимизируются, исключаются повреждения оснащения с КЗ, нормализуется режим рабочего оборудования.

Задачи:

• выявляет точку КЗ, локацию поломки;
• быстро обеспечивает автоотключение, отделяет оснащение с небезопасным фактором, опасный сегмент от рабочих конструкций, сетей;
• фиксирует неполадку и сообщает о ней, предупреждает о возможности аварии;
• создает выдержку перед деактивацией, если это необходимо.

Возможны и другие нарушения на ЭУ: перегрузка, замыкание различного рода, образование газовых масс в трансформаторах, понижения там объема масла и пр. Если такие неполадки не опасные, самоустраняются, может не требоваться моментальное обесточивание. Обычно при наличии на ЭУ постоянного обслуживания специалистами хватит выдачи им уведомления. В иных случаях достаточно отключения, но с паузой.

Реле РЗ — это приборы, узлы с автоматическим принципом, осуществляющие изменение характерного периодического типа («релейное действие», скачками) при установленной трансформации (модификации) наблюдающихся характеристик.

Проще говоря, РЗ при фиксации нарушений параметров ЭУ производит обесточивание, разводит контакты. Пример: реле при критическом возрастании Ампер на контролируемой цепи (туда заведена его токовая намотка) до прописанной отметки расцепляет соединения.

Прибор РЗ — это взаимодействующая система реле и узлов вспомогательных, автоматических, устройств, отключающих оборудование, когда оно повреждается, при ненормальных состояниях.

Требования к РЗиА

Требования к релейной защите исчерпывающе прописаны в ПУЭ (Р. 3 Гл. 3.2), а также в многочисленных пособиях — смысла дублировать их в статье нет. Обобщим их так, чтобы читатель смог сориентироваться, на что обратить внимание, быстро найти и уточнить их в указанных источниках.

Выполнением каких принципов обеспечивается работоспособность

Нарушения в работе РЗиА при некорректном подборе, монтаже, несоблюдении норм:

• ложные тревоги при исправной ЭУ и сети;
• ненужные активации, например, когда сработка исполнительных узлов излишняя;
• повреждения конструкции РЗ.

ПУЭ и связанные нормативные акты предъявляют требования, с помощью которых исключается перечисленное выше (касаются проекта, монтажа, настройки и запуска, техобслуживания):

• соблюдение по классам, уровням надежности;
• чувствительность;
• быстрота сработки;
• селективность — обеспечение уровней активации защиты в правильном порядке. Этот параметр тесно связанный с предыдущими двумя.

Надежность

Определяется такими характеристиками:

• безотказностью;
• соблюдением количества заложенных при создании РЗ циклов сработки;
• ремонтопригодностью;
• продолжительностью службы, сохраняемость. Ее должен гарантировать производитель, конструктор согласно ТУ (которая обязательно согласовывается с ГОСТами, ПУЭ) продукции. Изделие должно иметь паспорт и сертификат.

Каждая позиция имеет свою оценку, указанную в техдокументации, в утвержденном согласно нормативным документам проекте.

Есть 3 позиции по надежности при ТО и эксплуатации РЗ по активации: при КЗ внутренних на рабочих локациях, за их границами, при функционировании без неисправностей. Надежность бывает 2 типов: эксплуатационная и аппаратная.

Чувствительность

Требования, предъявляемые к РЗА, релейной защите в первую очередь касаются функциональных настроек, так как фиксация пороговых значений, нарушения уставок подразумевают наличие у РЗ определенной чувствительности.

Надо правильно определить, какая предполагаемая степень нарушения режима, перегрузки является опасной, и подобрать под нее соответственно настроенный вариант РЗ.

Есть уравнение для чувствительности (ее числового значения) при возникновении КЗ. Применяется специальная характеристика — Кч, коэффициент.

Кч = Iкз min/Iсз

Расчет: отношение наименьшего тока КЗ рабочего участка к величине тока активации. РЗ нормально функционирует при Iсз < Iкз min. Наиболее оптимальная чувствительность (коэфф.) — 1.5–2.

Быстродействие

Быстрота обесточивания имеет 2 составляющие:

• сработка защитных алгоритмов с командой на нижеуказанный узел;
• задействование привода выключателя.

Реагирование по времени регулируемое в диапазоне мин.-макс. значения в зависимости от возможностей устройства релейной защиты, применяемых элементов. Задержка сработки создается внедрением специальных реле с возможностью настройки, такая опция используется для наиболее отдаленных защит. РЗ размещенные ближе к месту неполадки, к защищаемому участку настраиваются на более короткий временной интервал активации или применяются без него.

Селективность

Второе название данной характеристики — избирательность. Опция позволяет определить место повреждения в схемах любой сложности.

Генератором вырабатывается и подается электричество потребителям на сегментах 1–3 (каждый со своей защитой). При КЗ на приборе потребителя на 3 промежутке, ток течет по всем узлам РЗ, начиная от источника энергии. В таких условиях целесообразно отключать цепь сегмента с неисправностью, например, электромотора, оставляя задействованными остальных исправных потребителей. С этой целью есть возможность делать уставки РЗ для каждой цепи. Обычно такие особенности закладываются еще на стадии проектирования.

Защита 5 3-го сегмента должна фиксировать токи неполадок раньше, и оперативнее активироваться, отключая поврежденные сегменты от цепей. Поэтому величины токово-временных уставок на каждом промежутке снижаются от генератора к потребителю. Прицип: чем дальше от локации поломки, тем меньшая чувствительность. Так одновременно реализуется резервирование, учитывающее возможность эффективной защиты при неполадках любых приборов, включая и системы РЗ более низкой ступени. Описанная схема означает, что при поломке самой защиты 5 сегмента 3 при аварии должны активироваться приборы защиты 3 или 4 промежутка 2. А эти секции, в свою очередь, подстраховываются защитными узлами сегмента 1.

Для чего она нужна?

Очень часто во время эксплуатации электросистем возникает короткое замыкание. Однако, наравне с этим могут происходить разные скачки в напряжении, утечки тока и т.д.

И даже если такие ситуации не несут мгновенного разрушения устройств/объектов/помещений, то есть не угрожают по технике безопасности, тогда защитные приборы действуют не на выключение, а на предупреждение дежурного персонала о повреждениях.

Это и есть предназначение РЗ и электроавтоматики.

Особенности конструкции релейной защиты

Устройство РЗА непрерывно совершенствуется благодаря внедрению инновационных технологий. Но основные принципы и элементы конструкции остаются неизменными.

Структуру релейной защиты можно представить в виде схемы:

Электрический сигнал – Модуль наблюдения процессов – Узел логики и анализа – Исполнительный блок – Сигнальный блок

Блок наблюдения проводит мониторинг всех процессов в электрике за счет трансформаторов тока и напряжения, которые проводят измерения. В узле логики и анализа сравниваются поступившие сигналы с максимальным показателем уставок. Защита будет срабатывать, даже если имеется небольшое совпадение данных значений. Исполнительный блок всегда находится в состоянии готовности, ожидая сигнала от логического блока. Сигнальный блок функционирует при помощи света или звука.

Когда пройдет полный цикл срабатывания защиты, специалист ручным способом переводит устройство в первоначальное состояние.

Релейная защита: чувствительность и её коэффициент

В отечественной практике термином «чувствительность» принято обозначать свойство релейной защиты, позволяющее выявлять расчётные виды повреждений и ненормальных режимов энергосистемы в зоне действия релейной защиты.

В ПУЭ [1] понятие, обозначаемое термином «чувствительность» [2] используют для характеристики любых защит, независимо от напряжения электроустановки, но определение понятия, обозначаемого этим термином в данном документе нет.

Если чувствительность некоторых изделий можно определить непосредственно [1], то в релейной защите эту характеристику оценивают косвенно, причём способ оценки зависит от напряжения электроустановки [1].

Здесь необходимо отметить, что во многих других странах оценку чувствительности не производят [3].

Согласно ПУЭ для оценки чувствительности защит в электроустановках напряжением свыше 1000 В применяют коэффициент чувствительности [4, 5, 6].

Значение коэффициента чувствительности для защит, реагирующих на возрастание контролируемой величины, находят как отношение их расчётных значений в пределах защищаемой зоны к уставке срабатывания.

Для токовых защит линии коэффициент чувствительности в общем случае находят по формуле:

(1)

где — минимальный ток короткого замыкания для защищаемой линии (обычно – в конце защищаемого участка); — ток срабатывания защиты.

Принято считать, что в общем случае такая защита будет работать правильно, если выполняется соотношение:

Найденное по этой формуле (1) значение коэффициента чувствительности должно быть не меньше нормированного значения, установленного в [1], и которое в зависимости от вида защиты может изменяться от 1,5 до 2,0.

В [3] показано, что при изменении значения коэффициента чувствительности от 1,2 до 1,4 вероятность срабатывания защиты изменяется незначительно, от 0,998 до 1,000.

Рассмотрим теперь, как рекомендуют определять коэффициент чувствительности токовой отсечки в одной из методик расчёта уставок (см. [4], пример 2.1).

Для экономии места исходные данные для расчёта приведены в экспликациях к формулам.

Расчёт начинают с определения пускового тока электродвигателя I пуск эд по формуле:

I пуск эд = k пуск · I ном = 5,7 · 113,2 = 645 А (2)

где k пуск – каталожное значение пускового тока, равное 5,7 для асинхронного электродвигателя серии А4;

I ном – номинальный ток электродвигателя, определенный по известным значениям номинальной мощности, номинального напряжения, коэффициентв полезного действия и мощности или взятый из каталожных данных.

Пусковой ток может быть определён и по приведенному в каталожных данных номинальному току электродвигателя.

Наименьшее значение тока двухфазного КЗ на выводах электродвигателя находим по формуле:

(3)

где – = 3500 — значение тока трехфазного КЗ на вводах питания асинхронного электродвигателя в минимальном режиме работы системы (приведено в исходных данных для расчёта).

Ток срабатывания токовой отсечки рассчитывают по формуле:

(4)

Коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ находим по формуле (1), подставив в неё найденные значения:

(5)

На основании выполнений расчётов в методике [4] сделан вывод: «коэффициент чувствительности ТО получился меньше двух».

Можно ли говорить, что уменьшение коэффициента чувствительности всего на 7% (2,00-1,86=0,14; 0,14/2,00=0,07) по сравнению со значением, указанным в ПУЭ, делает данную защиту непригодной?

Отметим, что если в формуле (5) будет использовано расчётное значение = 3031 А, вместо округлённого (3000) расчётное значение коэффициента чувствительности будет всего на 6% (3031/1612 = 1,88) меньше значения, рекомендованного ПУЭ.

Приблизительность такого подхода видна и в том, что в формуле (4) условием несрабатывания ТО при пуске электродвигателя служит выбор множителя, равного 2,5, что и приводит к увеличению расчётного тока и, в конечном итоге, уменьшению коэффициента чувствительности.

Если предположить, а потом опытным путем доказать, что токовая отсечка не будет срабатывать при выборе уставки, равной 2,35 пускового тока электродвигателя, то значение коэффициента чувствительности и при пусковом токе 645 А будет удовлетворять требованиям ПУЭ.

В рассматриваемой методике вместо уменьшения множителя в формуле (4) предложено аналогичное по своей сути действие – уменьшение второго сомножителя путём «уточнения» пускового тока электродвигателя [2].

Отметим, что в любом случае реальный пусковой ток электродвигателя останется неизвестным, а все выводы будут основаны на расчетах, выполненных по каталожным данным электродвигателя.

В методике предложено использовать известную формулу (6) для нахождения пускового тока электродвигателя по найденным расчётным путём сопротивления питающей системы = 0,92 Ом и пускового сопротивления электродвигателя = 5,37 Ом:

(6)

Ток срабатывания токовой отсечки при таком значении пускового тока составит:

(7)

В этом случае значение коэффициента чувствительности возрастает до:

(8)

Если в исходную формулу (5) поставить расчётное значение тока А, то значение коэффициента чувствительности возрастет ещё больше и станет равным 2,18.

После получения искомого результата в методике [4] сделан вывод: «Коэффициент чувствительности ТО получился больше двух, поэтому применять дифференциальную защиту не требуется».

Заключение о таком выводе читатель может сделать самостоятельно.

В электроустановках напряжением до 1000 В для оценки чувствительности токовых защит вместо «коэффициента чувствительности» ПУЭ предусматривает другую характеристику – кратность тока короткого замыкания, задаваемую в процентах по отношению к:

— номинальному току плавкой вставки предохранителя;

— току уставки автоматического выключателя с максимальным расцепителем мгновенного действия;

— номинальному току расцепителя с нерегулируемой обратнозависимой от тока характеристикой;

— току трогания расцепителя с регулируемой обратнозависимой от тока характеристикой.

Значения кратности тока согласно [1] в зависимости от типа аппарата защиты может находится в диапазоне:

Разделив правую и левую часть неравенства на 100%, можно убедиться, что по своей сути это немного видоизменённый способ задания коэффициента чувствительности.

Сказанное выше позволяет сделать такие выводы:

1.

Использование термина «чувствительность релейной защиты», прежде всего является данью традиции, а понятие, обозначаемое этим термином, не имеет стандартизированного определения.

2.

Оценка чувствительности релейной защиты по-разному, в зависимости от напряжения электроустановки, создаёт ложное впечатление о различии понятий, обозначаемых разными терминами:

— «кратность тока короткого замыкания» (используют в электроустановках напряжением до 1000 В);

— «коэффициент чувствительности» (применяют в электроустановках напряжением свыше 1000 В).

Нормирование «коэффициента чувствительности», а тем более проверка этого коэффициента при расчетах уставок защит, во многом обусловлено свойствами применявшихся ранее реле защиты и перенесено на цифровые устройства без достаточных технических обоснований.

Литература:

1.

Правила устройства электроустановок. М.: Главгосэнергонадзор России, 1998, 608 с.

2.

Чувствительность // [Электронный ресурс «Всё о релейной защите], Режим доступа (Материал первоначально был размещён здесь).

3.

Шалин А. И. Надёжность и диагностика релейной защиты энергосистем. Новосибирск, издательство НГТУ, 2002, 384 с.

4.

Гондуров С. А., С. В. Михалев, М. Г. Пирогов, А. Л. Соловьёв. Релейная защита электродвигателей напряжением 6-10 кВ терминалами БМРЗ. Методика расчёта. С-Петербург, ПЭИПК, 2013, 60 с.

5.

Чернобровов Н. В., Семёнов В. А. Релейная защита энергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1998, 800 м.

6.

Коэффициент чувствительности // [Электронный ресурс «Всё о релейной защите], Режим доступа.

7.

Что такое коэффициент чувствительности защиты?//[Электронный ресурс], Режим доступа.

[1]

Например, в метрологии чувствительности средства измерения находят как отношение изменения выходного сигнала к изменению измеряемой величины.

[2]

Для получения требуемого значения коэффициента чувствительности пусковой ток не должен превышать 600 А
.

Виды

Сначала опишем отдельно логическую защиту для шин, сокращенно — ЛЗШ. Принцип: сравнивает состояние защит питающих частей и отходящих фидеров (отводов кабеля). Образец алгоритма: защита на одном из последних отключилась, значит, на нем КЗ; не стартовала на них вообще — КЗ на шинных элементах. При КЗ на отводе активируются защиты (токовые расцепители) на нем и на узлах питания участка (вводы ТТ, выключатели сегмента).

Будет интересно➡ Разность потенциалов

Далее, по факту сработки происходит блокировка отключения питающих частей без паузы. При КЗ на шинных частях распределительной схемы запуск РЗ на отводах не происходит, и при активации таковой на питающих узлах она допускается без выдержки.

Остальные виды релейной защиты:

Основные требования к релейным устройствам

Основные свойства релейной заключаются в следующем:

1. Избирательность. Этот параметр характеризуется способностью системы отключать участки с повреждениями, в то время как не повреждённые элементы остаются включёнными. Выделяют два вида релейной: первый – это релейная со средней избирательностью (максимально токовая и дистанционная защита); второй – это защищенность с полной избирательностью (дифференциальная защита).
2. Скорость отклика РЗ (быстрота срабатывания). Если скорость срабатывания системы будет высокой, то вероятность возникновения каких-либо повреждений или аварий будет ниже. Промежуток времени после появления аварии и до выключения устройства с повреждением из сети, называется временем отклика релейной защищенности. Это основной показатель этого параметра.
3. Возможность релейной срабатывать даже на незначительные аварийные параметры, называется чувствительностью РЗ. Оценить данный параметр можно с помощью коэффициента чувствительности.
4. Свойство, при котором устройство РЗ работает определённое время при указанных функциях, называется надёжностью. Выделяют два основных показателя этого параметра: число отклонений в единицу времени и период времени исправной работы.

То есть, предназначение РЗА с вышеперечисленными свойствами в том, что прибор должен подавать сигнал рабочему сигналу о повреждениях, моментально выключать из электросети сломанный элемент, быстро срабатывать при любых изменениях во время работы и в целом обеспечивать контроль работы электроприборов.

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.

Классификация релейной защиты

Система классификации реле достаточно разнообразна. Далее мы рассмотрим основные признаки, по которым делятся реле (электровыключатель):

• По типу подключения: электровыключатели, подключаемые в сеть без каких-либо вспомогательных устройств, называются первичными; реле, подключаемые с помощью вспомогательных устройств (например, трансформатор напряжения), называются вторичными.
• По типу работы: реле, в которых имеются подвижные компоненты, относят к электромеханическим/индукционным реле; электровыключатели без подвижных компонентов, называется статической (например, электронная, микропроцессорная и т.д.).
• По типу назначения: электровыключатели, осуществляющие замеры по различным физическим величинам – это измерительное реле (например, сила тока, температура, мощность и т.д.); механизмы, передающие действие на другие устройства, называются логическими/вспомогательными реле. Последняя группа реле также способна выдерживать время и т.д.
• По типу действия на управляемый компонент: электровыключатель, связанный автоматически с отключаемым прибором, относится к электровыключателям прямого влияния; реле, которые выполняют регулирование электроцепью электромагнитов, отключающие коммутационный прибор.

Если говорить о релейной защищенности, то здесь выделяют большое число типов РЗ, например:

1. Защита электроприборов и электроцепей, которая срабатывает на превышение заданного значения электрического тока, называется релейной токовой защитой. К ней относят: максимальную релейную токовую защиту (МТЗ) – обеспечивает защиту приборов от тока, который превышает номинальное значение. Токовую отсечку (ТО) – быстрое устранение КЗ, которые появляются перед рабочей зоной. Направленную максимальную токовую защищенность (НМТЗ) – в этом случае к защите приборов релейной от токов добавляется управление направления мощностей.
2. Если в трансформаторах повышается температура, которая сопровождается образованием газов и в результате этого происходит отключение питания приборов из сети. Такую защиту называют газовой.
3. РЗ, основанная на сравнении тока перед защищаемым участком и тока в конце этого участка, называется дифференциальной защитой.
4. Определение расстояния до точки возникновения КЗ с помощью сопротивления, такую релейную защиту называют дистанционной. Выделяют два подтипа дистанционной релейной защиты: 1) с использованием блокировки и высокой частоты; 2) с применением блокировки через оптический канал.
5. Релейная защита, основанная на отклике оптического датчика в следствии сильного освещения и датчика в результате возникновения высокого давления, такая защита называется дуговой.
6. Применяемая при определении КЗ в шинах защита, называется логической защитой шин (ЛЗШ). Она необходима для сокращения времени при отключении КЗ.
7. РЗ, основанная при сопоставлении токовых фаз на концах электролинии, называется дифференциально-фазной защитой (ДФЗ). При превышении заданной величины происходит срабатывание реле.

Кроме основных типов релейной защиты далее мы расскажем про типы автоматики в РЗ, которые по сравнению с релейной защитой не выключают, а включают электропитание после аварии.

1. Автоматика, которая применяется чтобы, включить линию целиком или отдельную фазу линии после её отключения за счёт применённой защиты, называется автоматическим повторным включением (АПВ). Выделяют два подтипа АПВ: механическое и электрическое. Применяют в линиях электропередач при напряжении более 1 кВ, а также при сборке шин подстанций, электродвигателей и трансформаторах.
2. Автоматическое включение резерва (АВР), целью которого является бесперебойное снабжение приборов электричеством и позволяет моментально включать резервное оборудование.
3. Если происходит снижение частоты в электросети и при этом происходит отключение сторонних электроприборов, то такой тип автоматики называется автоматической частотной разгрузкой.

Будет интересно➡ Реверсивные магнитные пускатели

Мы рассказали вам небольшую часть того, для каких целей и в каких областях применяется РЗ. Теперь осталось рассмотреть конструкцию РЗ.

Основные задачи и функции служб РЗА ПО и электротехнических лабораторий ЭС

Кроме устройств и систем РЗА, перечисленных выше (п.1.1), монтажом, наладкой и эксплуатацией (техническим обслуживанием) которых обычно занимается соответствующий персонал служб РЗА (особенно на уровне нецентрализованного управления), к области их деятельности относятся следующие устройства:

а) автоматические осциллографы, регистраторы аварийных событий (РАС);

б) передачи аварийных сигналов и команд (ПАСК), т.е. телепередачи отключающих, разрешающих или блокирующих команд по высокочастотным (ВЧ) каналам, кабельным линиям связи и волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), в том числе приемопередатчики ВЧ защит линий, устройства высокочастотного телеотключения (ВЧТО), аппаратура АНКА-АВПА, АКАП, фильтры присоединения, ВЧ кабели, элементы настройки и т.д.;

в) вторичные цепи перечисленных выше устройств, цепи и аппаратура управления выключателей, разъединителей, короткозамыкателей, отделителей и автоматических выключателей на напряжение выше 1000 В, внутриобъектная аварийная и предупредительная сигнализация и другие вторичные цепи генераторов, синхронных компенсаторов, автотрансформаторов, трансформаторов, реакторов, шин и присоединений на напряжение выше 1000 В (в том числе присоединений собственных нужд), ЛЭП и крупных электродвигателей, в том числе шинок, рядов зажимов, контрольных кабелей, релейной аппаратуры;

г) электрическая часть электромагнитной блокировки выключателей и разъединителей, в том числе устройства питания выпрямленным напряжением цепей этой блокировки (в части эксплуатации);

д) автоматика систем охлаждения автотрансформаторов, трансформаторов и реакторов; автоматического и дистанционного регулирования напряжения трансформаторов и автотрансформаторов под нагрузкой (АРПН); электрическая автоматика компрессорных установок воздушных выключателей;

е) системы питания УРЗА (преобразовательные блоки и шкафы питания), устройства контроля изоляции системы постоянного тока.

Значительная часть работ по эксплуатации устройств и систем РЗА сетевых предприятий выполняется службами релейной защиты и автоматики производственных отделений (СРЗА ПО)

, а на ЭС и каскадах ГЭС генерирующих компаний (ОГК, ТГК, РСК) – службами РЗА или
электротехническими лабораториями (ЭТЛ)
[7]. Эти службы являются структурными подразделениями соответствующих ПМЭС, РСК или ЭС. Они выполняют необходимый комплекс организационно-технических мероприятий по внедрению, совершенствованию и поддержанию высокого уровня эксплуатации УРЗА, средств электрических измерений, а также их вторичных цепей
в целях обеспечения надежной и экономичной работы сетевых предприятий или ЭС.
Служба РЗА ПО непосредственно подчинена главному инженеру соответствующего производственного отделения предприятия электрических сетей (ПЭС), ЭТЛ – начальнику электроцеха ЭС (каскада ГЭС); начальник ЭТЛ может одновременно выполнять функции заместителя начальника электроцеха по РЗА. В оперативно-техническом отношении СРЗА ПО подчинена вышестоящим службам РЗА (МЭС, РДУ), а ЭТЛ – службам РЗА ОГК, ОДУ, РДУ.

СРЗА ПО и ЭТЛ выполняют задачипо оснащению находящихся или передаваемых в оперативное управление или оперативное ведение диспетчера ПЭС (начальника смены ЭС) ЛЭП, шин, трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов, синхронных компенсаторов и другого оборудования устройствами РЗА и средствами электрических измерений, а также по обеспечению эксплуатации всех УРЗА.

Исходя из указанных задач, СРЗА ПО (ЭТЛ) выполняет следующие основные функции:

1. Для УРЗА линий электропередачи и электрооборудования, находящихся или передаваемых в оперативное управление предприятий:

а) разрабатывает мероприятия по УРЗА, повышающие надежность работы предприятия, и обеспечивает внедрение этих мероприятий;

б) выбирает принципы выполнения УРЗА, их типы, алгоритмы функционирования, размещение; рассчитывает и выбирает уставки и характеристики, а также систематически анализирует их соответствие фактическим режимам работы ЛЭП и электрооборудования и производит необходимую корректировку уставок и характеристик;

в) обеспечивает исправное состояние и ведет ТО УРЗА, ПА и систем АРЧМ; обеспечивает выполнение заданных вышестоящими службами РЗА, а также выбранных СРЗА ПО (ЭТЛ) уставок и характеристик;

г) обеспечивает исправное состояние и ведет ТО средств электрических измерений и их вторичных цепей;

д) составляет для диспетчеров ПМЭС и оперативного персонала ЭС инструкции и оперативные указания по ТО УРЗА, ПА, и по ОМП на линиях электропередачи с указанием принятых методов определения мест КЗ.

2. Участвует в подготовке технических заданий на проектированиеновых объектов в части УРЗА (принципы выполнения, типы, структурные или принципиальные схемы), представляет на согласование ЦС РЗА проекты РЗА внутрисистемных ЛЭП и электрооборудования 110 кВ и выше.

3. Подготавливает оперативные заявки и программы на работы с УРЗА и на работы на ЛЭП и электрооборудовании, требующие анализа необходимости операций с УРЗА.

4. Составляет план-график ТО УРЗА.

5. Выполняет восстановительные работы, реконструкцию и модернизацию

аппаратуры и цепей УРЗА, требующиеся в процессе ТО, а также замену изношенных и морально устаревших УРЗА.

6. Согласовывает пусковые схемы и предусмотренные в них объемы УРЗА. Составляет рабочие программы испытаний УРЗА при вводе новых ЛЭП и электрооборудования, после их капитальных ремонтов и при специальных испытаниях, принимает непосредственное участие или осуществляет техническое руководство при проведении этих испытаний.

7. Принимает вновь включаемые УРЗА от монтажных и наладочных организаций и участвует в пусконаладочных работах перед включением УРЗА, вводимых на данном объекте впервые.

8. Участвует вкомиссиях по расследованию технологических нарушений в электрической части предприятия; проводит внеочередные проверки УРЗА после неправильных и невыясненных действий; оперативно принимает меры по устранению причин неправильных действий УРЗА.

9. Ведет журнал РЗА на диспетчерском пункте ПЭС и щитах управления ЭС, каскадов ГЭС, ПС.

10. Подготавливает и ведет установленную техническую документацию по РЗА; ведет систематический учет работы УРЗА, анализ их работы при технологических нарушениях нормального режима работы предприятия, установленную отчетность. Повседневно контролирует работу УРЗА, обобщает опыт их эксплуатации, своевременно информирует вышестоящие службы РЗА о выявленных дефектах этих устройств и при необходимости оформляет акты-рекламации или акты-претензии заводам-изготовителям.

11. Организует техническую учебу персонала СРЗА

ПО (ЭТЛ) и экзамены по проверке знаний ими ПТЭ, ПТБ, ППБ и правил ТО УРЗА. Проводит прием экзаменов на допуск персонала к самостоятельным проверкам УРЗА.

12. Размещает автоматические осциллографы и регистраторы аварийных событий (РАС) на ЛЭП и электрооборудовании.

13. Участвует в организации эксплуатации фиксирующих приборов

и других стационарных и переносных устройств для ОМП на ЛЭП.

14. Выполняет экспертизу проектов по УРЗА; согласовывает размещение дугогасящих реакторов в сетях с изолированной нейтралью.

15. Подготавливает ежегодные заявки на релейную аппаратуру, запасные части к ней, контрольный кабель, испытательные устройства и т.п.

16. Может выполнять функции метрологической службы предприятия и обеспечивать достоверность первичной информации об электроэнергии в системе АСКУЭ.

Организация управления. В штатный состав СРЗА ПО (ЭТЛ) могут входить: начальник, заместитель начальника, начальник лаборатории, начальники секторов (групп), ведущиеинженеры, инженеры всех категорий, старшие мастера, мастера, техники,электромонтеры.

В состав СРЗА ПО могут входить следующие функциональные секторы(группы, бригады): РЗА электросетей напряжением 35 кВ и выше; РЗА электросетей напряжением 6-10 кВ; противоаварийной автоматики; оперативно-расчетный; лаборатория РЗА, мастерская и др. Секторы (группы, бригады) могут быть организованы и по территориальному принципу.

В состав ЭТЛ могут входить следующие функциональные группы (бригады) по обслуживанию:

• устройств РЗА и вторичных цепей присоединений РУ 35 кВ и выше (группа ОРУ);
• устройств РЗА и вторичных цепей генераторов, трансформаторов, блоков генератор-трансформатор, трансформаторов собственных нужд (группа главной схемы);
• устройств ПА и систем АРЧМ (группа автоматики);
• систем возбуждения генераторов (группа возбуждения);
• устройств РЗА и вторичных цепей присоединений собственных нужд (СН) 6-10 кВ (группа СН 6-10 кВ);
• то же 0,4 кВ (группа СН 0,4 кВ);
• группа измерений, а также другие группы.

Функции отдельных секторов (групп) могут быть совмещены. Независимо от структуры СРЗА ПО (ЭТЛ) каждое УРЗА должно быть закреплено за конкретным работником.

Кроме устройств и систем РЗА, перечисленных выше (п.1.1), монтажом, наладкой и эксплуатацией (техническим обслуживанием) которых обычно занимается соответствующий персонал служб РЗА (особенно на уровне нецентрализованного управления), к области их деятельности относятся следующие устройства:

а) автоматические осциллографы, регистраторы аварийных событий (РАС);

б) передачи аварийных сигналов и команд (ПАСК), т.е. телепередачи отключающих, разрешающих или блокирующих команд по высокочастотным (ВЧ) каналам, кабельным линиям связи и волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), в том числе приемопередатчики ВЧ защит линий, устройства высокочастотного телеотключения (ВЧТО), аппаратура АНКА-АВПА, АКАП, фильтры присоединения, ВЧ кабели, элементы настройки и т.д.;

в) вторичные цепи перечисленных выше устройств, цепи и аппаратура управления выключателей, разъединителей, короткозамыкателей, отделителей и автоматических выключателей на напряжение выше 1000 В, внутриобъектная аварийная и предупредительная сигнализация и другие вторичные цепи генераторов, синхронных компенсаторов, автотрансформаторов, трансформаторов, реакторов, шин и присоединений на напряжение выше 1000 В (в том числе присоединений собственных нужд), ЛЭП и крупных электродвигателей, в том числе шинок, рядов зажимов, контрольных кабелей, релейной аппаратуры;

г) электрическая часть электромагнитной блокировки выключателей и разъединителей, в том числе устройства питания выпрямленным напряжением цепей этой блокировки (в части эксплуатации);

д) автоматика систем охлаждения автотрансформаторов, трансформаторов и реакторов; автоматического и дистанционного регулирования напряжения трансформаторов и автотрансформаторов под нагрузкой (АРПН); электрическая автоматика компрессорных установок воздушных выключателей;

е) системы питания УРЗА (преобразовательные блоки и шкафы питания), устройства контроля изоляции системы постоянного тока.

Значительная часть работ по эксплуатации устройств и систем РЗА сетевых предприятий выполняется службами релейной защиты и автоматики производственных отделений (СРЗА ПО)

, а на ЭС и каскадах ГЭС генерирующих компаний (ОГК, ТГК, РСК) – службами РЗА или
электротехническими лабораториями (ЭТЛ)
[7]. Эти службы являются структурными подразделениями соответствующих ПМЭС, РСК или ЭС. Они выполняют необходимый комплекс организационно-технических мероприятий по внедрению, совершенствованию и поддержанию высокого уровня эксплуатации УРЗА, средств электрических измерений, а также их вторичных цепей
в целях обеспечения надежной и экономичной работы сетевых предприятий или ЭС.
Служба РЗА ПО непосредственно подчинена главному инженеру соответствующего производственного отделения предприятия электрических сетей (ПЭС), ЭТЛ – начальнику электроцеха ЭС (каскада ГЭС); начальник ЭТЛ может одновременно выполнять функции заместителя начальника электроцеха по РЗА. В оперативно-техническом отношении СРЗА ПО подчинена вышестоящим службам РЗА (МЭС, РДУ), а ЭТЛ – службам РЗА ОГК, ОДУ, РДУ.

СРЗА ПО и ЭТЛ выполняют задачипо оснащению находящихся или передаваемых в оперативное управление или оперативное ведение диспетчера ПЭС (начальника смены ЭС) ЛЭП, шин, трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов, синхронных компенсаторов и другого оборудования устройствами РЗА и средствами электрических измерений, а также по обеспечению эксплуатации всех УРЗА.

Исходя из указанных задач, СРЗА ПО (ЭТЛ) выполняет следующие основные функции:

1. Для УРЗА линий электропередачи и электрооборудования, находящихся или передаваемых в оперативное управление предприятий:

а) разрабатывает мероприятия по УРЗА, повышающие надежность работы предприятия, и обеспечивает внедрение этих мероприятий;

б) выбирает принципы выполнения УРЗА, их типы, алгоритмы функционирования, размещение; рассчитывает и выбирает уставки и характеристики, а также систематически анализирует их соответствие фактическим режимам работы ЛЭП и электрооборудования и производит необходимую корректировку уставок и характеристик;

в) обеспечивает исправное состояние и ведет ТО УРЗА, ПА и систем АРЧМ; обеспечивает выполнение заданных вышестоящими службами РЗА, а также выбранных СРЗА ПО (ЭТЛ) уставок и характеристик;

г) обеспечивает исправное состояние и ведет ТО средств электрических измерений и их вторичных цепей;

д) составляет для диспетчеров ПМЭС и оперативного персонала ЭС инструкции и оперативные указания по ТО УРЗА, ПА, и по ОМП на линиях электропередачи с указанием принятых методов определения мест КЗ.

2. Участвует в подготовке технических заданий на проектированиеновых объектов в части УРЗА (принципы выполнения, типы, структурные или принципиальные схемы), представляет на согласование ЦС РЗА проекты РЗА внутрисистемных ЛЭП и электрооборудования 110 кВ и выше.

3. Подготавливает оперативные заявки и программы на работы с УРЗА и на работы на ЛЭП и электрооборудовании, требующие анализа необходимости операций с УРЗА.

4. Составляет план-график ТО УРЗА.

5. Выполняет восстановительные работы, реконструкцию и модернизацию

аппаратуры и цепей УРЗА, требующиеся в процессе ТО, а также замену изношенных и морально устаревших УРЗА.

6. Согласовывает пусковые схемы и предусмотренные в них объемы УРЗА. Составляет рабочие программы испытаний УРЗА при вводе новых ЛЭП и электрооборудования, после их капитальных ремонтов и при специальных испытаниях, принимает непосредственное участие или осуществляет техническое руководство при проведении этих испытаний.

7. Принимает вновь включаемые УРЗА от монтажных и наладочных организаций и участвует в пусконаладочных работах перед включением УРЗА, вводимых на данном объекте впервые.

8. Участвует вкомиссиях по расследованию технологических нарушений в электрической части предприятия; проводит внеочередные проверки УРЗА после неправильных и невыясненных действий; оперативно принимает меры по устранению причин неправильных действий УРЗА.

9. Ведет журнал РЗА на диспетчерском пункте ПЭС и щитах управления ЭС, каскадов ГЭС, ПС.

10. Подготавливает и ведет установленную техническую документацию по РЗА; ведет систематический учет работы УРЗА, анализ их работы при технологических нарушениях нормального режима работы предприятия, установленную отчетность. Повседневно контролирует работу УРЗА, обобщает опыт их эксплуатации, своевременно информирует вышестоящие службы РЗА о выявленных дефектах этих устройств и при необходимости оформляет акты-рекламации или акты-претензии заводам-изготовителям.

11. Организует техническую учебу персонала СРЗА

ПО (ЭТЛ) и экзамены по проверке знаний ими ПТЭ, ПТБ, ППБ и правил ТО УРЗА. Проводит прием экзаменов на допуск персонала к самостоятельным проверкам УРЗА.

12. Размещает автоматические осциллографы и регистраторы аварийных событий (РАС) на ЛЭП и электрооборудовании.

13. Участвует в организации эксплуатации фиксирующих приборов

и других стационарных и переносных устройств для ОМП на ЛЭП.

14. Выполняет экспертизу проектов по УРЗА; согласовывает размещение дугогасящих реакторов в сетях с изолированной нейтралью.

15. Подготавливает ежегодные заявки на релейную аппаратуру, запасные части к ней, контрольный кабель, испытательные устройства и т.п.

16. Может выполнять функции метрологической службы предприятия и обеспечивать достоверность первичной информации об электроэнергии в системе АСКУЭ.

Организация управления. В штатный состав СРЗА ПО (ЭТЛ) могут входить: начальник, заместитель начальника, начальник лаборатории, начальники секторов (групп), ведущиеинженеры, инженеры всех категорий, старшие мастера, мастера, техники,электромонтеры.

В состав СРЗА ПО могут входить следующие функциональные секторы(группы, бригады): РЗА электросетей напряжением 35 кВ и выше; РЗА электросетей напряжением 6-10 кВ; противоаварийной автоматики; оперативно-расчетный; лаборатория РЗА, мастерская и др. Секторы (группы, бригады) могут быть организованы и по территориальному принципу.

В состав ЭТЛ могут входить следующие функциональные группы (бригады) по обслуживанию:

• устройств РЗА и вторичных цепей присоединений РУ 35 кВ и выше (группа ОРУ);
• устройств РЗА и вторичных цепей генераторов, трансформаторов, блоков генератор-трансформатор, трансформаторов собственных нужд (группа главной схемы);
• устройств ПА и систем АРЧМ (группа автоматики);
• систем возбуждения генераторов (группа возбуждения);
• устройств РЗА и вторичных цепей присоединений собственных нужд (СН) 6-10 кВ (группа СН 6-10 кВ);
• то же 0,4 кВ (группа СН 0,4 кВ);
• группа измерений, а также другие группы.

Функции отдельных секторов (групп) могут быть совмещены. Независимо от структуры СРЗА ПО (ЭТЛ) каждое УРЗА должно быть закреплено за конкретным работником.

Основные задачи селективной защиты

Селективность – это процесс, означающий выбор (отбор). Этот термин применим к разным отраслям и направлениям деятельности человека. Например, в химии, при протекании химических реакций, ведут речь об индексе селективности. При этом рассматривают избирательность химических превращений.

Что касается человека, то его восприятие окружающего мира, выбор информации, а также её запоминание носят избирательный характер.

Что же такое селективность в электрике, и для чего она нужна?

К задачам электрической селективной защиты относятся:

• гарантия безопасности оборудования и обслуживающего персонала;
• моментальное установление места повреждения и отключение только неисправного участка;
• уменьшение отрицательных результатов влияния аварии на другие узлы и части электроприборов;
• минимизация повреждений на неисправном участке;
• гарантирование максимальной беспрерывности работы электросистемы;
• достижение простоты эксплуатирования электрического оборудования.

К тому же селективность снижает последствия коротких замыканий и нагрузку на устройство.

Карта селективности и правила ее создания

Схема утверждённого образца, на которой нанесены все токовые параметры защитных аппаратов и устройств, с указанием общего источника питания, выполняется в удобном для просмотра масштабе. Это карта селективности. Она обеспечивает максимальное применение защитных качеств автоматических выключателей. Все процессы, возможные при эксплуатации, отображены на ней графически.

На карту в обязательном порядке наносятся:

• места важных расчётных точек;
• защитные характеристики автоматов и возможных КЗ, при этом указаны их min и max значения.

Данная карта служит основанием для составления таблицы по выбору защитных аппаратов. Кроме того, карта позволяет оценивать общую защитную селективность и даёт полную информацию о согласованных между собой уставках всех автоматов.

Построение карты выполнено по осям. Ось абсцисс представляет токовые значения, на ось ординат наносятся временные значения.

К сведению. На ось могут наноситься и другие разновидности характеристик. Каждая схема включает в себя параметры двух-трёх автоматов. Построение таких карт можно выполнить при помощи компьютерной программы.

Пример карты селективности, выполненной при помощи программы

Грамотно выполненная селективная защита позволяет сохранить оборудование. При отключении конкретного участка она допускает выполнить обратное включение питания автоматическим включением резерва (АВР) и свести к минимуму простой оборудования и перерывы в подаче электроэнергии потребителям.

Расчет селективности автоматов

Устройства защиты — это в большинстве случаев не какие-то хитрые приборы, а стандартные и хорошо знакомые всем автовыключатели. Чтобы обеспечить им верную селективность, нужно просто верно подобрать натройки параметров. Работа таких агрегатов базируется на следующем условии:

Iс.о.послед ≥ Kн.о.* I к.пред., где:

• Iс.о.послед — ток, при котором защита начинает действовать;
• I к.пред. — ток короткого замыкания в конце защитной зоны;
• Kн.о. — коэффициент надежности, который зависит от ряда настроек.

Вычислить селективность при управлении приборов по времени можно, используя такую схему:

tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:

• tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов в порядке близости к источнику питания;
• ∆t — временная ступень селективности.

Как работает радиорелейная связь

Принцип действия радиорелейной связи прост. Между приемником и передатчиком используется промежуточное звено — радиорелейный комплекс. А от него передается на приемник. Благодаря такому подходу стало возможно передавать УКВ диапазон на значительные расстояния. Необходимость именно в радиорелейной связи остро стала, когда оборудование способное передавать КВ диапазон перестало удовлетворять максимальным объемом.

Прием и передача сигнала при РРЛ ведется в ДМВ диапазоне:

• От 460 до 470 МГц;
• От 1 300 до 1 600 МГц;
• От 1 700 до 2 300 МГц.

Иногда используются сантиметровые волны, но метровый диапазон нужен только в особых случаях. Частоты более 10 ГГц в радиорелейной связи смысла не имеют, из-за большой уязвимости в условиях осадков.

Таблицы селективности

Селективная защита работает в основном при превышении номинала In автоматического выключателя, т. е. при небольших перегрузках. При коротких замыканиях добиться ее значительно сложней. Для этого производители продают изделия с таблицами селективности, с помощью которых можно создавать связки с избирательностью срабатывания. Здесь можно выбирать группы аппаратов только одного изготовителя. Таблицы селективности представлены ниже, их можно найти также на сайтах предприятий.

Для проверки избирательности между вышестоящим и нижестоящим аппаратами находится пересечение строки и столбца, где «Т» — это полная селективность, а число — частичная (если ток КЗ меньше указанного в таблице значения).

Достоинства РРЛ

Плюсов в радиорелейной связи довольно много. Именно благодаря своим достоинствам эта технология полностью не забыта ученными:

• С использованием радиорелейных ретрансляторов моно заложить в сигнал значительный объем информации;
• Благодаря линейному распространению УКВ диапазона получается хорошая направленность сигнала. Этот параметр возрастает при увеличении площади антенны;
• На качество приема и передачи погодные условия, а также времена года имеют минимальное влияние;
• С использованием радиорелейной связи отпадает необходимость в прокладывании длинных кабелей в сложных природных условиях. Например, технически проложить провода в болотистой или скалистой местности очень сложно и дорого. Особенно это касается прокладки под водой. Также при проводной передаче данных на большие расстояния значительно снижается мощность сигнала, которую нужно восполнять через каждые 6 км.

Это лишь основные достоинства радиорелейной связи. К этому списку можно добавить экономию цветных металлов — меди и алюминия, которые применяются для проводной передачи ВЧ сигналов.

Принцип работы дифференциальной защиты

Основа принципа действия любой дифзащиты – контроль токов в начале и конце защищаемого участка электрической цепи. Для этого используются трансформаторы тока. При их расположении в пределах одного распределительного устройства они подключаются к устройству защиты напрямую с помощью кабелей. Если границы защищаемого участка расположены на большом удалении друг от друга, что характерно для кабельных или воздушных линий, используется два полукомплекта защиты, соединенные между собой вспомогательной кабельной линией.

Если эти токи в начале и конце защищаемого участка равны между собой и направлены в одну сторону, срабатывания не происходит. Так получается при протекании номинальных токов нагрузки или при коротком замыкании вне защищаемой зоны (токов внешнего КЗ).

Но если повреждение произошло в зоне, контролируемой защитой, мощность электрической сети протекает в точку КЗ. При одностороннем питании (для трансформаторов или генераторов) от источника в сторону защищаемого электроаппарата протекает больший ток, чем отдается им потребителю. При двухстороннем (на кабельной или воздушной линии, соединяющей между собой сети с независимыми источниками питания) токи на обоих концах линии сориентированы на точку повреждения.

Создается повод для работы защиты, которая дает команду на отключение объекта одновременно со всех сторон.

В зависимости от особенностей защищаемого объекта для реализации устройств выбираются соответствующие дифференциальные реле. Рассмотрим их особенности.

Будет интересно➡ Витая пара: категории, обжим, советы по работе

Подробно о принципе действия диф. защиты смотрите в видео:

Принцип быстродействия

Суть данного принципа заключается в том, чтобы обесточить участок, где произошла неполадка, во избежание возникновения аварийной ситуации.

Для этого важны две составляющие:

• Скорость срабатывания защиты;
• Действие выключатель.

Скорость защиты можно откорректировать, введя определенное значение, число которого напрямую связано с защитным устройством. Можно применить такой параметр как задержка по времени. Ее можно использовать, когда работа идет с удаленными системами защиты.

Назначение АПВ

Автоматическое повторное включение предназначено для включения выключателей после того, как аварийное отключение обесточило линию. При этом АПВ позволяет уменьшить перерывы в электроснабжении на количество кратковременных аварий. Посмотрите на рисунок 1, в случае замыкания в точке К1 с последующим отключением высоковольтного выключателя Q1 происходит срабатывание АПВ1. Допустим, что замыкание самоустранилось и снабжение линии от подстанции ПС1 до ПС2 восстановилось.

В то же время, при замыкании в точках К2 и К3 выключатель Q2 отсекает линию до подстанции ПС3. Допустим, что это устоявшиеся замыкания, при срабатывании АПВ2 напряжение снова будет подано в сеть, но так как в точках К2 и К3 происходит замыкание, Q2 снова отключит линию.

Поэтому все аварийные ситуации по их продолжительности можно условно поделить на:

• Кратковременные – те, которые обуславливаются относительно непродолжительным фактором (перемещением животных, падением веток и прочих элементов), которые создали протекание токов короткого замыкания на доли или несколько секунд, после чего и причина, и замыкание самоустранились.
• Устоявшиеся – обусловленные постоянным фактором, который не может самоустраниться без вмешательства персонала (обрыв провода, разрушение изоляции и прочие). В таких ситуациях возникают устойчивые кз, которые устраняются только отключением выключателей и последующим ремонтом.

На практике автоматическое повторное включение срабатывает во всех ситуациях, но успешное включение происходит только в случае, когда причина устранилась, то есть при кратковременных повреждениях. Если же после первой повторной подачи автоматическое восстановление не произошло, в зависимости от типа, могут применяться следующие ступени повторного включения. В соответствии с местными условиями системы АПВ могут иметь различные особенности работы.

Так как 50% всех отключений удается повторно запитать от однократного АПВ, то первая ступень считается наиболее эффективной. Вторая отстраивается с временным промежутком в несколько секунд или десятков секунд, и, как показывает статистика, позволяет запитать потребителя еще в 15% случаев.

Предъявляемые требования

Для обеспечения заявленных режимов и безопасных условий работы оборудования, к устройствам автоматического повторного включения предъявляется ряд требований:

• Быстродействие – должна обеспечивать скорость перехода, определяемая типом питаемых устройств и категорией потребителя. Но, при этом, скорость не должна выполнять повторное включение до полного рассеивания электрической дуги. Так как в противном случае, даже при кратковременных повреждениях возможна повторная ионизация изолирующего промежутка.
• Устойчивость к аварийному режиму – устройства ТАПВ и резервных защит не должны снижать качество и скорость реагирования из-за перепадов электрических величин.
• Селективность АПВ – система должна отстраивать свою работу в соответствии с другими устройствами аварийной автоматики, не прерывая действия защит.

• В случае оперативных отключений с целью проведения плановых работ, АПВ должно выводиться из цепи, чтобы ошибочно не подать напряжение на шины подстанции и не подвергнуть угрозе персонал.
• После срабатывания повторного включения коммутационное устройство должно возвращаться во включенное положение. При неуспешном АПВ должен происходить автоматический возврат в отключенное положение.
• Для некоторых видов защит (газовой, дифференциальной и прочих, реагирующих на повреждение трансформатора) должен устанавливаться запрет на повторное включение. Также отключенное положение должно сохранятся при возникновении аварийного режима в силовых электрических машинах.
• При повторных включениях должны блокироваться неконтролируемые многократные АПВ во избежание разрушающих воздействий устойчивых токов кз на устройства.

История радиорелейной связи

Впервые идея радиорелейной связи была предложена в 1898 году в журнале «Заметки электроника». Статью написал Иоганн Маттауш. Несмотря на большой объем критики, спустя год ЭмильГуарини-Форестио сконструировал работоспособный экземпляр. Он запатентовал 27 мая 1899 года радио-репитер — это дата появления на свет радиорелейной связи.

Долгие годы инженеры пытались добиться от нового способа передачи данных возможности для практического применения. Устанавливались массивные антенны, добавлялись фильтры, но из-за несовершенства конструкции идея имела только теоретический смысл.

Реальное применение радиорелейной связи стало возможным только спустя 30 лет, когда были изобретены высокочастотные радиолампы. В 30-х годах ХХ века благодаря радиорелейной связи страны начали отказываться от прокладки телеграфных кабелей в сложных условиях, и начали устанавливать мощные промежуточные приемники/передатчики.

Радиорелейные линии применялись во Второй мировой войне. Сегодня мобильные сети наземного базирования используют принципы радиорелейной связи. Также РРЛ применяется в военных целях для управления войсками.Ученные задумываются о возможности передачи энергии. Такая идея была у Николы Теслы, но реализовать ее он не смог.