Основные принципы релейной защиты: Основные принципы релейной защиты

Содержание

Основные принципы построения релейной защиты

Ни один элемент электроэнергетической системы (генератор, трансформатор, линия электропередачи, сборные шины и др.) не обладают абсолютной надёжностью. С большей или меньшей вероятностью он может быть повреждён, причём подавляющее большинство повреждений сопровождается возникновением короткого замыкания. Режим КЗ опасен для энергосистемы: устойчивая работа энергосистемы может быть нарушена, из-за существенного искажения параметров режима энергосистемы потребители электроэнергии теряют электропитание, длительное существование токов короткого замыкания разрушает повредившийся элемент энергосистемы до неремонтопригодного состояния.

Назначением релейной защиты является выявление повреждённого элемента и быстрейшее его отключение от энергосистемы. Кроме того, устройства релейной защиты должны предупреждать повреждение элемента энергосистемы в случае возникновения ненормального и опасного для него режима работы (перегрузка, неполнофазный режим и др.).

Функциональная схема защиты как устройства автоматического управления (рис. 1) состоит из отдельных функциональных элементов, связанных между собой общей схемой, предназначенных для решения стоящих перед ними задач.

Рис. 1. Функциональная схема защиты

Входной (воздействующей) величиной для РЗ является электрический параметр, определяемый типом релейной защиты. Так, например, для максимально токовых защит, таким параметром является ток (), проходящий через защищаемый элемент электроэнергетической системы (ЭЭС). Если величинапревысит установленное значение (), то происходит срабатывание пускового органа РЗ. Выходной сигнал с этого блока () поступает на логическую часть защиты (например, реле времени). При срабатывании логической части защиты вырабатывается сигнал, поступающий на исполнительную часть защиты, выполняющую функцию усилительного органа (например, промежуточное реле).

Устройства релейной защиты реагируют, естественно, на значения параметров режима защищаемого объекта (ток, напряжение, направление мощности и др.).

При реализации более сложных видов защит, в качестве входных параметров могут использоваться несколько воздействующих величин.

Релейная защита должна удовлетворять следующим требованиям:

  1. Селективность (избирательность) – способность РЗ отключать только защищаемый элемент ЭЭС, несмотря на то, что ток КЗ протекает и по другим неповреждённым элементам.

  2. Быстродействие – способность с минимально допустимым временем производить отключение повреждённого участка.

  3. Надёжность – способность защиты безотказно действовать в пределах установленной для неё зоны и не должна срабатывать ложно в режимах, при которых действие данной РЗ не предусмотрено.

  4. Чувствительность – способность РЗ реагировать на те отклонения от нормального режима, которые возникают в результате повреждения. Например. На рис. 2 изображён участок ЭЭС с установленными токовыми защитами РЗ1 и РЗ2, которые отличают нормальный режим от режима КЗ по возрастанию тока.

Рис.2. Схема участка ЭЭС и размещение токовых защит.

РЗ1 служит для защиты линии АВ, а РЗ2 – ВС. Однако в случае возникновения на шине С (в точке К2) КЗ и отказе защиты РЗ2 ликвидация повреждения должна осуществлять РЗ1, т.е. РЗ1 должна «чувствовать» КЗ в конце смежной линии, чтобы она смогла выполнить функции резервирования РЗ2.

Защиты подразделяют на основные и резервные:

Основной называется защита, предназначенная для работы при всех или части видов КЗ в пределах всего защищаемого элемента со временем, меньшим, чем у других установленных защит.

Резервной называется защита, предусматриваемая для работы вместо основной защиты данного элемента при её отказе или выводе из работы, а также вместо защит смежных элементов при их отказе или отказах выключателей смежных элементов.

В соответствии со способами обеспечения селективности при внешних КЗ различают две группы защит: с абсолютной селективностью и с относительной селективностью.

Относительную селективность имеют защиты, на которые по принципу действия можно возложить функции резервных при КЗ на смежных элементах. С учетом этого такие защиты в общем случае должны выполняться с выдержками времени.

Абсолютную селективность имеют защиты, селективность которых при внешних КЗ обеспечивается их принципом действия, т. е. защита способна сработать только при КЗ на защищаемом элементе. Поэтому защиты с абсолютной селективностью выполняются без выдержек времени.

Короткие замыкания, как правило, сопровождаются возрастанием тока. Поэтому первыми в энергосистемах появились токовые защиты, действующие в тех случаях, когда ток в защищаемом элементе превышает заданное значение. Такие защиты выполняются плавкими предохранителями и реле. Токовые защиты могут, кроме полных токов фаз, использовать также слагающие обратной и нулевой последовательностей тока, практически отсутствующие в нормальном режиме. Если сравнивать действующее значение тока (или его симметричных составляющих) с заданными значениями, то защита будет иметь относительную селективность. Если же сравнивать комплексы токов по концам защищаемого элемента, то указанную защиту называют дифференциальной токовой. Этот принцип позволяет выполнить защиту с абсолютной селективностью.

В качестве измерительных органов применяются также минимальные реле напряжения, которые срабатывают, когда значение воздействующей величины становится меньше заданного.

Защиты напряжения могут фиксировать повреждения и по появлению слагающих напряжения обратной и нулевой последовательностей. В этих случаях измерительные органы выполняются на основе максимальных реле напряжения.

В ряде случаев не удается выполнить защиты на основе отмеченных простейших принципов. Поэтому применяется дистанционный принцип, который предусматривает совместное использование тока и напряжения защищаемого объекта таким образом, что при КЗ в измерительном органе защиты (реле сопротивления) формируется сигнал, пропорциональный сопротивлению петли КЗ.

При реализации защит с относительной селективностью для элементов системы, получающих питание от двух или более источников питания, для обеспечения их селективности возникает необходимость фиксировать направление мощности КЗ и тем самым обеспечивать их действие при условии определённого направления этой мощности (например, от шин – в линию). В этих случаях рассмотренные токовые и дистанционные защиты выполняются направленными. Способность определять направление мощности обеспечивается применением специальных органов направления мощности (как правило, в токовых защитах) или приданием направленности действия измерительному органу (направленные реле сопротивления в дистанционных защитах).

3. Основные принципы действия релейной защиты

Токовые защиты. Защиты, для которых воздействующей вели­чиной является ток, проходящий в месте их включения, получили название

токовых. Первыми токовыми защитами, и вообще пер­выми защитами, были плавкие предохранители.

В настоящее время, наряду с плавкими предохранителями, ши­роко используют аппараты, получившие название реле. Они позво­ляют выполнять более совершенные защиты. Реле тока являются основными реле токовой защиты. Они приходят в действие при от­клонении величины тока в защищаемом элементе от заданного зна­чения. Реле, действующее при возрастании тока, называется макси­мальным реле тока, а реле, реагирующее на снижение этой величины, — минимальным реле тока. Токовые защиты выполняют с включением реле на полные фазные токи, а также на симметрич­ные составляющие этих токов.

В зависимости от способа обеспечения селективности токовые защиты делятся на максимальные токовые и токовые отсечки. В первом случае селективность защиты достигается выбором выдержки времени, тем большей, чем ближе к источнику питания расположена защита, во втором — соответствую­щим выбором тока, при котором защита срабатывает.

Рис. 1.1. Схема размещения за­щит в радиальной сети с односто­ронним питанием

Рассмотрим действие токовой защиты в радиальной сети с одно­сторонним питанием (рис. 1.1). Комплекты защит 1, 2, 3 установ­лены в начале каждой линии со стороны источника питания. Каж­дая из защит действует на отключение соответствующей линии при повреждении на ней или на шинах противоположной подстанции. В нормальном режиме работы сети ни одна из защит не должна срабатывать. Для этого ток срабатывания защиты Iсз принимает­ся большим, чем ток, проходящий по защищаемому участку в нор­мальном режиме. Под током срабатывания понимают минималь­ный первичный ток защищаемого аппарата, при котором защита срабатывает; ток же, проходящий при этом по обмотке реле, на­зывают

током срабатывания реле Iср.

При возникновении короткого замыкания, например в точке К, по участкам сети между источником питания и местом поврежде­ния проходит ток повреждения. Этот ток протекает в защитах 1, 2, 3, которые могут прийти в действие. Однако по условию селективно­сти сработать на отключение должна только защита 3. Такое от­ключение может быть обеспечено как максимальной токовой за­щитой, так и токовой отсечкой.

Для рассматриваемой сети, защищенной максимальной токовой защитой, это достигается благодаря тому, что защита 3, ближе рас­положенная к точке короткого замыкания, имеет меньшую выдер­жку времени. После отключения поврежденного участка прохож­дение токов короткого замыкания по неповрежденным линиям прекращается. Их защиты 1 и 2, имеющие выдержки времени, большие, чем защита

3, не успе­вают срабатывать на отключе­ние.

Рис.2

Максимальные токовые за­щиты могут выполняться с вы­держками времени, не завися­щими от тока в защищаемое участке (рис. 2, кривая 1). Та­кие защиты при повреждении в любой точке защищаемого уча­стка действуют с постоянной, не зависимой от тока выдержкой времени. В их схемах выдержка

Рис. 2. Характеристики выдержек времени максимальных токовых защит времени, как правило, создается специальным реле времени. Такая защита называется защитой с независимой характеристикой време­ни. срабатывания.

Наряду с этим максимальные токовые защиты могут выполнять­ся с выдержками времени, зависящими от величины тока в защищае­мом участке. Время срабатывания токовой защиты не остается по­стоянным с изменением тока в ней. По мере увеличения тока время срабатывания уменьшается (см. рис. 2, кривая 2). Такой характер изменения выдержек времени имеет максимальная токовая защита, выполненная, например, индукционными реле тока или плавкими предохранителями. Такая защита называется

защитой с зависимой или с ограниченно зависимой характеристикой времени срабатывания.

По мере удаления точки короткого замыкания от источника пи­тания ток повреждения в месте установки защиты уменьшается. Выбирая ток срабатывания защиты большим, чем максимальный ток, проходящий через нее при коротком замыкании в начале сле­дующего, более удаленного от источника питания участка, мож­но выполнить защиту, действующую на отключение только при повреждении на защищаемом участке. Так обеспечивается селек­тивное действие токовой отсечки. Достоинством токовой отсечки является то, что она действует без выдержки времени, однако за­щищает только часть линии, расположенную ближе к источнику питания.

Разновидность токовой отсечки — токовая отсечка с выдержкой времени; в ней используют оба способа обеспечения селективности.

Защиты напряжения. Для защиты напряжения воздействующей величиной является напряжение цепи в месте включения защиты. Основное реле защиты — реле напряжения, которое приходит в дей­ствие при отклонении величины напряжения от заданного значения.

Защита, срабатывающая при уменьшении напряжения, называ­ется минимальной защитой напряжения. Основным ее реле является минимальное реле напряжения. Защита, предназначенная для дей­ствия при превышении напряжением заданной величины, называ­ется максимальной защитой напряжения; для ее выполнения исполь­зуют максимальное реле напряжения.

Защиту можно выполнить с включением реле на полные фазные и междуфазные напряжения, а также на симметричные составляю­щие этих напряжений. Селективное действие защиты напряжения обеспечивается теми же способами, что и у токовых защит.

Токовые направленные защиты. Токовая направленная защита действует в зависимости от величины тока и его фазы по отноше­нию к напряжению на шинах подстанции, где защита установлена. Защита срабатывает, если ток превысит заданную величину, а его фаза будет соответствовать короткому замыканию на защищаемом элементе. Такое действие обеспечивается включением в схему за­щиты наряду с реле тока реле мощности, реагирующего на направ­ление мощности КЗ.

Токовые направленные защиты, так же как и ненаправленные, бывают с выдержкой времени и мгновенного действия и могут вы­полняться реагирующими на полные напряжения и токи фаз или на их симметричные составляющие.

Дистанционные защиты. При КЗ в связи с увеличением тока I в защищаемом элементе и уменьшением напряжения U отношение U/I уменьшается по величине. Поэтому защиту от КЗ можно выпол­нить с учетом изменения величины этого отношения. Такая защита называется дистанционной. Основным ее органом является реле со­противления. Схему защиты выполняют так, что ее выдержка вре­мени находится в зависимости от расстояния между местом уста­новки защиты и точкой КЗ; с увеличением этого расстояния растет и выдержка времени.

Дифференциальные защиты. Дифференциальная защита основа­на на принципе сравнения токов или фаз токов по концам защища­емого участка или в соответствующих ветвях параллельно соеди­ненных элементов электрической установки. Связь между сравни­ваемыми токами осуществляется проводами. Дифференциальный принцип позволяет выполнять защиту, как правило, быстродейству­ющей.

Высокочастотные защиты. Высокочастотная защита используется в качестве защиты магистральных линий электропередачи. Как и дифференциальная защита, она основана на принципе сравнения между собой однородных электрических величин по концам защи­щаемой линии. Связь между сравниваемыми величинами осуществ­ляется обычно с помощью токов высокой частоты. В качестве ли­нии связи используется сама защищаемая линия. Высокочастотный принцип позволяет выполнить защиту быстродействующей.

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

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


1.2. Основные свойства релейной защиты

1.2. Основные свойства релейной защиты

Селективность — это свойство релейной защиты, характеризующее ее способность выявлять и отделять от электрической сети только поврежденные элементы. Другими словами, селективность — это избирательность действия.

Средства релейной защиты могут обладать абсолютной или относительной селективностью.

Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от сети поврежденных элементов. Быстродействие показывает, насколько быстро средства релейной защиты реагируют на возникновение тех или иных видов повреждений.

Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети поврежденного элемента. Наиболее быстродействующие защиты имеют время срабатывания tC3 = = 0,04-0,10 с. Медленные защиты могут иметь время срабатывания до нескольких секунд.

От релейной защиты не во всех случаях требуется высокое быстродействие. При возникновении некоторых ненормальных режимов достаточно дать предупредительный сигнал дежурному персоналу. На энергетических объектах без постоянного дежурного персонала производится отключение неисправного оборудования, но обязательно с выдержкой времени [3].

Чувствительность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для нее зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами, защита должна чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы.

Показателем чувствительности является 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).

Например, коэффициент чувствительности максимальной токовой защиты линии электропередачи, работающей в сети с глухозаземленной нейтралью, определяется так:

В ряде случаев оценивается также чувствительность к повреждениям на соседнем (следующем по отношению к источнику) защищаемом объекте (т. е. в режиме дальнего резервирования).

Надежность — это свойство, характеризующее способность релейной защиты действовать правильно и безотказно при всех видах повреждений и ненормальных режимов, для устранения которых она предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима, при которых действие данной защиты не предусмотрено [3]. Иными словами, надежность — это свойство релейной защиты, характеризующее ее способность выполнять свои функции в условиях эксплуатации, ремонта, хранения и транспортировки.

Показателями надежности являются время безотказной работы и интенсивность отказов — количество отказов за единицу времени.

Так как неправильно действующая защита может сама служить причиной возникновения аварий, ее надежность должна быть обеспечена в достаточно высокой степени. Например, для защит линий электропередачи предельно допустимым считается один отказ за десять лет работы, а для защит генераторов — один отказ за несколько сотен лет.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Устройства релейной защиты и автоматики

Релейная защита энергетических систем, функции и требования

Релейная защита энергетических систем (РЗиА) является одним из важнейших элементов электроэнергетической системы. Устройства РЗА применяются для всех уровней напряжения от 0,4 до 1150 кВ, не только в системах электроснабжения предприятий, электрических станциях и подстанциях, распределительных электрических сетях, но и в коммунально-бытовом секторе, ведь самыми простыми устройствам защиты являются автоматические выключатели, которые есть в каждом доме.

К основным задачам релейной защиты энергетических систем относят:


  • отключение участка сети или электротехнического оборудования при коротком замыкании или обрыве проводников;
  • отключение участка сети или силового оборудования при возникновении режима, развитие которого вызывает повреждение;
  • сигнализация о возникновении параметров сети, которые отклоняются от нормального рабочего режима и могут вызвать поломки при длительном протекании.

То бишь устройства релейной защиты и автоматики помогают предотвратить или локализовать аварии силового оборудования генерирующих компаний, распределительных сетей и конечного потребителя, тем самым помогая избежать существенные финансовые затраты на его ремонт или замену.

Для корректного выполнения указанных функций к устройствам релейной защиты автоматики предъявляются следующие требования:


  1. Быстродействие – определение и локализация повреждения с минимально возможным временем.
  2. Надежность – срабатывание устройства защиты при возникновении повреждения на защищаемом участке и несрабатывание при отсутствии условий для отключения.
  3. Чувствительность – свойство релейной защиты отключать все виды повреждений на защищаемом участке.
  4. Селективность (избирательность) – срабатывание устройства релейной защиты и автоматики при повреждении на защищаемом участке и несрабатывание при неисправностях на смежных участках сети.

Таким образом, основной задачей при проектировании релейной защиты, от отдельных устройств до систем РЗА электроэнергетических объектов, является выбор оптимального сочетания принципов определения повреждений в сети и элементов защиты для удовлетворения указанным требованиям с максимальной эффективностью и минимальными затратами.


Устройства релейной защиты и автоматики, классификация

Устройства релейной защиты в первую очередь разделяют по роду величины, на изменение которой УРЗА должны реагировать. Самые простые из них используют измеренные ток, напряжение, частоту. Помимо непосредственно измеренных для определения повреждений могут использоваться расчетные величины, такие как сопротивление или мощность, токи и напряжения прямой, обратной, нулевой последовательности, гармонические составляющие, углы между токами и напряжениями и пр. Также современная техника позволяет осуществить функции РЗ, реагирующие на скорость изменения измеренных или расчетных параметров, что позволяет, например, отличить короткое замыкание в сети от качаний по скорости изменения сопротивления сети.

Во вторую очередь функции устройств релейной защиты и автоматики разделяют по принципу действия на максимальные – реагирующие на возрастание значения заданного критерия, и минимальные – действующие, соответственно, при снижении величины, свидетельствующем о повреждении. Например, максимальные токовые защиты (МТЗ) и защиты минимального напряжения (ЗМН).

По назначению защиты разделяют в зависимости от порядка действия при коротком замыкании.

Основными являются защиты, реагирующие на КЗ в первую очередь, они имеют минимальное время срабатывания и имеют зону действия, полностью охватывающую элемент сети (трансформатор, ЛЭП). Как правило, на ответственных участках в качестве основных используют защиты с абсолютной селективностью.

Соответственно, резервные защиты отключат повреждение участка сети или оборудования при отказе основных защит или выключателя с большим временем срабатывания. Такие защиты также разделяют на устройства ближнего и дальнего резервирования. Ближнее резервирование обеспечивается за счет установки резервного комплекта защит вместе с основным, отключения поврежденного оборудования при внутреннем КЗ. Тот же комплект РЗА осуществляет функцию дальнего резервирования теми ступенями защиты, зона действия которых охватывает смежные участки сети.

В качестве примера приведем типовой комплект защит ВЛ-110 кВ, где в качестве основной защиты устанавливается дифференциальная защита линии (ДЗЛ) или дифференциально-фазная защита (ДФЗ) с абсолютной селективностью, ближнее резервирование реализуется первыми ступенями комплекта ступенчатых защит (КСЗ), более чувствительные ступени которого выполняют дальнее резервирование.

Кроме того, иногда применяется термин дополнительная защита — это устройства РЗ частично дублирующие функции основной защиты, как правило, выполняются на другом принципе и действуют одновременно с основной защитой. Например, газовая защита трансформатора, отключающая повреждения внутри бака трансформатора при снижении уровня или интенсивном движении масла в расширителе.


Релейная защита и автоматика — ПЕРГАМ

Приборы релейной защиты применяются для оценки состояния электрических сетей, позволяя продлить срок службы энергосистем. Энергетика, в общем, делится на много подразделений и «служб». Службы представляют собой несколько обособленные группы работников, поделенные по специальным признакам.

Содержание статьи

РЗиА

Все процессы происходящие в электрических сетях очень скоротечны и обслуживающий персонал не способен вовремя отреагировать на возникающие изменения в системе. Поэтому для выполнения данной задачи призваны устройства релейной защиты.

Для рассмотрения в данной статье примем службу РЗА (служба релейной защиты и автоматики). Целью службы является упреждение, а в случае возникновения неполадок в работе энергосистемы — устранение и ликвидация неправильных режимов работы, которые могут привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования, генераторов, трансформаторов и т. д., что в конечном счёте может резко понизить качество электроэнергии передаваемой потребителям.

Работа службы основана на внедрении в работу релейных защит, токовых, высокочастотных, отсечек и др. и их обслуживании.
Рассмотрим работу релейной защиты на примере простейшего оборудования, токовой отсечки, наиболее совершенными измерительными приборами для тестирования РЗиА являются SVERKER 760 тестеры релейных защит компании Megger. Принцип её работы основан на отключении потребителя от сети при условии превышения максимальной уставки по току. Организуется она на свободно замкнутых контактах одного или нескольких токовых реле. Т. е. при превышении уставки реле срабатывает и размыкает контакты, подающие напряжение рабочей частоты к потребителю (в самом простом случае).

Отсюда видно, что СРЗА составляет, коректирует и внедряет алгоритмы работы релейной защиты, которые организованны на простейших реле тока и напряжения. Но это в самом упрощённом случае. Иногда случаются такие режимы работы, которые для их устранения требуют более сложных защит. Хотя это уже «дебри», в которые мы «полезем» в следующих статьях.

Релейная защита и Автоматика в электроснабжении к содержанию

Релейная защита и Автоматика в электроснабжении: общий обзор о назначении релейной защиты. В системах электроснабжения на разных уровнях производства, преобразования, передачи и потребления электроэнергии неизбежно возникают ненормальные режимы. К основным из этих режимов относят режим короткого замыкания. Токи короткого замыкания возникают при повреждении электрооборудования, ошибочных действиях обслуживающего персонала. Ненормальными режимами работы электрических сетей также являются перегрузка оборудования, снижение напряжения в системе из-за внешних коротких замыканий, понижение частоты.

Все процессы происходящие в электрических сетях очень скоротечны и обслуживающий персонал не способен вовремя отреагировать на возникающие изменения в системе. Поэтому для выполнения данной задачи призваны устройства релейной защиты.

При возникновении ненормального режима релейная защита автоматически определяет место повреждения и с помощью своих органов воздействует на силовые выключатели, которые отделяют повреждённый участок. Следует отметить, что силовые выключатели выбираются при проектировании электроснабжения, таким образом чтобы их характеристики были способны удовлетворить возможность включения и отключения не только нормальной нагрузки, но так же предельных токов короткого замыкания на данном участке электроснабжения.

При возникновении таких ненормальных режимов работы, как перегруз, отклонения параметров от нормальных режимов, по частоте, напряжению, релейная защита также автоматически определяет их, запускает органы способствующие восстановлению нормального режима работы или подаёт сигнал обслуживающему персоналу.

Таким образом из выше сказанного следует вывод, что современная электроэнергетика не мыслима без надёжной и качественной защиты. И этому вопросу необходимо уделять достаточно серьезное внимание.

Понятие релейной защиты и основных ее составляющих

Релейная защита – это специальные устройства, которые состоят из автоматов, реле и других аппаратов, задачей которых является отключение от электрической сети поврежденного участка цепи или приведение в действие специальных сигнальных устройств. Наиболее опасными являются короткие замыкания, которые могут приводить к тяжелым повреждениям дорогостоящего оборудования и сетей. Именно поэтому при их возникновении релейная защита должна автоматически вывести из работы поврежденный участок цепи. Если же ненормальный режим работы не является критически опасным для электроустановки и его ликвидация возможна без отключения участка электрической цепи (например, допустимая по току перегрузка) задача релейной защиты сведется к подачи  предупредительного сигнала оператору о ненормальном режиме работы.

Можно перечислить основные требования, предъявляемые к релейной защите:

  1. Быстродействие – от скорости отключения поврежденного участка от источника питания зависит величина ущерба, что позволит либо избежать его, либо минимизировать.
  2. Селективность (избирательность) – способность релейной защиты отключать только ближайший к месту повреждения выключатель.
  3. Чувствительность – защита должна быстро и адекватно реагировать на появившийся ненормальный режим (пониженное напряжение на участке, перегрузка, короткое замыкание (КЗ) и прочее) в пределах своего участка действия. Чувствительность релейной защиты характеризуют коэффициентом чувствительности. Для релейных защит, реагирующих на ток КЗ он равен:

Где IKЗmin – минимальный ток КЗ, Iсз – ток срабатывания защиты

4. Надежность – это значит, что релейная защита должна работать безотказно и правильно.

Классификация реле и групп реле, применяемых в релейной защите

Реле, применяемые в релейной защите, классифицируют следующим образом:

  • По принципу действия – тепловые, электродинамические, индукционные, электромагнитные, электронные, магнитоэлектрические и другие.
  • По назначению – основные, которые первыми начинают реагировать на нарушение режима работы и дают импульс на включение остальной аппаратуры, и вспомогательные, выполняющие вспомогательные, промежуточные функции.
  • По способу включения на напряжение и ток – на первичные, обмотки которых включаются непосредственно в сеть, и вторичные, когда обмотки включаются через измерительные трансформаторы напряжения и тока.
  • По способу действия на отключающий выключатель – реле прямого действия, которое воздействует непосредственно на отключающий механизм выключателя, и реле косвенного действия, которые тоже воздействуют на выключатель, но через вспомогательные аппараты. Наиболее широко используют вторичное реле максимального тока косвенного и прямого действия, выполненные на электромагнитном и индукционном принципах, действующие мгновенно или с выдержкой времени.

Реле максимального тока – это аппарат для защиты участка цепи, где оно устанавливается в тех случаях, когда возникший ток на защищаемом участке цепи превышает значение максимального рабочего тока цепи.

Защитное реле

— Принципы и приложения

Принципы и приложения защитного реле (фото предоставлено timpanoelectrical.com)

Типовые соединения реле и прерывателя цепи

Защитные реле, использующие электрические величины, подключаются к системе питания через трансформатор тока (CT) или трансформатор напряжения (ТН). Эти входные устройства или измерительные трансформаторы обеспечивают изоляцию от системного напряжения большой мощности и уменьшают амплитуды реле до практических вторичных уровней.

На принципиальных схемах и схемах они представлены, как показано на рисунке 1.9.

На этой схеме показана типичная «однолинейная» схема переменного тока и схема цепи отключения постоянного тока.

Система защитных реле подключается к системе питания переменного тока через трансформаторы тока, обычно связанные с автоматическим выключателем, и, при необходимости, с трансформаторами напряжения.

Рисунок 1.9 — Типовые однолинейные соединения переменного тока защитного реле с его цепью отключения по постоянному току. Уплотнение CS в устройстве не требуется для полупроводниковых устройств, а для современных автоматических выключателей минимальные токи отключения.

Они показаны подключенными к шине переменного тока станции, но часто при более высоких напряжениях устройства напряжения подключаются к линии передачи. Автоматический выключатель обозначается как устройство 52 в соответствии с системой нумерации устройств ANSI / IEEE ( IEEE C 37.2 ).

В схеме постоянного тока контакты всегда показаны в их обесточенном положении .

Таким образом, когда выключатель включен и работает, его контакт 52a замкнут. Когда системный сбой приводит в действие защитное реле, его выходной контакт замыкается, чтобы запитать катушку отключения выключателя 52T, которая размыкает главные контакты выключателя и обесточивает подключенную силовую цепь.


Основные цели защиты системы

Основная цель защиты системы — быстро обеспечить изоляцию проблемной области в энергосистеме, чтобы минимизировать удары по остальной части системы и максимально снизить нагрузку на нее. осталось нетронутым. В этом контексте существует пять основных аспектов применения реле защиты.

Прежде чем обсуждать их, следует отметить, что использование термина «защита» не означает и не подразумевает, что защитное оборудование может предотвратить проблемы, такие как отказов и отказов оборудования или поражения электрическим током из-за непреднамеренного вмешательства человека. контакты.Он не может предвидеть неприятностей.

Реле защиты срабатывают только после возникновения ненормального или недопустимого состояния с достаточной индикацией, позволяющей разрешить их работу.

Таким образом, защита означает не предотвращение , а, скорее, минимизацию продолжительности неисправности и ограничение повреждений, времени простоя и связанных проблем, которые могут возникнуть в противном случае.

Пять основных аспектов:

  1. Надежность: гарантия того, что защита будет работать правильно.
  2. Избирательность: максимальная непрерывность обслуживания при минимальном отключении системы.
  3. Скорость работы: минимальная продолжительность отказа и последующего повреждения оборудования и нестабильности системы.
  4. Простота: минимум средств защиты и связанных схем для достижения целей защиты.
  5. Экономика: максимальная защита при минимальных общих затратах.

Поскольку они лежат в основе всей защиты, следует продолжить обсуждение.

Защитное реле — принципы и применение

Связанное содержание EEP с рекламными ссылками

Что такое защитные реле? | Типы и работа

Что такое защитное реле?

Реле защиты было изобретено более 160 лет назад. За последние 60 лет он претерпел значительные изменения, наиболее очевидным из которых является его уменьшение в размерах.

Защитное реле — это коммутационное устройство, которое обнаруживает неисправность и инициирует срабатывание автоматического выключателя, чтобы изолировать неисправный элемент от остальной системы.

Это компактные и автономные устройства, которые могут обнаруживать ненормальные условия. Защитные реле обнаруживают ненормальные условия в электрических цепях, постоянно измеряя электрические величины, которые различаются в нормальных условиях и в условиях неисправности.

Электрическими величинами, которые могут измениться в условиях неисправности, являются напряжение, ток, частота и фазовый угол. Посредством изменений одной или нескольких из этих величин неисправности сигнализируют о своем присутствии, типе и местонахождении на реле защиты .

Обнаружив неисправность, реле замыкает цепь отключения выключателя. Это приводит к размыканию выключателя и отключению неисправной цепи.

Релейная защита используется на электрических подстанциях для подачи сигнала тревоги или для быстрого отключения любого элемента энергосистемы, когда этот элемент работает ненормально.

Ненормальное поведение элемента может вызвать повреждение или помешать эффективной работе остальной системы.Релейная защита сводит к минимуму повреждение оборудования и перерывы в работе при возникновении электрического сбоя. Наряду с другим оборудованием, реле помогают свести к минимуму поломки и улучшить обслуживание

Схема защитных реле включает в себя защитные трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, защитные реле, реле с выдержкой времени, вспомогательные реле, вторичные цепи, цепи отключения и т. Д.

(Связанные компоненты из WIN SOURCE)

Каждый компонент играет свою роль, что очень важно для работы схемы в целом.Релейная защита — это совместная работа всех этих компонентов. Релейная защита также обеспечивает индикацию места и типа неисправности.

Считать зоны защиты в энергосистеме для более подробной информации

Схема реле

Типичная схема реле показана на рисунке ниже. На этой схеме для простоты показана одна фаза трехфазной системы.

Типовая принципиальная схема реле

Релейные цепи можно разделить на три части, а именно.

  • Первая часть — это первичная обмотка трансформатора тока (ТТ), которая подключена последовательно с защищаемой линией.
  • Вторая часть состоит из вторичной обмотки трансформатора тока и автоматического выключателя, а также катушки управления реле.
  • Третья часть — это цепь отключения, которая может быть как переменного, так и постоянного тока. Он состоит из источника питания, катушки отключения выключателя и неподвижных контактов реле.

Защитное реле срабатывает

Работа электрического реле на основе приведенной выше схемы объясняется ниже.

Защитное реле срабатывает

Когда короткое замыкание происходит в точке F на линии передачи, ток, протекающий в линии, увеличивается до огромного значения.

Это приводит к протеканию сильного тока через катушку реле, заставляя реле срабатывать, замыкая свои контакты.

В свою очередь, замыкает цепь отключения выключателя, размыкая выключатель и изолируя неисправную секцию от остальной системы.

Таким образом, реле обеспечивает безопасность оборудования цепи от повреждений и нормальную работу исправной части системы.

Требования к реле защиты

Основная функция релейной защиты состоит в том, чтобы вызвать немедленное отключение переднего обслуживания любого элемента энергосистемы, когда он начинает работать ненормально или мешает эффективной работе остальной системы.

Для того, чтобы система защитных реле могла удовлетворительно выполнять эту функцию, она должна иметь следующие характеристики:

  1. селективность
  2. скорость
  3. чувствительность
  4. надежность
  5. простота
  6. эконом

Подробнее о каждом из них см. Основные характеристики и функциональные требования релейной защиты.

Основные типы реле защиты

Большинство реле, эксплуатируемых сегодня в энергосистеме, относятся к электромеханическому типу.

Они работают по следующим двум основным принципам работы:

  1. Электромагнитное притяжение
  2. Электромагнитная индукция

Реле электромагнитного притяжения работают за счет притяжения якоря к полюсам электромагнита или плунжера, втянутого в соленоид.Такие реле могут срабатывать от постоянного тока. или переменного тока количества.

Реле электромагнитной индукции работают по принципу асинхронного двигателя и широко используются для защитных реле, связанных с переменным током. количества. Они не используются с величинами постоянного тока из-за принципа действия.

Функции реле защиты

Различные функции реле защиты:

  1. Оперативное удаление компонента, который ведет себя ненормально, путем замыкания цепи отключения автоматического выключателя или подачи сигнала тревоги.
  2. Отсоедините ненормально работающую часть, чтобы избежать повреждения или вмешательства в эффективную работу остальной системы.
  3. Предотвратите последующие неисправности, отсоединив неисправно работающую часть.
  4. Отсоедините неисправную деталь как можно быстрее, чтобы минимизировать повреждение самой неисправной детали. Например, если в машине есть неисправность обмотки, и если она сохраняется в течение длительного времени, существует вероятность повреждения всей обмотки.В отличие от этого, если его быстро отключить, то могут быть повреждены только несколько катушек, а не вся обмотка.
  5. Ограничить распространение эффекта отказа, вызывающего наименьшие помехи для остальной части исправной системы. Таким образом, отключение неисправной части позволяет локализовать последствия неисправности.
  6. Для повышения производительности системы, надежности системы, стабильности системы и непрерывности обслуживания.

Неисправности нельзя полностью избежать, но их можно свести к минимуму.

Таким образом, реле защиты играет важную роль в обнаружении неисправностей, минимизируя последствия неисправностей и минимизируя ущерб из-за неисправностей.

Основной принцип работы реле

Реле

— это переключатель, который определяет неисправность в системе, и как только неисправность обнаруживается реле, оно выдает команду отключения на автоматический выключатель, CB, чтобы изолировать неисправный участок сети от исправного участка.

Реле обнаруживает ненормальное состояние, непрерывно отслеживая электрические величины, которые отличаются для исправного и неисправного состояния.Электрические величины, которые могут измениться во время неисправности, — это напряжение, ток, частота и фазовый угол. Если одна или несколько из вышеперечисленных электрических величин изменяются, это сигнализирует реле о наличии, типе и местонахождении неисправности. После обнаружения состояния неисправности, реле срабатывания, его контакт изменится с нормально разомкнутого на нормально замкнутый или наоборот. Таким образом, мы можем подключить определенный вид релейного контакта к цепи отключения выключателя. Таким образом, всякий раз, когда срабатывает реле, срабатывает выключатель.

Вы можете прочитать, Почему вторичный КТ никогда не должен оставаться открытым?

Упрощенная схема реле показана на рисунке ниже. На рисунке ниже для простоты показана одна из трехфазных систем.

Как показано на рисунке выше, вторичная обмотка ТТ трансформатора тока напрямую подключена к катушке реле. В нормальных условиях тока через катушку реле недостаточно, чтобы подтянуть плунжер и замкнуть цепь катушки отключения выключателя. Обратите внимание, что катушка отключения выключателя несет полную ответственность за отключение автоматического выключателя.При выходе из строя катушки отключения выключателя отключение выключателя не произойдет. По этой причине в выключателе обычно предусмотрены две катушки отключения, чтобы обеспечить надежную работу выключателя. В CB предусмотрены не только две катушки отключения, но и реле контроля катушки отключения. В случае неисправности, т. Е. В случае обрыва цепи в катушке отключения, реле контроля катушки отключения будет помечено, чтобы привлечь внимание оператора.

В случае неисправности ток через вторичную обмотку ТТ возрастет, что приведет к увеличению тока через катушку реле.Если случается, что ток через катушку реле превышает установленное значение или значение срабатывания, тогда катушка будет создавать достаточное магнитное притяжение к плунжеру, и, таким образом, плунжер замыкает цепь отключения выключателя. Как только цепь отключения выключателя замкнута, ток начнет течь в катушке отключения, которая, в свою очередь, потянет рычаг, чтобы отключить автоматический выключатель CB.

На приведенном выше рисунке показано, что катушка реле непосредственно тянет за плунжер для замыкания цепи катушки отключения выключателя, но на практике катушка реле при поднятии меняет состояние своего контакта.Допустим, нормально открытый контакт реле (NO) подключен к цепи катушки отключения выключателя. Следовательно, когда катушка реле находится в обесточенном состоянии, цепь катушки отключения выключателя не замкнута и, следовательно, выключения выключателя не происходит. Во время состояния неисправности, когда ток через катушку реле превышает значение срабатывания, катушка реле срабатывает, что, в свою очередь, заставляет ее контакт переключиться, т.е. нормально разомкнутый контакт изменится на нормально замкнутый (NC), тем самым замыкая цепь катушки отключения Разрушителя.

Поскольку цепь катушки отключения выключателя замкнута, ток будет течь через катушку отключения, вызывая отключение CB.

Основы и принципы защиты агрегатов



Релейные системы защиты

Основная функция защиты — обнаружение неисправностей и устранение неисправностей. их как можно скорее. Также важно, чтобы в процессе минимальное количество оборудования должно быть отключено.Способность защиты (например, реле и автоматические выключатели) для выполнения последнее требование называется «селективностью». Скорость и избирательность технически может рассматриваться как показатель качества защиты схема. В целом; однако выше скорость и / или избирательность, тем больше стоимость.

Следовательно, степень скорости или избирательности в любой схеме не является чисто Технический вопрос, это еще и экономический.

Основной или защита блока

Системы дифференцированной максимальной токовой защиты, описанные ранее, не соответствуют требованиям требования к защите энергосистемы. Как видно в разделе 10, сортировка не может быть достигнута в длинных и тонких сетях, а также можно заметить, что изменение настроек может привести к более длительному отключению раз ближе к источникам, что не всегда желательно. Эти проблемы уступили место концепции «защиты агрегата», где схемы делятся на дискретные участки без ссылки в другие разделы.

В идеале, чтобы реализовать полную селективность защиты, мощность Система разделена на дискретные зоны. Каждая зона снабжена реле и автоматические выключатели для обнаружения и изоляции собственных внутренних неисправностей.

Это идеальное выборочное зонирование. Защита, используемая таким образом — в основном для внутренних неисправностей в определенной зоне — упоминается в качестве основной или единичной защиты.

Резервная защита

Необходимо обеспечить дополнительную защиту для обеспечения изоляции неисправности, когда основная защита не работает должным образом.Эта дополнительная защита называется «резервной» защитой. Например, обращаясь к приведенному выше рисунку, предположим, что неисправность имеет произошло на подающем устройстве, и выключатель в точке А не сработал. Чтобы устранить эту неисправность, цепи, которые могут подавать ток на неисправность через застрявший выключатель A должен быть отключен. Вина находится за пределами зон основной защиты и может быть очищен только отдельной резервной защитой.Резервная защита должна быть своевременной с задержкой, чтобы позволить селективную изоляцию неисправности основная или единичная защита.

Защита шин; Защита фидера; Защита трансформатора; Мотор защита

++++ Общая схема шин, фидера, трансформатора и двигателя защита.

Методы получения селективности

Самый положительный и эффективный метод получения избирательности это использование дифференциальной защиты.Для менее важных установок селективность может быть достигнута за счет скорости работы, с временной защитой.

Принцип защиты агрегата был первоначально установлен Мерцем и Прайсом. кто был создателем фундаментальной дифференциальной защиты схема. Эти системы в основном используют направление тока, а не чем их фактические значения, защищая конкретную зону с помощью обнаружение циркулирующих токов через контрольные провода и реле.Основные принципы этих хорошо известных форм защиты будут теперь рассмотрим.

Дифференциальная защита

Дифференциальная защита, как следует из названия, сравнивает токи входит и выходит из охраняемой зоны и работает, когда разница между этими токами превышает заданную величину. Этот тип защиты можно разделить на два типа, а именно сбалансированную. ток и симметричное напряжение.

Уравновешенная система циркуляции

Принцип показан. ТТ подключаются последовательно, а между ними циркулирует вторичный ток. Реле подключено через среднюю точку, таким образом, напряжение на реле теоретически равно ноль, следовательно, нет тока через реле и, следовательно, нет работы на наличие неисправностей за пределами защищаемой зоны. Аналогично при нормальном при условии, что токи, выходящие из зоны A и B, равны, что делает реле будет неактивным по текущему балансу.

В условиях внутренней неисправности (например, между ТТ на концах A и B) реле работает.

Это в основном связано с изменением направления тока в конце B заставляет ток короткого замыкания течь от B к A вместо нормального Условие от A до B на предыдущем рисунке.

Конец реле A; Конец B Ошибка

++++ Уравновешенная система циркуляции, внешняя неисправность (стабильная)

Конец реле A; Конец B Ошибка

++++ Уравновешенная система циркуляции, внутренняя неисправность (срабатывание)

Предполагается, что трансформаторы тока идентичны разделить бремя поровну между двумя сторонами.Однако это не всегда можно иметь одинаковые трансформаторы тока и реле на расположение на равном расстоянии от двух торцевых трансформаторов тока. Это нормальная практика добавить резистор последовательно с реле, чтобы уравновесить дисбаланс создается неравной нагрузкой между двумя концевыми цепями. Этот резистор называется «стабилизирующим сопротивлением».

Система симметричного напряжения

Как следует из названия, необходимо создать сбалансированное напряжение через реле в конце A и конце B в исправном состоянии и вне зоны неисправности.В этой схеме трансформаторы тока подключены, чтобы противодействовать друг друга. Напряжения, создаваемые вторичными токами, равны и противоположны; Таким образом, токи в пилотах или реле не протекают, следовательно, они стабильны при сквозном замыкании. условия. В условиях внутренней неисправности реле будут работать.

Реле B, реле A, конец A, конец B Отказ

++++ Система сбалансированного напряжения — внешняя неисправность (стабильная)

Реле B, реле A, конец A, конец B, неисправность

++++ Система симметричного напряжения, внутренняя неисправность (срабатывание)

Неизменно используются системы сбалансированного или циркулирующего тока. для главной защиты генератора, трансформатора и распределительного устройства, где удобно получить доступ к середине пилотов.Этот потому что оба комплекта трансформаторов тока установлены на одной подстанции и одиночное реле используется для обнаружения неисправности в защищаемом зона.

С другой стороны, системы симметричного напряжения используются в основном на фидерах. защита при установке трансформаторов тока на разных подстанциях, которые находятся на некотором расстоянии друг от друга. Поскольку задействованы два реле, одно на с каждого конца, каждый из них может быть установлен на соответствующей подстанции.

Несмотря на то, что различные формы дифференциальной защиты схожи, они отличаются значительно подробнее. Различия касаются мер предосторожности. приняты для обеспечения стабильности — то есть для гарантии того, что защита не работать неправильно из-за сквозной неисправности.

Смещение

Ток утечки в дифференциальном реле из-за различных источников ошибок зависит от величины сквозного тока.Следовательно необходимо учитывать настройку дифференциального реле быть больше или пропорционально наихудшему вероятному току разлива произойти в условиях неисправности. Из-за широкого ассортимента величин тока короткого замыкания, не всегда удается сделать реле нечувствительно к меньшим значениям тока утечки. Эта проблема была преодолена путем регулировки рабочего уровня реле в соответствии с к общей сумме тока короткого замыкания.Первоначально это было сделано наличие ограничительной обмотки или электромагнита, несущего полный ток короткого замыкания при разрешении рабочего электромагнита пропускать только дифференциальный ток. Этот принцип предвзятости применяется к защите от циркулирующего тока для обеспечения правильной работы при любых условиях неисправности.

Если граничные токи двух зон — I1 и I2, то рабочий количество: K1 (I1 — I2)

Количество смещения: K2 (I1 + I2)

Подходящий выбор констант K1 и K2 обеспечивает стабильность для внешних токи короткого замыкания, несмотря на ошибки измерения, при сохранении стабильности в условиях внутренней неисправности.

Дифференциальная защита машины

Обычно используется принцип сбалансированного циркулирующего тока. В функция смещения введена для обеспечения стабильности, несмотря на возможные небольшие различия в производительности двух номинально сбалансированных наборов трансформаторов тока.

Чувствительность этой защиты обычно составляет порядка 10%, это означает, что защита сработает, когда дифференциал ток превышает 10% нормальной полной нагрузки.Без предвзятости, при токе сквозного короткого замыкания, в десять раз превышающем полную нагрузку, защита будет работать, если «утечка» или дифференциальный ток превысит 10% полной нагрузки или 1% от тока короткого замыкания. Чтобы избежать необходимости согласования трансформаторов тока с такой степенью точности смещен сквозным током.

Дифференциальная защита трансформатора

В типовой системе дифференциальной защиты трансформатора также используется принцип циркулирующего тока.Первое, на что следует обратить внимание, это то, что ТТ на одной стороне соединены треугольником, в то время как они соединены в звезде с другой. Это было сделано по двум причинам:

1. Исправить фазовый сдвиг через трансформатор в следующем порядке: для получения синфазных токов на реле.

2. Чтобы реле не работало некорректно для внешнего замыкание на землю на стороне силового трансформатора, где обмотки соединены звездой с заземленной нейтралью.

Смещение сквозного тока необходимо на этих реле не только для собственный дисбаланс трансформаторов тока, но также необходимо позаботиться о любом напряжении ответвлений на трансформаторе, обеспечиваемом устройством РПН. Например, трансформатор с номинальным передаточным числом 132/40 кВ с переключателем ответвлений диапазон от +15 до -5% на стороне 40 кВ будет иметь выбранные коэффициенты трансформатора тока для балансировки на промежуточной точке, а именно 132/42 кВ. Вышеупомянутое обсуждается более подробно.

13.7 Дифференциальная защита КРУ

В дифференциальной защите КРУ все входящие и уходящие токи защищенная зона добавляется, и если результат равен нулю, то шины исправны. Однако, если ток превышает выбранный установка, защита сработает и отключит все связанные цепи выключатели.

Очевидно, что стабильность этого типа защиты имеет жизненно важное значение. так как неправильная операция может привести, например, к отключению электростанции.Из-за большого количества задействованных цепей, все имеют разные токи, стабильность также более трудна проблема, чем с дифференциальной защитой машины или трансформатора.

Для этой защиты используется ряд различных схем, обычно называется «защита автобусной зоны». Схемы различаются в основном принцип, принятый для достижения стабильности, и они обсуждаются.

Защита контрольного провода фидера

Защита контрольного провода аналогична дифференциальной защите в том, что обычно он сравнивает ток, входящий в цепь, с одним конец с текущим уходом на другом конце.Его область применения это защита силовых кабелей и коротких линий электропередачи. Для этих цепей расстояние между трансформаторами тока на двух концах защищенной зоны слишком велика для циркуляции токовая дифференциальная защита описанного выше типа для машин, трансформаторов и т. д. Контрольный провод обеспечивает канал связи для передачи информации об условиях на одном конце фидера к защитным реле на другом конце питателя и наоборот.

Эти реле или группы реле на двух концах могут сравнение местных и удаленных условий и, таким образом, определение если есть внутренняя неисправность. Каждое реле обычно отключает только свое связанный автоматический выключатель. Есть много разных типов пилотов схемы защиты проводов, но чаще всего используются противоположные тип напряжения.

Время, затраченное на устранение неисправностей

С изначально избирательными формами защиты, помимо обеспечения что реле не работают неправильно из-за начальных переходных процессов, нет необходимости в задержке по времени.Время срабатывания защиты, без время отключения / отключения выключателя обычно составляет следующее порядок: Машинный дифференциал — несколько циклов Дифференциал трансформатора — 10 циклов Дифференциал распределительного устройства (сборной шины) — 4 цикла Дифференциал питателя — несколько циклов Это время работы практически не зависит от величина тока короткого замыкания.

Рекомендуемые системы защиты агрегатов

• Кабельные питатели: дифференциал контрольной проволоки

• Трансформатор: высоковольтно-симметричное (ограниченное) замыкание на землю

— Мгновенная перегрузка по току с высокой уставкой высокого напряжения (малый переходный досягаемость)

— НН-ограниченное замыкание на землю

— Бухгольц

• Сборные шины: схемы со средним / низким сопротивлением для стратегических сборных шин (включая сборные шины, работающие по замкнутому кольцу)

— Схемы блокировки сборных шин для радиальных сетей

• Защита агрегата: следует использовать по возможности на всем протяжении сеть, чтобы убрать обратное время.Реле (IDMT) спереди строка

• IDMT: следует использовать в качестве резервного только на случай сбоя. основной защиты.

Преимущества защиты агрегата

Быстро и избирательно

Защита устройства быстрая и селективная. Это только отключит неисправный пункт установки, тем самым гарантируя устранение любых сбоев в сети.

Простая установка

Устройство защиты легко установить и очень редко после установки требует изменения, поскольку он не зависит от того, что происходит где-то еще в системе.

Без ограничений по времени

Временные ограничения, введенные органами снабжения, не превышают большая проблема больше. Их нужно учитывать только при настройке увеличьте обратное время резервирования (IDMT).

Максимальная эксплуатационная гибкость

Система может работать в любой конфигурации переключения без страх потери дискриминации.

Лучшее бесперебойное снабжение

Во многих приложениях кольца могут работать замкнутыми, так что переключение не потребуется восстанавливать нагрузки, что обеспечит лучшую непрерывность поставки.

Дальнейшее расширение относительно легко

Любое будущее расширение, которое может потребовать еще одной точки подачи, может относительная простота обращения без каких-либо изменений существующих защита.

Что нужно знать о защитных реле

Защитные реле, пожалуй, наименее изученный компонент защиты цепей среднего напряжения (СН). Фактически, некоторые считают, что автоматические выключатели среднего напряжения работают сами по себе, без прямого включения защитными реле.Другие думают, что работа и согласование защитных реле слишком сложны для понимания. Давайте углубимся в детали и устраним эти заблуждения.

Справочная информация

Стандартный словарь IEEE определяет автоматический выключатель следующим образом.

«Устройство, предназначенное для размыкания и замыкания цепи неавтоматическими средствами и автоматического размыкания цепи при заданной перегрузке по току без нанесения вреда себе при правильном применении в пределах своих номиналов.«

Согласно этому определению, выключатели среднего напряжения не являются настоящими выключателями, поскольку они не отключаются автоматически при перегрузке по току. Они представляют собой устройства переключения мощности с электрическим приводом, которые не работают до тех пор, пока какое-либо внешнее устройство не направит их на открытие или закрытие. Это верно независимо от того, является ли устройство воздушным, масляным, вакуумным или [SF.sub.6] автоматическим выключателем. Датчики и реле используются для обнаружения перегрузки по току или других ненормальных или неприемлемых условий и для подачи сигнала механизму переключения о срабатывании. Автоматические выключатели среднего напряжения — это переключатели грубой силы, а датчики и реле — это мозг, который управляет их работой.

Датчики могут быть трансформаторами тока (CT), трансформаторами напряжения (PT), приборами температуры или давления, поплавковыми выключателями, тахометрами или любым устройством или комбинацией устройств, которые будут реагировать на отслеживаемое состояние или событие. В распределительных устройствах наиболее распространенными датчиками являются трансформаторы тока для измерения тока и трансформаторы тока для измерения напряжения. Реле измеряют выходной сигнал датчика и вызывают срабатывание выключателя для защиты системы при превышении установленных пределов, отсюда и название «защитные реле».«Наличие разнообразных датчиков, реле и автоматических выключателей позволяет проектировать полные системы защиты настолько простыми или сложными, насколько это необходимо, желательно и экономически целесообразно.

Электромеханические реле

В течение многих лет защитные реле были электромеханическими устройствами, построенными как прекрасные часы, с большой точностью и часто с подшипниками с драгоценными камнями. Они заработали заслуженную репутацию благодаря точности, надежности и надежности.Есть два основных типа рабочих механизмов: реле электромагнитного притяжения и реле электромагнитной индукции.

Реле магнитного притяжения . Реле магнитного притяжения, как показано на рис. , рис. 1 (сюда не включены), имеют либо соленоид, который втягивает плунжер, либо один или несколько электромагнитов, притягивающих шарнирный якорь. Когда магнитная сила достаточна для преодоления сдерживающей пружины, подвижный элемент начинает движение и продолжается до тех пор, пока контакт (-ы) не сработает или магнитная сила не будет снята.Точка срабатывания — это ток или напряжение, при которых плунжер или якорь начинают двигаться, а в реле коммутационного устройства значение срабатывания может быть установлено очень точно.

Эти реле обычно срабатывают мгновенно, без преднамеренной задержки по времени, замыкаясь сразу после срабатывания, если позволяет механическое движение. К этому типу реле можно добавить временную задержку с помощью сильфона, рычага управления или часового механизма спуска. Однако точность синхронизации значительно менее точна, чем у реле индукционного типа, и эти реле редко используются с выдержкой времени в распределительных устройствах.

Реле притяжения могут работать как с переменным, так и с постоянным током на катушках; следовательно, на реле, использующие этот принцип, влияет составляющая постоянного тока асимметричного повреждения, и они должны быть настроены таким образом, чтобы учесть это.

Реле индукционные . Индукционные реле, как показано на Рис. 2 (не включены здесь), доступны во многих вариантах для обеспечения точных срабатываний срабатывания и времени-токовой реакции для широкого диапазона простых или сложных системных условий. Индукционные реле — это в основном асинхронные двигатели.Подвижный элемент или ротор обычно представляет собой металлический диск, хотя иногда это может быть металлический цилиндр или чашка. Статор представляет собой один или несколько электромагнитов с катушками тока или потенциала, которые индуцируют токи в диске, заставляя его вращаться. Движение диска сдерживается пружиной до тех пор, пока вращательные силы не станут достаточными для поворота диска и приведения его подвижного контакта к неподвижному контакту, таким образом замыкая цепь, которой управляет реле. Чем сильнее обнаруживается повреждение, тем больше ток в катушках и тем быстрее вращается диск.

Калиброванная регулировка, называемая шкалой времени, устанавливает расстояние между подвижными и неподвижными контактами, чтобы изменять время срабатывания реле от быстрого (контакты лишь слегка разомкнуты) до медленного (контакты почти на полный оборот диска). Действие сброса начинается, когда вращательная сила снимается, либо путем замыкания контакта реле, который размыкает прерыватель, либо путем устранения неисправности, обнаруженной реле, иным образом. Сдерживающая пружина возвращает диск в исходное положение.Время, необходимое для сброса, зависит от типа реле и настройки шкалы времени (расстояния между контактами).

С несколькими магнитными катушками можно одновременно определять несколько состояний напряжения и тока. Их сигналы могут быть аддитивными или вычитающими при приведении в действие диска. Например, токово-дифференциальное реле имеет две токовые катушки с противоположным действием. Если два тока равны, независимо от величины, диск не двигается. Если разница между двумя токами превышает настройку датчика, диск вращается медленно для небольшой разницы и быстрее для большей разницы.Контакты реле замыкаются, когда разница сохраняется в течение времени, определяемого характеристиками и настройками реле. Используя несколько катушек, направленные реле могут определять направление тока или мощности, а также величину. Поскольку движение диска создается индуцированными магнитными полями от магнитов переменного тока, индукционные реле почти полностью не реагируют на составляющую постоянного тока асимметричного повреждения.

Большинство реле распределительного устройства заключены в выдвижной корпус для полузащитного монтажа.Реле обычно устанавливают на двери шкафа КРУ. Проводка датчика и управления выведена на разъемы на корпусе. Реле вставляется в корпус и подключается с помощью небольших переключателей или переходной вилки, в зависимости от производителя. Его можно отсоединить и вынуть из корпуса, не нарушая проводку. Когда реле отключено, соединения трансформатора тока в корпусе автоматически замыкаются на короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора тока и защищают трансформатор тока от перенапряжений и повреждений.

Многие реле оснащены разъемом для тестового кабеля. Это позволяет использовать испытательный комплект для проверки калибровки реле. Передняя крышка реле прозрачна, ее можно снять для доступа к механизму, и на ней есть средства для пломбирования проводов и выводов для предотвращения несанкционированного доступа посторонних лиц.

Реле твердотельное

В последнее время все большую популярность приобрели твердотельные электронные реле. Эти реле могут выполнять все функции, которые могут выполняться электромеханическими реле, и, благодаря универсальности электронной схемы и микропроцессоров, могут выполнять многие функции, ранее недоступные.Как правило, твердотельные реле меньше и более компактны, чем их механические эквиваленты. Например, трехфазное твердотельное реле максимального тока можно использовать вместо трех однофазных механических реле максимального тока, но оно меньше одного из них.

Точность электронных реле выше, чем у механических реле, что обеспечивает более тесную координацию системы. Кроме того, поскольку отсутствует механическое движение и электронная схема очень стабильна, точность калибровки сохраняется в течение длительного времени.При желании время сброса может быть очень коротким, поскольку отсутствует механическое движение.

Электронным реле для работы требуется меньше энергии, чем их механическим эквивалентам, что создает меньшую нагрузку на трансформаторы тока и трансформаторы тока, которые их питают. Поскольку твердотельные реле имеют минимум движущихся частей, их можно сделать очень устойчивыми к сейсмическим воздействиям и поэтому они особенно хорошо подходят для зон, подверженных сейсмической активности.

В своих ранних версиях некоторые твердотельные реле были чувствительны к тяжелым электрическим условиям промышленного применения.Они были склонны к выходу из строя, особенно из-за высоких переходных напряжений, вызванных молнией, электросетью и переключением на месте. Однако сегодняшние реле были разработаны, чтобы выдерживать эти переходные процессы и другие жесткие условия эксплуатации, и этот тип отказа практически исключен. Твердотельные реле завоевали прочные и быстрорастущие позиции на рынке, поскольку опыт доказывает их точность, надежность, универсальность и надежность.

Приведенная ниже информация относится к электромеханическим и твердотельным реле, хотя одно из них работает механически, а другое — электронно.Будут отмечены существенные различия.

Типы реле

Существуют буквально сотни различных типов реле. В каталоге одного производителя электромеханических реле перечислены 264 реле для функций защиты и управления распределительных устройств и систем. Для сложных систем со многими уровнями напряжения и межсоединениями на больших расстояниях, таких как передача и распределение электроэнергии, ретрансляция — это искусство, которому некоторые инженеры посвящают всю свою карьеру.Для более простого промышленного и коммерческого распределения релейная защита может быть менее сложной, хотя правильный выбор и применение по-прежнему очень важны.

Наиболее часто используемые реле и устройства перечислены здесь, в Таблице (сюда не включена), с указанием их функциональных номеров и описаний Американского национального института стандартов (ANSI). Эти стандартные номера используются в однолинейных схемах и схемах подключения для обозначения реле или других устройств, что позволяет сэкономить место и текст.

Если реле сочетает в себе две функции, отображаются номера функций для обеих. Наиболее часто используемым реле является реле максимального тока, сочетающее в себе функции мгновенного отключения и отключения с обратнозависимой выдержкой времени. Это обозначено как устройство 50/51. В качестве другого примера устройство 27/59 может представлять собой комбинированное реле минимального и максимального напряжения. Полный стандарт ANSI перечисляет 99 номеров устройств, некоторые из которых зарезервированы для использования в будущем.

Реле можно классифицировать по характеристикам срабатывания.Реле мгновенного действия — это реле без преднамеренной задержки по времени. Некоторые могут работать за половину цикла или меньше; другие могут занять до шести циклов. Реле, которые работают за три цикла или меньше, называются высокоскоростными реле.

Реле с выдержкой времени могут быть с независимой или обратнозависимой выдержкой времени. Реле с независимой выдержкой времени имеют предустановленную временную задержку, которая не зависит от величины управляющего сигнала (ток, напряжение или что-то еще) после превышения значения срабатывания. Фактическая заданная временная задержка обычно регулируется.

Реле с обратнозависимой выдержкой времени, такие как реле максимального тока или дифференциальные реле, имеют время срабатывания, которое зависит от значения управляющего сигнала. Временная задержка велика для небольших сигналов и становится все короче по мере увеличения значения сигнала. Время работы обратно пропорционально величине отслеживаемого события.

Реле максимального тока

В распределительных устройствах реле максимального тока обычно используется на каждой фазе каждого автоматического выключателя, и часто одно дополнительное реле максимального тока используется для защиты от замыкания на землю.Обычная практика заключается в использовании одного элемента мгновенного короткого замыкания и одного элемента максимального тока с обратнозависимой выдержкой времени (ANSI 50/51) для каждой фазы.

В стандартном электромеханическом реле оба элемента для одной фазы объединены в одном корпусе реле. Элемент мгновенного действия представляет собой заслонку или соленоид, а элемент с обратнозависимой выдержкой времени представляет собой индукционный диск.

В некоторых твердотельных реле три мгновенных и три обратнозависимых элемента могут быть объединены в один корпус реле меньшего размера, чем у одного индукционного дискового реле.

Реле максимального тока реагируют только на величину тока, а не на направление тока или напряжение. Большинство реле спроектированы для работы от выхода трансформатора тока со стандартным коэффициентом передачи с вторичным током 5 А при номинальном первичном токе. Твердотельное реле не нуждается в дополнительном источнике питания, питаясь своей электронной схемой от выхода трансформатора тока, питающего реле.

На элементе мгновенного действия может быть установлена ​​только точка срабатывания, которая представляет собой значение тока, при котором элемент мгновенного действия будет действовать без преднамеренной временной задержки, чтобы замкнуть цепь отключения автоматического выключателя.Фактическое требуемое время будет немного уменьшаться по мере увеличения величины тока, от примерно 0,02 с максимум до примерно 0,006 с минимум, как видно из мгновенной кривой на рис. 3 (см. Стр. 47) [ИЛЛЮСТРАЦИЯ опущена]. Это время будет зависеть от реле разных номиналов или производителей, а также будет зависеть от электромеханических и твердотельных реле.

Обратите внимание, что эта кривая основана на кратных настройках срабатывания для мгновенного элемента, которые обычно значительно выше, чем настройка срабатывания для элемента с обратнозависимой выдержкой времени.

Временные задержки можно выбирать в широком диапазоне практически для любых мыслимых требований. Выбор выдержки времени начинается с выбора реле. Существует три классификации времени: стандартное, среднее и длительное время задержки. Внутри каждой классификации существует три класса наклонов кривой с обратной зависимостью времени: обратный (наименее крутой), очень обратный (более крутой) и чрезвычайно обратный (самый крутой). Временная классификация и крутизна кривой характерны для выбранного реле, хотя для некоторых твердотельных реле они могут в некоторой степени регулироваться.Для каждого набора кривых, определяемых выбором реле, фактический отклик регулируется с помощью шкалы времени.

В элементе обратнозависимого времени есть две настройки. Сначала устанавливается точка сбора. Это значение тока, при котором начинается процесс отсчета времени, когда диск начинает вращаться на электромеханическом реле или электронная схема начинает отключаться по времени на твердотельном реле.

Затем выбирается установка шкалы времени. Это регулирует кривую выдержки времени между минимальной и максимальной кривыми для конкретного реле.Типичные обратные, очень обратные и чрезвычайно обратные кривые показаны на Рис. 3 (здесь не включены). У данного реле будет только один набор кривых, инверсных, очень инверсных или крайне инверсных, регулируемых во всем диапазоне шкалы времени. Обратите внимание, что ток указан в кратных настройках срабатывания датчика.

Каждый элемент, мгновенный или с временной задержкой, имеет флаг, который указывает, когда этот элемент сработал. Этот флаг необходимо сбросить вручную после срабатывания реле.

Установка точки самовывоза

Стандартное реле максимального тока разработано для работы от трансформатора тока с коэффициентом сжатия со стандартным вторичным выходом 5 А. Выходной сигнал стандартного трансформатора тока составляет 5 А при номинальном первичном токе, указанном на паспортной табличке, а выходная мощность пропорциональна первичному току в широком диапазоне. Например, трансформатор тока с коэффициентом 100/5 будет иметь выход 5 А, когда первичный ток (измеряемый и измеряемый ток) равен 100 А. Отношение первичной обмотки к вторичной обмотке 20 к 1 является постоянным, так что при токе первичной обмотки 10 А вторичный ток будет равен 0.5А; для первичной обмотки 20 А, вторичной обмотки 1,0 А; для первичной обмотки 50 А, вторичной 2,5 А; и т. д. Для первичной обмотки на 1000 А вторичный ток составляет 50 А, и аналогично для всех значений тока вплоть до максимума, с которым ТТ будет работать до того, как он перейдет в насыщение и станет нелинейным.

Первым шагом в настройке реле является выбор ТТ, чтобы датчик можно было настроить на желаемое значение первичного тока. Номинальный ток первичной обмотки должен быть таким, чтобы первичный ток от 110 до 125% от ожидаемой максимальной нагрузки производил номинальный вторичный ток 5 А.Максимальный доступный первичный ток короткого замыкания не должен производить вторичный ток более 100 А во избежание насыщения и чрезмерного нагрева. Возможно, невозможно точно выполнить эти требования, но они представляют собой полезные рекомендации. В результате может потребоваться некоторый компромисс.

На реле максимального тока 50/51 настройка выдержки максимального тока (устройство 51) выполняется с помощью заглушки или винта, вставленного в соответствующее отверстие в розетке с рядом отверстий, отмеченных во вторичных амперах ТТ, с помощью регулируемого калиброванный рычаг или каким-либо аналогичным методом.При этом выбирается один отвод вторичного тока (общее количество отводов зависит от реле) на катушке срабатывания. Диапазон уставок первичного тока определяется соотношением выбранного трансформатора тока.

Например, предположим, что коэффициент передачи трансформатора тока составляет 50/5 А. Типичные ответвления — 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12 и 16 А. Настройки датчика будут варьироваться от первичного тока 40А (ответвление 4А) до 160А (ответвление 16А). Если требуется датчик на 60 А, выбирается ответвитель на 6 А. Если требуется ток срабатывания более 160 А или менее 40 А, необходимо выбрать трансформатор тока с другим коэффициентом или, в некоторых случаях, другое реле с более высокими или более низкими настройками отвода.

Доступны различные типы реле с катушками срабатывания от 1,5 А до 40 А. Диапазон общих катушек составляет от 0,5 до 2 А, для слаботочных датчиков, таких как измерение замыкания на землю; От 1,5 до 6А средний диапазон; или от 4 до 16 А, диапазон, обычно выбираемый для максимальной токовой защиты. Доступны трансформаторы тока с широким диапазоном номиналов первичной обмотки, со стандартными вторичными обмотками на 5 А или с другими вторичными номиналами, вторичными обмотками с отводами или несколькими вторичными обмотками.

Подходящую комбинацию коэффициента трансформации трансформатора тока и пусковой катушки можно найти практически для любого желаемого первичного тока срабатывания и настройки реле.

Настройка мгновенного отключения (устройство 50) также регулируется. Параметр задается в амперах срабатывания, полностью независимо от настройки срабатывания элемента с обратнозависимой выдержкой времени или, на некоторых твердотельных реле, кратно точке срабатывания с обратнозависимой выдержкой времени. Например, одно электромеханическое реле регулируется от 2 до 48 А срабатывания; твердотельное реле регулируется от 2 до 12 раз по сравнению с уставкой срабатывания обратнозависимой выдержки времени. На большинстве электромеханических реле средством настройки является отводной штекер, аналогичный тому, который используется для элемента с обратнозависимой выдержкой времени.С помощью штекера можно выбрать диапазон полного тока. Неоткалиброванная регулировка винта обеспечивает окончательную настройку датчика. Это требует использования испытательного комплекта для подачи калибровочного тока в катушку, если настройка должна быть точной. На твердотельных реле регулировкой может быть калиброванный переключатель, который можно установить с помощью отвертки.

Установка шкалы времени

Для любой данной настройки отвода или срабатывания реле имеет целое семейство кривых время-ток. Нужная кривая выбирается вращением шкалы или перемещением рычага.Шкала времени или рычаг калибруются произвольными числами, между минимальным и максимальным значениями, как показано на кривых, опубликованных производителем реле. Типичный набор кривых шкалы времени для реле с обратнозависимой выдержкой времени показан на Рис. 4 (сюда не входит). При установке шкалы времени на ноль контакты реле замкнуты. По мере увеличения настройки шкалы времени размыкание контактов увеличивается, увеличивая время срабатывания реле. При желании могут быть выполнены настройки между точками калибровки, а применимая кривая может быть интерполирована между напечатанными кривыми.

Точки срабатывания и настройки шкалы времени выбираются таким образом, чтобы реле могло выполнять желаемую защитную функцию. Для реле максимального тока цель состоит в том, чтобы при возникновении неисправности в системе сработало реле, ближайшее к неисправности. Установки времени на вышестоящих реле должны задерживать их срабатывание до тех пор, пока соответствующее устройство максимального тока не устранит неисправность. Требуется исследование селективности, отображающее время-токовые характеристики каждого устройства в исследуемой части системы.Благодаря широкому выбору доступных реле и гибкости настроек каждого реле выборочная координация возможна для большинства систем.

Выбор и настройка других реле, кроме реле максимального тока, выполняются аналогичным образом. Детали будут отличаться в зависимости от типа реле, его функции в системе и производителя реле.

Реле срабатывания

Электромеханическое реле сработает и начнет замыкать свои контакты, когда ток достигнет значения срабатывания.При токе срабатывания с обратнозависимой выдержкой времени рабочие усилия очень малы, а точность синхронизации оставляет желать лучшего. Точность времени реле составляет примерно 1,5 срабатывания или более, и именно здесь начинаются кривые время-ток ( Рис. 4 ) [не включены здесь]. Этот факт необходимо учитывать при выборе и настройке реле.

Когда контакты реле замыкаются, они могут отскочить, слегка размыкаясь и создавая дугу, которая сжигает и разъедает контактные поверхности. Чтобы предотвратить это, реле максимального тока имеют встроенное вспомогательное реле с герметичным контактом, параллельным контактам реле времени, которое немедленно замыкается при соприкосновении контактов реле.Это предотвращает искрение, если контакты реле дергаются. Это вспомогательное реле также активирует механический флаг, указывающий, что реле сработало.

Когда автоматический выключатель, управляемый реле, размыкается, катушка реле обесточивается вспомогательным контактом на выключателе. Это защищает контакты реле, которые рассчитаны на токи до 30 А, но не должны нарушать индуктивный ток цепи отключения выключателя, чтобы предотвратить искрящий износ. Затем диск возвращается в исходное положение пружиной.Реле сброшено. Время возврата — это время, необходимое для полного возврата контактов в исходное положение. Контакты разъединяются примерно через 0,1 сек (шесть циклов) после обесточивания катушки. Общее время сброса зависит от типа реле и настройки шкалы времени. Для максимальной настройки шкалы времени (контакты полностью разомкнуты) типичное время сброса может составлять 6 секунд для реле с обратнозависимой выдержкой времени и до 60 секунд для реле с очень обратной или крайне обратной зависимостью. При более низких настройках шкалы времени расстояние размыкания контактов меньше, следовательно, меньше время сброса.

Работа твердотельного реле не зависит от механических сил или движущихся контактов, а выполняет свои функции электронно. Следовательно, синхронизация может быть очень точной даже для токов, равных величине срабатывания срабатывания. Отсутствует механический дребезг контактов или искрение, а время сброса может быть очень коротким.

Выбор CT и PT

При выборе измерительных трансформаторов для реле и измерения необходимо учитывать ряд факторов; коэффициент трансформации, нагрузка, класс точности и способность выдерживать доступные токи короткого замыкания.

Коэффициент трансформации трансформатора тока . Указанные ранее рекомендации по ТТ должны иметь номинальный вторичный выход на уровне от 110 до 125% от ожидаемой нагрузки и не более 100 А вторичного тока при максимальном первичном токе повреждения. Если может потребоваться более одного коэффициента трансформации трансформатора тока, доступны трансформаторы тока с ответвлениями вторичных обмоток или многообмоточные вторичные обмотки.

Нагрузка CT . Нагрузка ТТ — это максимально допустимая вторичная нагрузка, выраженная в вольтамперах (ВА) или сопротивлении в омах для обеспечения точности.В стандартах ANSI указаны нагрузки от 2,5 до 45 ВА при коэффициенте мощности 90% для измерения ТТ и от 25 до 200 ВА при 50% коэффициента мощности для реле ТТ.

CT класс точности . Стандарты класса точности ANSI: [+ или -] 0,3, 0,6 или 1,2%. Ошибки соотношения возникают из-за тепловых потерь, возведенных в квадрат R. Фазовые ошибки возникают из-за потерь в сердечнике на намагничивание.

ТТ помечены точкой или другим обозначением полярности на первичной и вторичной обмотках, так что в момент, когда ток поступает на отмеченный первичный вывод, он выходит из помеченного вторичного вывода.Полярность не требуется для определения максимального тока, но важна для дифференциальной реле и многих других функций реле.

Коэффициент PT . Выбор коэффициента PT относительно прост. Коэффициент передачи трансформатора тока должен быть таким, чтобы при номинальном первичном напряжении вторичный выход составлял 120 В. При напряжениях, превышающих номинальное первичное напряжение более чем на 10%, трансформатор тока будет подвержен насыщению сердечника, что приведет к ошибкам напряжения и чрезмерному нагреву.

Обременение ПТ .Доступны трансформаторы тока для нагрузок от 12,5 ВА при коэффициенте мощности 10% до 400 ВА при коэффициенте мощности 85%.

Точность ПТ . Классы точности — стандарт ANSI [+ или -] 0,3, 0,6 или 1,2%. Первичные цепи PT, а также, где это возможно, вторичные цепи PT, должны быть защищены предохранителями.

CT и PT должны обладать достаточной мощностью для обслуживания нагрузки и достаточной точностью для функций, которые они должны выполнять. Однако увеличение нагрузки или точности, чем необходимо, просто увеличит стоимость измерительных трансформаторов.Твердотельные реле обычно требуют меньших затрат, чем электромеханические реле.

Работа, преимущества и их применение

Разработка реле была начата в период 1809 года. Как часть изобретения электрохимического телеграфа, электролитическое реле было обнаружено Самуэлем в 1809 году. ученым Генри в 1835 году, чтобы сделать импровизированную версию телеграфа, а затем разработал ее в 1831 году. В то время как в 1835 году Дэви полностью открыл реле, но первоначальные патентные права были предоставлены Сэмюэлем в 1840 году для первое изобретение электрического реле.Подход этого устройства выглядел так же, как цифровой усилитель, таким образом воспроизводя телеграфный сигнал и позволяя распространяться на большие расстояния. И эта статья дает четкое объяснение того, что такое реле, различные типы реле, работа и многие другие связанные концепции.

Что такое реле?

Реле

обычно используются там, где требуется регулировать цепь с помощью отдельного сигнала минимальной мощности, или там, где необходимо регулировать несколько цепей с помощью одного сигнала.Первоначально реле использовались в телеграфных цепях увеличенной длины, таких как ретрансляторы сигналов, поскольку они усиливают волну, которая принимается и передается в другие цепи. Основное применение реле было в телефонных станциях и первых версиях компьютеров.

Реле являются первичной защитой, а также переключающими устройствами в большинстве процессов управления или оборудования. Все реле реагируют на одну или несколько электрических величин, таких как напряжение или ток, так что они размыкают или замыкают контакты или цепи.Реле — это переключающее устройство, которое работает, чтобы изолировать или изменить состояние электрической цепи из одного состояния в другое.

Поскольку реле обеспечивает защиту цепи от повреждений. Каждое реле состоит из трех важнейших компонентов, которые рассчитываются, сравниваются и управляются. Вычисляемому компоненту известно изменение фактического измерения, а компонент сравнения оценивает фактическое значение с таким же значением заранее выбранного реле.А управляющий компонент обрабатывает быстрое изменение измеренной емкости, например, замыкание текущей функциональной цепи.

Реле повторного включения используются для подключения различных компонентов и устройств в системной сети, таких как процесс синхронизации, и для восстановления различных устройств вскоре после исчезновения любой электрической неисправности, а затем для подключения трансформаторов и фидеров к линейной сети. Регулирующие реле — это переключатели, которые контактируют таким образом, что напряжение повышается, как в случае трансформаторов с переключением ответвлений.Вспомогательные контакты используются в автоматических выключателях и другом защитном оборудовании для увеличения числа контактов. Реле контроля контролируют состояние системы, например, направление мощности, и соответственно генерируют аварийный сигнал. Их также называют реле направления.

В реле общего типа используется электромагнит для размыкания и замыкания контактов, тогда как в других типах подходов, таких как твердотельные реле, они используют свойства полупроводника для управления, независимо от подвижного элемента. составные части.Реле с калиброванными свойствами и, в некоторых случаях, различные функциональные катушки используются для защиты систем электрических цепей от токов перегрузки. В современных энергосистемах эти операции выполняются цифровыми устройствами, которые называются реле защитного типа.

Твердотельные реле

Различные типы реле

В зависимости от принципа работы и конструктивных особенностей реле бывают разных типов, например, электромагнитные реле, тепловые реле, реле переменной мощности, многомерные реле и т. Д., С различными номинальными характеристиками и размерами , и приложения.Классификация или типы реле зависят от функции, для которой они используются.

Некоторые категории включают реле защиты, повторного включения, регулирования, вспомогательные реле и реле контроля. Защитные реле постоянно контролируют следующие параметры: напряжение, ток и мощность; и если эти параметры нарушают установленные пределы, они генерируют сигнал тревоги или изолируют эту конкретную цепь. Эти типы реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.

Различные типы реле

В целом классификация реле зависит от электрической емкости, которая активируется током, мощностью, напряжением и многими другими величинами.Классификация основана на механической мощности, активируемой скоростью истечения газа или жидкости, давлением. Тогда как на основе теплоемкости, активируемой мощностью нагрева, а другие величины — акустические, оптические и другие.

Различные типы реле в электромагнитных типах

Эти реле состоят из электрических, механических и магнитных компонентов и имеют рабочую катушку и механические контакты. Следовательно, когда катушка активируется системой питания, эти механические контакты размыкаются или замыкаются.Тип питания может быть переменным или постоянным током. Эти электромагнитные реле далее классифицируются как

  • Реле постоянного и переменного тока
  • Тип притяжения
  • Индукционный тип
Реле постоянного и переменного тока

Реле переменного и постоянного тока работают по тому же принципу, что и электромагнитная индукция, но конструкция несколько отличается дифференцированы и также зависят от области применения, для которой выбраны эти реле. Реле постоянного тока используются с диодом свободного хода для обесточивания катушки, а реле переменного тока используют многослойные сердечники для предотвращения потерь на вихревые токи.

Очень интересный аспект переменного тока состоит в том, что за каждый полупериод направление подачи тока меняется; следовательно, для каждого цикла катушка теряет свой магнетизм, поскольку нулевой ток в каждом полупериоде заставляет реле непрерывно замыкать и размыкать цепь. Итак, чтобы предотвратить это — дополнительно, одна заштрихованная катушка или другая электронная схема помещается в реле переменного тока, чтобы обеспечить магнетизм в положении нулевого тока.

Электромагнитные реле притягивающего типа

Эти реле могут работать как с переменным, так и с постоянным током и притягивать металлический стержень или кусок металла, когда на катушку подается питание.Это может быть плунжер, притягиваемый к соленоиду, или якорь, притягиваемый к полюсам электромагнита, как показано на рисунке. У этих реле нет временных задержек, поэтому они используются для мгновенного срабатывания. Существует больше вариантов типа притяжения электромагнитного реле , а именно:

  • Сбалансированная стопка — Здесь две измеряемые величины связаны из-за того, что генерируемое электромагнитное давление изменяется вдвое по отношению к количеству ампер-витков.Доля функционального тока для этого типа реле очень минимальна. Реле имеет тенденцию выходить за пределы допустимого диапазона, когда устройство настроено на работу в быстром режиме.
  • Шарнирный якорь — Здесь можно повысить чувствительность реле для работы с постоянным током, вставив постоянный магнит. Это также называется реле поляризованного движения.

Это различных типов электромагнитных реле .

Реле индукционного типа

Они используются как реле защиты только в системах переменного тока и могут использоваться с системами постоянного тока.Приводная сила для движения контакта создается движущимся проводником, который может быть диском или чашей, за счет взаимодействия электромагнитных потоков из-за токов короткого замыкания.

Индукционное реле

Они бывают нескольких типов, например, с экранированным полюсом, ватт-часами и индукционными чашками, и в основном используются в качестве направленных реле в защите энергосистемы, а также для высокоскоростных коммутационных операций. В зависимости от конструкции индукционные реле классифицируются как:

  • Затененный полюс — Структурированный полюс обычно активируется протеканием тока в одиночной катушке, которая намотана на магнитную структуру с воздушным зазором.Нестабильности воздушного зазора, создаваемые регулирующим током, разделяются на два потока, смещаемые заштрихованным полюсом и во времени-пространстве. Это затемненное кольцо изготовлено из медного материала, окружающего каждую часть мачты.
  • Двойная обмотка, также называемая ваттметром. — Этот тип реле поставляется с E- и U-образным электромагнитом, имеющим бездисковый вращающийся между электромагнитами. Фазовый сдвиг, который находится между потоками, генерируемыми электромагнитом, достигается за счет развиваемого потока двух электромагнитов, которые имеют различные значения индуктивности сопротивления для обеих систем цепи.
  • Индукционный стакан — Это основано на теории электромагнитной индукции и так называемое реле индукционного стакана. Устройство состоит из двух или более электромагнитов, которые активируются катушкой реле. Катушка, которая окружает электромагнит, создает вращающееся магнитное поле. Из-за этого вращающегося магнитного поля в чашке будет индукция тока, и чашка сможет вращаться. Текущее направление вращения аналогично направлению вращения чашки.
Магнитные фиксирующие реле

В этих реле используется постоянный магнит или детали с высоким коэффициентом передачи, чтобы якорь оставался в той же точке, что и катушка наэлектризована, когда источник питания катушки отключен. Реле с защелкой состоит из минимальной металлической полосы, которая проходит между двумя краями.

Блокировочные реле

Переключатель либо прикреплен, либо намагничен на одном конце небольшого магнита. Другая сторона прикреплена к небольшому проводу, который называется соленоидами.Переключатель снабжен одним входом и двумя выходными секциями по краям. Это можно использовать для переключения схемы в положения ВКЛ и ВЫКЛ. Обозначение реле с защелкой показано следующим образом:

Обозначение реле с защелкой

Твердотельное реле

Твердотельное реле использует твердотельные компоненты для выполнения операции переключения без перемещения каких-либо частей. Поскольку требуемая энергия управления намного ниже по сравнению с выходной мощностью, которая должна регулироваться этим реле, это приводит к увеличению мощности по сравнению с электромагнитными реле.Они бывают разных типов: ТТР с трансформаторной связью, ТТР с фотосвязью и так далее.

Твердотельные реле

На приведенном выше рисунке показан ТТР с фотосвязью, в котором сигнал управления подается с помощью светодиода и обнаруживается светочувствительным полупроводниковым устройством. Выходной сигнал этого фотодетектора используется для запуска затвора TRIAC или SCR, который переключает нагрузку.

В твердотельных реле с трансформаторной связью минимальное количество постоянного тока подается на первичную обмотку трансформатора с помощью преобразователя постоянного тока в переменный.Затем подаваемый ток преобразуется в переменный ток и повышается, чтобы SSR работал вместе со схемой запуска. Степень изоляции между выходной и входной секциями зависит от конструкции трансформатора.

В то время как в сценарии твердотельного устройства с фотосвязью используется светочувствительное SC-устройство для выполнения функции переключения. На светодиод подается регулируемый сигнал, который заставляет светочувствительный компонент переходить в режим проводимости за счет обнаружения света, излучаемого светодиодом.Изоляция, создаваемая SSR, сравнительно больше по сравнению с изоляцией трансформаторного типа из-за теории фотодетектирования.

В большинстве случаев SSR имеют более высокую скорость переключения, чем реле электромеханического типа. Кроме того, отсутствуют подвижные компоненты, срок их службы больше, а уровень шума минимален.

Гибридное реле

Эти реле состоят из электромагнитных реле и электронных компонентов. Обычно входная часть содержит электронную схему, которая выполняет выпрямление и другие функции управления, а выходная часть включает электромагнитное реле.

Было известно, что в реле твердотельного типа больше мощности расходуется в виде теплового потока, электромагнитное реле имеет проблему изгиба контактов. Чтобы избавиться от этих недостатков в твердотельных и электромагнитных реле, используется гибридное реле. В гибридном реле одновременно работают реле EMR и SST.

Твердотельное устройство принимает ток нагрузки, что устраняет проблему архивирования. Затем система управления включает катушку в ЭМИ и контакт замыкается.Когда контакт в электромагнитном реле установлен, то регулирующий вход твердотельного реле вынимается. Это реле также снижает проблему перегрева.

Тепловое реле

Эти реле основаны на тепловом воздействии, что означает — повышение температуры окружающей среды от предела заставляет контакты переключаться из одного положения в другое. Они в основном используются для защиты двигателей и состоят из биметаллических элементов, таких как датчики температуры, а также элементов управления.Реле тепловой перегрузки являются лучшими примерами таких реле.

Герконовое реле

Герконское реле состоит из пары магнитных полос (также называемых язычковыми), помещенных в стеклянную трубку. Этот язычок действует как якорь и как контактный нож. Магнитное поле, приложенное к катушке, наматывается на эту трубку, заставляя эти язычки двигаться так, что выполняется операция переключения.

Герконовые реле

По размерам реле подразделяются на микроминиатюрные, сверхминиатюрные и миниатюрные.Также по конструкции эти реле классифицируются как герметичные, герметичные и реле открытого типа. Кроме того, в зависимости от рабочего диапазона нагрузки, реле бывают микро-, малой, средней и высокой мощности.

Реле

также доступны с различными конфигурациями контактов, такими как реле с 3, 4 и 5 контактами. Способы работы этих реле показаны на рисунке ниже. Переключающие контакты могут быть типа SPST, SPDT, DPST и DPDT. Некоторые из реле являются нормально разомкнутыми (NO), а другие — нормально замкнутыми (NC).

Конфигурация контактов реле

Дифференциальное реле

Эти реле работают, когда изменение вектора между двумя или более электрическими величинами одного типа превышает указанный диапазон. В случае токового дифференциального реле оно функционирует, когда существует выходное соотношение между величиной и изменением фазы токов, принимаемых и выходящих из системы, которое необходимо защитить.

В общих функциональных условиях токи, принимаемые и выходящие из системы, будут иметь одинаковую фазу и величину, так что реле не срабатывает.Принимая во внимание, что когда в системе возникает проблема, эти токи не будут иметь одинаковых величин и фаз.

Дифференциальное реле

Это реле будет иметь такое соединение, при котором колебания между входящими и выходящими токами протекают через функциональную катушку реле. Следовательно, катушка в реле активируется в состоянии неисправности из-за изменения величины тока. Таким образом, срабатывает реле и автоматический выключатель, и происходит отключение.

В дифференциальном реле один ТТ соединен с первичной обмоткой трансформатора, а другой ТТ — с вторичной обмоткой трансформатора. Реле связывает текущие значения с обеих сторон, и когда есть какая-либо дестабилизация в значении, реле будет работать.

Существуют дифференциальные реле тока, напряжения и смещения.

Различные типы реле в автомобильной промышленности

Это общий вид электрохимических реле, используемых в различных автомобилях, таких как легковые автомобили, фургоны, прицепы и грузовики.Они допускают минимальный ток для регулирования и функционируют в большем количестве токовых цепей в транспортных средствах. Они доступны во многих типах и размерах, некоторые из них:

Реле переключения

Это наиболее внедренное автомобильное реле, которое имеет пять контактов, которые имеют следующие электрические соединения:

  • Нормально разомкнутые до 30 и 87 штырьки
  • Нормально замкнутые через контакты 30 и 87a
  • Переключение, подключенное через 30 и (87 и 87a)

Когда реле работает в режиме переключения, оно переключается с одной цепи на другую и возвращается к исходному состоянию состояние в зависимости от состояния катушки (ВЫКЛ или ВКЛ).

Нормально разомкнутые реле

В качестве переключателя реле может иметь проводное соединение как нормально разомкнутое, тогда как в этом типе у него есть только четыре контакта, которые позволяют подключать проводку только одним способом, то есть нормально разомкнутым.

Реле мигалок

Реле любого общего типа имеет 4 или 5 контактов, но в этом реле будет 2 или 3 контакта.

В двухконтактном реле мигалки один контакт соединяется со световой цепью, а другой — с питанием.В трехконтактном реле мигалки два контакта подключены к источнику питания и свету, а третий — к светодиодному индикатору, который указывает, что мигалка находится в состоянии ВКЛ. Несмотря на то, что название указывает на то, что это тип реле, некоторые из них ведут себя как выключатели.

Электромеханический проблесковый маячок

Этот тип автомобильного реле содержит печатную плату с конденсатором, парой диодов и одной катушкой для генерации вспышки такой же, как у стандартного проблескового маячка.Эти реле обладают способностью управлять увеличенными нагрузками, обеспечивая более высокую производительность, чем у тепловых мигалок. Несмотря на то, что в этом типе подключено больше источников света, это оказывает минимальное влияние на результат.

Терморегуляторы

Большинство реле мигающих сигналов имеют терморегуляцию, например, автоматические выключатели. Протекание тока через катушку мигающего устройства генерирует тепло, когда есть необходимое количество тепла, это вызывает отклонение контактов, тем самым вызывая размыкание контактов и прерывая прохождение тока.Когда имеется необходимое количество теплоотвода, то отклонение контактов меняется на исходное, и снова будет протекать ток.

Этот процесс непрерывного размыкания и замыкания контактов генерирует мигающую диаграмму сигналов. Общее количество огней, подключенных к термопробегу, показывает влияние на выход.

Светодиодные мигалки

Они полностью электронные по регулировке и функциям. Они управляются минимальными твердотельными платами IC.Общее количество источников света, которые связаны со светодиодной мигалкой, не влияет на выход. Эти реле в основном предназначены для работы с минимальным током с использованием светодиодов без каких-либо проблем.

В дополнение к этому существует еще различных типов автомобильных реле. :

  • Герметичные
  • Wig-Wag
  • Skirted
  • Time delay
  • Dual open contact

Mercury Wetted Relay

Это подпадает под классификацию герконовых реле, в которых используется ртутный переключатель, а контакты в этом реле увлажняются ртутью.Этот металл снижает значение контактного сопротивления и снижает соответствующее падение напряжения. Повреждение оболочки может снизить характеристики проводимости для сигналов с минимальным значением тока.

Принимая во внимание, что для увеличения скорости нанесения ртуть устраняет функцию отскока контактов и обеспечивает почти быстрое замыкание цепи. Эти реле полностью изменяются, и их необходимо устанавливать в соответствии с требованиями проектировщика. Но, учитывая вредные свойства жидкой ртути и ее высокую цену, реле, контактирующие с ртутью, минимально используются в этих приложениях.

Повышенная скорость переключения в этих реле является дополнительным преимуществом. Капли ртути, присутствующие на каждом краю, объединяются, и приращение текущего значения по краям обычно учитывается как пикосекунды. Но в практических схемах это может регулироваться индуктивностью проводки и контактов.

Реле защиты от перегрузки

Электродвигатели

широко используются в различных приложениях, например, в двигателях с вращающимися инструментами.Поскольку двигатели немного дороги, более важно следить за тем, чтобы двигатели не подвергались повреждениям.

Для предотвращения повреждений необходимо использовать реле защиты от перегрузки. Реле защиты от перегрузки предотвращают выход из строя двигателя, наблюдая за величиной тока в двигателе и, таким образом, разрывают цепь, когда происходит электрическая перегрузка или обнаруживается любое повреждение фазы. Поскольку реле не дороже двигателей, они предлагают недорогой подход к защите двигателей.

Существуют различные типы реле защиты от перегрузки, и лишь немногие из них включают электромеханические реле, электронные реле, предохранители и тепловые реле.Предохранители широко применяются для защиты устройств с минимальным током, например, в домашних условиях. В то время как электронные, тепловые и электромеханические реле используются для защиты повышенных значений тока в устройствах, таких как инженерные двигатели. Ключевыми преимуществами использования реле защиты от перегрузки являются:

  • Простое управление
  • Соответствующие горные комплекты будут доступны для различных типов реле защиты от перегрузки
  • Точная синхронизация с подрядчиками
  • Надежная защита

Статические реле

Реле которые не имеют подвижных компонентов, называются статическими реле.В этих статических реле результат достигается за счет статических частей, таких как электронные и магнитные цепи и другие статические устройства. Реле, которое входит в состав электромагнитного и статического реле, даже называется статическим реле по той причине, что статические секции получают обратную связь, тогда как электромагнитное реле используется для целей переключения. Немногочисленные преимущества статических реле:

  • Минимальное время сброса
  • Использует минимальную мощность там, где это снижает нагрузку на измерительные устройства и, таким образом, повышается точность
  • Обеспечивает быстрый выход, увеличенный срок службы, повышенную надежность и высокую точность
  • Ненужное срабатывание минимально, и благодаря этому эффективность будет увеличена.
  • Эти реле не будут сталкиваться с какими-либо проблемами накопления тепла.
  • Усиление входного сигнала выполняется в самом реле, и это увеличивает чувствительность.
  • Эти устройства могут работать при землетрясениях. также в местах расположения на животе, что показывает, что они также устойчивы к ударам.

Существует различных типов статических реле . Вот некоторые из них:

Электронное статическое реле

Эти электронные статические реле были первыми в классификации статических реле. Ученый по имени Фитцджеральд в 1928 году продемонстрировал испытание на несущем токе, которое демонстрирует безопасность линий электропередачи. Вследствие этого была обнаружена последовательность электронных систем для большинства основных типов реле предохранительного механизма.Устройства, которые используются для измерения, представляют собой электронные клапаны.

Преобразователь
Статическое реле

Это устройство в основном состоит из магнитопровода, который состоит из двух секций обмоток, обычно называемых функциональной и регулирующей обмотками. Каждая секция может состоять из одной обмотки или, если имеется более одной обмотки, будет магнитная связь всех подобных типов обмоток. Когда существуют обмотки разных групп, они не будут связаны магнитным способом.

В то время как обмотки регулирования активируются постоянным током, а функциональные обмотки питаются переменным током. Это реле работает, чтобы отображать изменяющиеся значения импеданса для токов, протекающих через функциональные обмотки.

Статические реле выпрямительного моста

Реле пользуются повышенной популярностью благодаря усовершенствованию полупроводниковых диодов. Он включает в себя два выпрямительных моста и подвижную катушку или реле типа подвижного железа с поляризацией. Тогда общий тип — это релейные компараторы, которые зависят от выпрямительных мостов, где они могут быть скомпонованы в виде фазовых или амплитудных компараторов.

Транзисторные реле

Это обычно используемые типы статических реле. Транзистор, который функционирует как триод, может преодолеть большинство недостатков, создаваемых электронными лампами, и поэтому это наиболее развитый тип электронных реле, так называемых статических реле.

Реальность, что транзистор может использоваться как усилительный инструмент, а также как переключающий инструмент, что позволяет ему подходить для выполнения любых рабочих функций.Транзисторные схемы не только выполняют важные функции реле (например, сравнение входов, вычисление и их усвоение), но и обладают существенной эластичностью для соответствия многочисленным потребностям реле.

В дополнение к этим другим типам статических реле относятся:

  • Реле на эффекте Холла
  • МТЗ с обратнозависимой выдержкой времени
  • Направленное статическое реле максимального тока
  • Статическое дифференциальное реле
  • Статическое дистанционное реле

Применения различных типов Реле

Поскольку существует множество типов реле, эти устройства найдут применение в различных отраслях промышленности, таких как электрическая, авиационная, медицинская, космическая и другие.Применяются следующие приложения:

  • Используется для регулирования различных цепей
  • Защищает устройства от перегрузки по напряжению и току и снижает влияние электрического повреждения на цепи
  • Реализован как автоматическое переключение
  • Используется для изоляции минимального уровня цепь напряжения
  • Автоматические стабилизаторы — одна из его реализаций, в которых реализовано реле. Когда уровень питающего напряжения отличается от номинального напряжения, тогда набор реле анализирует изменения напряжения и регулирует цепь нагрузки, интегрируя автоматические выключатели.
  • Используется для регулирования переключателей электродвигателя. Чтобы включить электродвигатель, нам обычно требуется источник переменного тока 230 В, но в некоторых ситуациях / приложениях может потребоваться включение двигателя с использованием напряжения питания постоянного тока. В таких случаях можно использовать реле.

Это некоторые из различных типов реле, которые используются в большинстве электронных, а также электрических цепей. Информация о различных типах реле служит целям читателей, и мы надеемся, что они сочтут эту основную информацию очень полезной.Учитывая огромное значение реле с zvs в схемах, эта конкретная статья о них заслуживает отзывов, запросов, предложений и комментариев читателей. Еще более важно знать о других темах, связанных с реле, таких как реле против контактора , реле и переключатель , и многие другие.

Испытания элементов релейной защиты

Ниже приводится сводка функций защитного реле и соответствующих испытаний их защитных элементов.

Примечание: Это резюме предоставляется только для справки. Полное руководство по тестированию см. В инструкциях производителя конкретного реле. Дополнительную информацию о процедурах тестирования и технического обслуживания можно найти в Руководстве по тестированию и техническому обслуживанию реле

.

2/62 реле времени

Функции, обеспечивающие желаемое время задержки до или после любой точки срабатывания в последовательности переключения или системе защитных реле. Служит вместе с устройством, которое инициирует отключение, останов или размыкание в автоматической последовательности или с помощью системы защитных реле.

  1. Определить время задержки.
  2. Проверить работу мгновенных контактов.

21 Дистанционное реле

Работает, когда полная проводимость, импеданс или реактивное сопротивление цепи увеличивается или уменьшается сверх заданных пределов. Дистанционные реле реагируют на напряжение и ток (полное сопротивление) в месте расположения реле.

  1. Определите максимальный вылет.
  2. Определите максимальный угол крутящего момента и характеристику направленности.
  3. Определить смещение.
  4. Постройте окружность импеданса.

Реле 24 В на герц

Реле с мгновенной или временной характеристикой, которое работает, когда отношение напряжения к частоте (В / Гц) превышает заданное значение. Используется для защиты генератора и повышающего трансформатора от повреждений из-за чрезмерного магнитного потока в результате низкой частоты и / или перенапряжения.

  1. Определите частоту срабатывания при номинальном напряжении.
  2. Определите частоту срабатывания на втором уровне напряжения.
  3. Определить время задержки.

25 Реле контроля синхронизации

Устройство синхронизации или проверки синхронизма работает, когда две цепи переменного тока находятся в желаемых пределах частоты, фазового угла или напряжения, чтобы разрешить или вызвать параллельное включение этих двух цепей.

Основное применение этого реле — в ситуациях, когда требуется проверка наличия синхронизма перед включением автоматического выключателя. К ним относятся параллельное подключение генератора к системе, восстановление соединения между двумя частями энергосистемы и контроль схем быстрого переключения, где требуется быстрое срабатывание и отключение схемы измерения фазы.

  1. Определить зону замыкания при номинальном напряжении.
  2. Определите максимальный перепад напряжения, который позволяет закрытие при нулевом градусе.
  3. Определите заданные значения активной линии, активной шины, мертвой линии и мертвой шины.
  4. Определить время задержки.
  5. Определите увеличенный угол закрытия.
  6. Проверить функции управления обесточенной шиной / активной линией, обесточенной / обесточенной шиной и обесточенной шиной / обесточенной линией.

27 Реле минимального напряжения

Работает, когда заданное значение напряжения падает ниже заданного значения.Типичное использование этой функции реле включает защиту от пониженного напряжения на шине, схемы переключения источника, разрешающие функции, функции резервного копирования и временные приложения.

  1. Определите падение напряжения.
  2. Определить время задержки.
  3. Определите временную задержку во второй точке на временной кривой для реле с обратнозависимой выдержкой времени.

32 Направленное реле мощности

Действует на желаемое значение потока мощности в заданном направлении или на обратную мощность, возникающую в результате обратного дугового разряда в анодной или катодной цепях силового выпрямителя.Используется в установках, где генератор работает параллельно с электросетью или другим генератором, чтобы предотвратить обратный ток энергии от шины или другого генератора к активному генератору при выходе из строя его выхода.

  1. Определите минимальный захват при максимальном угле крутящего момента.
  2. Определить зону срабатывания / замыкания.
  3. Определите максимальный угол крутящего момента.
  4. Определить время задержки.
  5. Проверить временную задержку во второй точке на временной кривой для реле с обратнозависимой выдержкой времени.
  6. Постройте рабочую характеристику.

40 Реле потери поля (импеданса)

Функционирует при заданном или аномально низком значении или отказе тока возбуждения машины, или при чрезмерном значении реактивной составляющей тока якоря в машине переменного тока, указывающей на возбуждение ненормально слабого поля. Используется для защиты от потери возбуждения генератора, работающего параллельно с другими генераторами системы.

  1. Определите максимальный вылет.
  2. Определите максимальный угол крутящего момента.
  3. Определить смещение.
  4. Постройте окружность импеданса.

46 Реле баланса тока

Работает, когда многофазные токи имеют обратную последовательность фаз, или когда многофазные токи несбалансированы или содержат компоненты обратной последовательности фаз, превышающие заданное значение. Используется для защиты линий и трехфазных машин, особенно двигателей и синхронных преобразователей, от повреждений, вызванных несимметрией фаз и однофазной работой.

  1. Определите приемку каждой единицы.
  2. Определите наклон в процентах.
  3. Определить время задержки.

46N Реле тока обратной последовательности

  1. Определите аварийный уровень обратной последовательности.
  2. Определите минимальный уровень срабатывания обратной последовательности.
  3. Определите максимальную задержку времени.
  4. Проверьте две точки на кривой (I2) 2t.

47 Реле чередования фаз или фазового баланса

Работает на заданном значении многофазного напряжения в желаемой последовательности фаз.Обеспечивает защиту вращающегося оборудования от разрушительного воздействия чрезмерного напряжения обратной последовательности в результате обрыва фазы, дисбаланса фаз и обратной последовательности фаз.

  1. Определите напряжение прямой последовательности для замыкания нормально разомкнутого контакта.
  2. Определите напряжение прямой последовательности для размыкания нормально замкнутого контакта (отключение при пониженном напряжении).
  3. Проверить отключение обратной последовательности.
  4. Определите время задержки для замыкания нормально разомкнутого контакта при внезапном срабатывании 120 процентов срабатывания.
  5. Определите время задержки для замыкания нормально замкнутого контакта при снятии напряжения, если ранее было установлено номинальное напряжение системы.

49R Реле тепловой реплики

Работает, когда температура якоря машины или другой несущей обмотки или элемента машины или температура силового выпрямителя или силового трансформатора (включая трансформатор силового выпрямителя) превышает заданное значение.

  1. Определите временную задержку при 300 процентах уставки.
  2. Определите вторую точку на рабочей кривой.
  3. Определить пикап.

49T Реле температуры (RTD)

Используется для защиты двигателей и генераторов, оборудованных термометром сопротивления (RTD), от перегрева. Реле можно использовать в качестве защитного устройства для отключения машины при перегреве или в качестве аварийного сигнала для уменьшения нагрузки на машину.

  1. Определить сопротивление срабатывания.
  2. Определите сопротивление сброса.

50 Реле мгновенного максимального тока

Работает мгновенно при чрезмерном значении тока или чрезмерной скорости нарастания тока, что указывает на неисправность в защищаемом устройстве или цепи. Реле максимального тока мгновенного действия не имеют собственной выдержки времени и используются для быстрой защиты от короткого замыкания.

  1. Определить подхват.
  2. Определить отсев.
  3. Определить время задержки.

Отказ выключателя 50BF

Реле отказа выключателя — это использование реле контроля тока, чтобы определить, продолжает ли ток течь в неисправную цепь через некоторое время после того, как выключатель получил команду на прерывание цепи.Если ток продолжает течь в неисправную цепь, автоматический выключатель считается неисправным.

  1. Определить текущий контроль срабатывания.
  2. Определите время задержки.
  3. Проверить все входы и выходы. Протестируйте все используемые входы запуска и все используемые выходы.

51 Максимальный ток с выдержкой времени

Реле с независимой или обратнозависимой временной характеристикой, которое срабатывает, когда ток в цепи переменного тока превышает заданное значение.

  1. Определите минимальный подхват.
  2. Определите временную задержку в двух точках на кривой время-ток.

55 Реле коэффициента мощности

Работает, когда коэффициент мощности в цепи переменного тока поднимается выше или опускается ниже заданного значения.

  1. Определите угол срабатывания.
  2. Определить время задержки.

59 Реле максимального напряжения

Работает с заданным значением перенапряжения. Обеспечивает надежную защиту генераторов, двигателей и трансформаторов от неблагоприятных условий напряжения в системе.

  1. Определите срабатывание защиты от перенапряжения.
  2. Определите временную задержку для замыкания контакта при внезапном приложении 120 процентов наводки.

60 Реле баланса напряжения

Работает с заданной разницей напряжения, входным или выходным током или двумя цепями. Обеспечивает высокоскоростную защиту оборудования энергосистем и защитных систем от неправильного срабатывания или ложного срабатывания в случае внезапной потери чувствительного потенциала в результате сгорания предохранителя.

  1. Определите разность напряжений для замыкания контактов с одним источником при номинальном напряжении.
  2. Постройте график работы реле.

63 Реле внезапного давления трансформатора

Работает при заданных значениях давления жидкости или газа или при заданных скоростях изменения этих значений. Реле внезапного давления трансформатора реагируют на внезапное повышение давления газа в силовом трансформаторе, которое может быть вызвано внутренней дугой.

  1. Определите скорость нарастания или уровень внезапно приложенного давления в соответствии с данными, опубликованными производителем.
  2. Проверить работу контура герметизации 63 FPX.
  3. Проверить цепь отключения устройства дистанционного управления.

64 Реле датчика заземления

Работает при отсутствии заземления изоляции машины или другого оборудования. Эта функция назначается только реле, которое обнаруживает прохождение тока от рамы машины или ограждающего корпуса или конструкции части устройства к земле или обнаруживает заземление на нормально незаземленной обмотке или цепи.Он не применяется к устройствам, подключенным во вторичной цепи трансформатора тока, во вторичной нейтрали трансформаторов тока, включенных в силовую цепь нормально заземленной системы.

  1. Определите максимальное сопротивление относительно земли, вызывающее срабатывание реле.

67 Направленное реле максимального тока

Работает на желаемом значении перегрузки по току переменного тока, протекающего в заданном направлении. Поляризация — это метод, используемый реле для определения направления тока.

  1. Определите минимальное срабатывание устройства направления при максимальном угле крутящего момента.
  2. Определить зону срабатывания.
  3. Определите максимальный угол крутящего момента.
  4. Участок эксплуатационных характеристик.
  5. Определите срабатывание блока максимального тока.
  6. Определите временную задержку блока максимального тока в двух точках на кривой времени тока.

79 Реле повторного включения

Управляет автоматическим повторным включением и блокировкой прерывателя цепи переменного тока после того, как он был отключен перегрузкой по току или другим действием защитного реле.Реле можно настроить для обеспечения нескольких повторных включений через заданные интервалы времени, так что в случае, если выключатель не остается включенным после первого повторного включения, будут выполнены дополнительные повторные включения.

  1. Определите время задержки для каждого запрограммированного интервала повторного включения.
  2. Проверить блокировку на случай неудачного повторного включения.
  3. Определите время сброса.
  4. Определите длительность близкого импульса.
  5. Проверить мгновенное отключение от сверхтока.

81 Реле частоты

Работает с заданным значением частоты (ниже, выше или выше нормальной системной частоты) или скоростью изменения частоты.

  1. Проверить уставки частоты.
  2. Определить время задержки.
  3. Определить отсечку по минимальному напряжению.

85 Контрольный проводной монитор

Реле, которое приводится в действие или ограничивается сигналом, используемым в связи с направленной ретрансляцией неисправности контрольного провода постоянного тока или несущего тока. Пилотная ретрансляция — это адаптация принципов дифференциальной ретрансляции для защиты участков линий электропередачи. Термин «пилот» означает, что между концами линии передачи имеется некоторый соединительный канал, по которому может передаваться информация.

  1. Определите датчик максимального тока.
  2. Определить датчик минимального тока.
  3. Определить уровень срабатывания заземления контрольного провода.

87 Дифференциал

Функционирует от процента, фазового угла или другой количественной разности двух токов или некоторых других электрических величин. Трансформаторные дифференциальные реле защищают от коротких замыканий между витками обмотки и между обмотками, которые соответствуют межфазным или трехфазным коротким замыканиям.

  1. Определить срабатывание рабочего блока.
  2. Определите работу каждого удерживающего устройства.
  3. Определите уклон.
  4. Определить ограничение гармоник.
  5. Определить мгновенное срабатывание.
  6. Постройте рабочие характеристики каждого удерживающего устройства.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *