Как устроена релейная защита и автоматики от перенапряжения дома: что это? Советы

Чувствительность

Релейная защита должна реагировать только на повреждение защищаемого элемента энергосистемы, а в случаях когда это предусмотрено, то и на соседних элементах.

Чувствительность устройства РЗ — способность устройства РЗ реагировать на возникновение КЗ или ненормального режима работы оборудования.

Устройство РЗ должно срабатывать:

1. При повреждении в любой точке защищаемого оборудования.
2. Во всех режимах работы защищаемого оборудования и энергосистемы.
3. При всех видах повреждений защищаемого оборудования, при которых данное устройство РЗ должно работать.

Имеются устройства РЗ, предназначенные для работы при всех видах повреждений, и имеются устройства РЗ, предназначенные для работы только при определенных видах повреждений (например, защита от трёхфазных КЗ, защита от междуфазных КЗ, защита от несимметричных КЗ, защита от КЗ на землю).

Как выбрать УЗИП для частного дома

Последовательность действий домашнего мастера-электрика для правильного подбора устройств защиты от импульсного перенапряжения представлена картинкой.

Заостряем внимание на том, что установка УЗИП в доме бессмысленна и запрещена правилами при отсутствии:

1. надежного заземляющего устройства дома:
2. разрядников на питающей ВЛ и ТП.

Ко второму случаю следует отнести и плохое техническое состояние воздушной ЛЭП. Следует знать, что сейчас идет интенсивная замена открытых проводов ВЛ изолированными СИП (самонесущие изолированные провода). Такие линии называют ВЛИ.

Когда реконструкция ВЛИ выполнена на всем ее протяжении, а не на отдельных участках, прямой удар молнии в фазный провод практически нереален. Работает слой изоляции. Энергетики на подобных линиях усиленно следят за качеством разрядников, поддерживают их в рабочем состоянии.

Выбор схемы включения УЗИП для дома зависит от:

• системы заземления здания TN-C-S либо TT;
• местных условий жилища;
• способов подключения к ВЛ;
• наличия внешней молниезащиты.

Но, это материал очередной статьи, которая готовится к публикации. Подписывайтесь на рассылку, чтобы своевременно получить уведомление о ее выходе.

Для закрепления материала рекомендуем к просмотру видеоролик владельца Staaaarsky «Демонстрация работы УЗИП».

Более полную информацию предоставляет вебинар компании ABB «Устройства защиты от импульсных перенапряжений».

Возможно, у вас появились вопросы или желание прокомментировать статью. Воспользуйтесь подготовленной формой.

Сейчас самое благоприятное время поделиться прочитанным материалом с друзьями в соц сетях с помощью специальных кнопок.

Полезные товары

• Лезвия для резьбы по дереву
• Монета-сувенир для принятия решений
• Инструмент для вскрытия корпуса планшета

Полезные сервисы и программы

• Курсы по дизайну
• Онлайн изучение английского языка с репетитором или самостоятельно

Классификация

Всё разнообразие приборов релейной защиты классифицируется по следующим основным признакам:

По типу подключения они бывают первичными и подключаются непосредственно в электрическую сеть. Вторичные приборы подсоединяются в неё с помощью трансформатора, дающего гальваническую развязку.

По исполнению они выпускаются электромеханическими: в них сеть замыкается и размыкается с помощью механических контактов. В современных электронных аппаратах цепью управляют полупроводники, при этом не происходит физического размыкания контактов.

По назначению оно может выполнять две задачи: логическую и измерительную функции. Логические приборы принимают решение на основе изменяющихся внешних характеристик системы. Измерительные аппараты производят только замер её значений.

По методу работы приборы классифицируются на прямые и косвенные изделия. Изделия прямого действия механически связаны с блоком отключения, а косвенные управляют механизмом отключения электропитания.

Релейная автоматика может осуществлять контроль за следующими основными параметрами линии электропередач и оборудования и при достижении опасных значений выполняет его отключение:

Максимальный ток. При достижении тока выше определенного значения срабатывает отключающее реле.

Направление мощности. Такой вид контроля помимо величины тока учитывает его направление.

Разница токов на входе и выходе в оборудование. Он бережет генераторы и трансформаторы с помощью сравнения параметров на входе и выходе. При достижении опасных характеристик производится отключение потребителей.

Логические приборы определяют места коротких замыканий и позволяют отключить опасный участок.

Пониженное и повышенное напряжение. При наличии коротких замыканий напряжение понижается. Повышение напряжения может быть вызвано ударом молнии. Любое изменение напряжения опасно для оборудования и электрических сетей. При изменении значений автоматика отключает линию.

Автоматическая разгрузка линии при снижении частоты тока в ней. При снижении частоты тока в электросети автоматика отключает часть потребителей. При повышении частоты необходимо наоборот нагружать сеть, для снижения частоты вращения генератора.

Исходя из этого перечня выполняемых задач, становится понятно, для чего нужна релейная защита. Но существуют изделия, которые осуществляют не выключение, а автоматическое подключение потребителей. Оно может осуществляться для повторного включения энергоснабжения через заданный интервал времени или для автоматического ввода резервной мощности. В этом случае в сеть вводится дополнительные генерирующие мощности для компенсации дефицита.

Устройства для решения проблемы

Преимущества РН перед стабилизатором

Когда проблемы с электричеством требуют 100% установки реле контроля, здесь все ясно. Но иногда возникает вопрос: а что если вместо РН поставить стабилизатор? Ведь, кроме защиты сети он вдобавок улучшит качество напряжения. Разобраться с этим вопросом помогут некоторые преимущества РН перед стабилизатором:

1. Многие модели стабилизаторов, особенно дешевые, уступают реле по быстроте срабатывания защиты при возникновении критических показателей напряжения. Конкурировать в вопросе защиты с РН могут только симисторные стабилизаторы, но такие приборы имеют высокую стоимость.
2. РН отличается компактными размерами, что не скажешь о внушительном корпусе стабилизатора. Эта характеристика существенно упростит монтаж. Установка реле может быть выполнена на DIN рейку непосредственно в квартирном щитке. Хозяину останется только подсоединить к контактам провода. Установка стабилизатора требует изготовления ниши или защитного ящика возле щитка. А при невозможности сделать это за пределами помещения, прибор придется размещать в квартире.
3. Главной положительной чертой реле контроля является его мгновенная реакция на критический показатель напряжения, которая измеряется миллисекундами.
4. И последнее, надо отметить вопрос комфорта. Каков бы ни был стабилизатор, он будет создавать шум во время работы. Пусть не сразу, но со временем точно. Это связано с тем, что его электрическая схема имеет силовой трансформатор. Именно он с продолжительностью работы начинает издавать неприятный гул. В свою очередь, реле контроля защищает домашнюю сеть бесшумно.

Рассмотрев эти важные нюансы, можно сделать вывод, что если вместо стабилизатора можно обойтись установкой РН, то лучше отдать предпочтение последнему.

Автомат или предохранитель перед УЗИП

Обязательным условием установки УЗИП является наличие аппарата защиты перед ним – автомата или предохранителя.

Причем специалисты рекомендуют ставить именно предохранитель.

В любом автоматическом выключателе есть катушка, обладающая индуктивностью. А вы эту самую катушку, состоящую из множества витков, устанавливаете последовательно в цепь с УЗИП. Помните, что мы ранее говорили про максимальные расстояния проводников для подключения устройства?

Так вот, выставив перед УЗИП автомат, у вас получится ситуация, когда ток молнии, помимо самого ОПС, вынужден будет пройти через всю катушку, образуя на ней дополнительное напряжение. Иногда эта величина может доходить до 100кВ!

Поэтому и ставят перед УЗИП предохранители с плавкой вставкой, длина которой всего пару сантиметров.

Кстати, есть модели УЗИП, в которых плавкая вставка встроена в корпус устройства.

Только не путайте назначение всех этих предохранителей или автоматов. Они не нужны для защиты самого ОПС. Их обязанность — отсоединить после срабатывания поврежденный элемент цепи.

УЗИП выполнив свою главную задачу, остается фактически “закороченным”, и подать напряжение на все остальное оборудование с короткозамкнутым элементом внутри цепи вы не сможете.

При этом у данной защиты, когда она стоит непосредственно перед самим аппаратом, а не на главном вводе, есть один существенный недостаток. Дело в том, что большинство молний многокомпонентные и их разряд вызывает не один импульс, а несколько.

Причем импульсы эти достигают устройства одномоментно. Представьте себе такую картину – пришла первая волна максимальной величины и заставила не просто сработать УЗИП, но и вывела из работы сменный модуль (выпал красный индикатор) с аппаратом защиты до него.

И тут же за первым импульсом накатывает второй (всего через 60-80мс), а защиты то уже нет! Поэтому иногда лучше защиту в виде автоматов или предохранителей размещать на главном вводе. Она после первого срабатывания будет гасить всю сеть 220В.

УЗИП чаще всего выходят из строя (срабатывают без возможности восстановления параметров варистора) по двум причинам:

слишком большое напряжение или разряд, который превышает рабочий диапазон (неправильно выбрали или установили не там, где надо)

длительное перенапряжение (не кратковременный импульс)

Например, при обрыве нейтрали или при длительном однофазном КЗ.

Функции реле перегрузки

Реле перегрузки:

• При пуске электродвигателя позволяют выдерживать временные перегрузки без разрыва цепи.

• Размыкают цепь электродвигателя, если ток превышает предельно допустимое значение и возникает угроза повреждения электродвигателя.

• Устанавливаются в исходное положение автоматически или вручную после устранения перегрузки.

IEC и NEMA стандартизуют классы срабатывания реле перегрузки.

Обозначение класса срабатывания

Как правило, реле перегрузки реагируют на условия перегрузки в соответствии с характеристикой срабатывания. Для любого стандарта (NEMA или IEC) деление изделий на классы определяет, какой период времени требуется реле на размыкание при перегрузке. Наиболее часто встречающиеся классы: 10, 20 и 30. Цифровое обозначение отражает время, необходимое реле для срабатывания. Реле перегрузки класса 10 срабатывает в течение 10 секунд и менее при 600% тока полной нагрузки, реле класса 20 срабатывает в течение 20 секунд и менее, а реле класса 30 – в течение 30 секунд и менее.

Угол наклона характеристики срабатывания зависит от класса защиты электродвигателя. Электродвигатели IEC обычно адаптированы к определённому варианту использования. Это означает, что реле перегрузки может справляться с избыточным током, величина которого очень близка к максимальной производительности реле. Класс 10 – самый распространённый класс для электродвигателей IEC. Электродвигатели NEMA имеют внутренний конденсатор большей ёмкости, поэтому класс 20 для них применяется чаще.

Реле класса 10 обычно используется для электродвигателей насосов, так как время разгона электродвигателей составляет около 0,1-1 секунды. Для многих высокоинерционных промышленных нагрузок необходимо для срабатывания реле класса 20.

Сочетание плавких предохранителей с реле перегрузки

Плавкие предохранители служат для того, чтобы защитить установку от повреждений, которые могут быть вызваны коротким замыканием. В связи с этим плавкие предохранители должны иметь достаточную ёмкость. Более низкие токи изолируются с помощью реле перегрузки. Здесь номинальный ток плавкого предохранителя соответствует не рабочему диапазону электродвигателя, а току, который может повредить наиболее слабые составляющие установки. Как было упомянуто ранее, плавкий предохранитель обеспечивает защиту от короткого замыкания, но не защиту от перегрузок при низком токе.

На рисунке представлены наиболее важные параметры, формирующие основу согласованной работы плавких предохранителей в сочетании с реле перегрузки.

Очень важно, чтобы плавкий предохранитель сработал прежде, чем другие детали установки получат тепловое повреждение в результате короткого замыкания

Напряжение 380 В в сети 220 В

Возникает при обрыве нулевого провода или замыкании его на фазу. Наиболее вероятны такие сбои при питании по ВЛ.

Для защиты от перенапряжений этого типа применяются реле напряжения (РН) и многофункциональные защитные устройства (УЗМ). Они контролируют входное напряжение, и отключаются при его значениях выше или ниже установленных (пониженное напряжение опасно для бытовой техники, имеющей электродвигатели).

В зависимости от модели защитного устройства, пороговые значения могут быть предустановленными производителем или устанавливаться вручную. Нижний порог срабатывания приборов регулируется в пределах 155-200 В, верхний – 240-280 В.

Из чего состоит ЛЗШ

Отвечая на вопрос «ЛЗШ защита что это», можно сказать, что она включает в себя сложный комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для отключения линии при внештатном режиме работы. Все их условно можно разделить на 3 категории:

1. Датчики – устройства, считывающие в реальном времени информацию о состоянии энергосистемы. Например, ток и напряжение на силовых шинах, частоту, сдвиг фазы и cosф нагрузки, а также температуру трансформаторов, окружающего воздуха и тому подобные показатели. Вся эта информация поступает в контроллер.
2. Микропроцессорные терминалы – вычислительный орган системы. С натяжкой его можно назвать компьютером. Внешне представляет собой небольшую коробку с экраном, отображаемым состояние сети, и множеством кнопок для настройки прибора и его взаимодействия с человеком.
3. Исполнительные органы – по аналогии с ПК это периферийные устройства. К ним относятся высоковольтные выключатели, вентиляторы и насосы систем охлаждения, различные приводы для коммутирующих устройств.

Упрощённо всё это работает следующим образом. На шинах подстанции возникает какая-либо внештатная ситуация, например, короткое замыкание. Трансформаторы тока регистрируют критическое превышение этого параметра. С них сигнал передаётся в микропроцессорный терминал, который его обрабатывает. При этом учитывается ток короткого замыкания, его продолжительность и ряд других характеристик. Затем терминал подаёт сигнал на исполнительный орган – вакуумный выключатель, который отключает участок линии, поражённый коротким замыканием.

Трансформаторы тока

Перечень основных защитных функций

Согласно стандарту , перечислены следующие защитные функции реле:

Номер функции	Тип функции
21	Дистанционная защита, защита фаз
21G	Дистанционная защита от замыканий на землю
21P	Защита расстояния между фазами
21N	Дистанционная защита от замыкания на землю
21FL	Место неисправности
25	Проверка синхронности
27	Контроль минимального напряжения
27P	Контроль падения напряжения между фазами
27X	Контроль падения вспомогательного напряжения
32	Управление направлением мощности
32F	Прямое направление мощности
32R	Инверсия направления мощности
37	Контроль минимального тока или мощности
49	Тепловая перегрузка
50	Защита от перегрузки по току с независимой выдержкой времени
50BF	Резервное устройство автоматического выключателя
51	Защита от перегрузки по току с независимой выдержкой времени
59	Защита от перенапряжения
67	Защита от перенапряжения Защита от направленного тока
68	Блокировка силовых качелей
79	Автоматическое повторное закрытие
87	Защита от остаточного тока

Читайте далее:

• Релейно-контактные системы управления – ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД.
• Электромагнитное реле: устройство, типы, обозначения, подключение и настройка.
• Кибернетика, что это такое? Происхождение и справочная информация.
• Полезные статьи о том, что такое приказ в электроустановках.
• Обозначение реле на электрической схеме.
• АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ it. Что такое система автоматического управления?.
• Дифференциальная защита; Школа для инженеров-электриков: электротехника и электроника.

Основные принципы работы

Бывают ситуации, когда нарушается работоспособность релейной защиты. Это происходит по разным причинам: ложное срабатывание, неисправности в самом реле и т.д. Чтобы не допускать снижения трудоспособности РЗА, изготовителями разрабатываются различные принципы и требования, которые необходимо соблюдать при установке, эксплуатации и обслуживании.

Существует несколько основных принципов:

• принцип надежности. Релейная защита должна бесперебойно выполнять все задачи, заложенные производителем.
• принцип селективности (избирательный принцип). Релейная защита должна безошибочно находить и устранять место, где произошло повреждение сети.
• принцип быстродействия. Время от обнаружения повреждения до полного обесточивания должно быть максимально минимизировано.
• принцип чувствительности. Он позволяет определять типы всевозможных повреждений с помощью коэффициента, величина которого должна соответствовать 1,5-2.

Эксплуатация и обслуживание устройств РЗА

Обслуживание релейной защиты и автоматики осуществляется оперативным персоналом и включает:

• проверку правильности расположения переключающих устройств на панелях и шкафах РЗА, крышках испытательных блоков;
• проверку исправности предохранителей или автоматических выключателей в цепях управления и защит;
• проверку функциональности устройства релейной защиты по параметрам, имеющимся на аппаратах и панелях (шкафах) устройств внешней сигнализации и приборов;
• анализ результатов опробования выключателей и иных аппаратов;
• проверку обменных сигналов высокочастотных защит;
• проведение измерения контролируемых показателей устройств высокочастотного телеотключения, низкочастотной аппаратуры каналов автоматики, высокочастотной аппаратуры противоаварийной автоматики;
• проведение измерения напряжения небаланса в защите шин и устройств контроля изоляции вводов;
• проведение измерения напряжения небаланса в разомкнутом треугольнике трансформатора напряжения;
• проверку результатов опробования устройств автоматического повторного включения, автоматического включения резерва и фиксирующих приборов;
• выполнение активации часов автоматических осциллографов и т.д.

Работы в функционирующих электроустановках со сложными связями или требующих управления некоторых периодов работ, производятся по программам, направленным на обслуживание релейной защиты и автоматики. За составление программ отвечают специалисты, отвечающие за обеспечение порядка работ релейной защиты в действующих электроустановках. Программы гарантируют исключение снижения надежности работы электростанций и подстанций, следуют требованиям безопасности персонала, проводящего данные операции.

На все работы по ТО и испытаниям устройств, обслуживание РЗА действующих электроустановок оформляются оперативные заявки.

Альтернативный вариант — реле контроля напряжения в сети

Бюджетной альтернативой стабилизатору является реле контроля напряжения, которое выполняет оговоренную нами функцию отключения электропитания при выходе напряжения в сети за допустимые пределы. В зависимости от исполнения, устройство срабатывает при перенапряжении, либо контролирует и его нижний уровень.

Существуют модификации реле, которые восстанавливают питание автоматически при его возвращении к допустимым пределам, или это нужно делать вручную. Наиболее совершенные устройства предоставляют возможность установки уровней напряжения, при которых наступает отключение потребителей и времени задержки при возвращении питания. Например, холодильник нельзя включать в сеть повторно в течение пяти минут, чтобы не повредить компрессор. Именно такое значение можно задать на реле.

При этом реле не обеспечивает стабильное напряжение, не компенсирует импульсные скачки и не защищает от грозового перенапряжения. Иными словами, такой способ защиты подходит в ситуации, когда напряжение в сети нормальное, но возможны его редкие и значительные отклонения, в том числе, в результате аварии в сети электроснабжения.

Существуют варианты исполнения для защиты отдельных потребителей в виде удлинителя или моноблока с вилкой и розеткой. Эти устройства рассчитаны на ток нагрузки 6-16А. Аналогичные приборы в модульном исполнении монтируются на электрощите.

Реле модульного типа может иметь на выходе переключающую группу контактов, нормально разомкнутые контакты, а также две отдельные группы нормально разомкнутых или нормально замкнутых контактов. Это позволяет реализовать разные варианты управления питанием потребителей.

Электромонтаж реле напряжения модульного типа можно выполнить по вышеприведенной иллюстрации. В любом случае устройство подключается после входного автомата. Нулевой провод подсоединяется к клемме N, а провода фазы — к нормально разомкнутым контактам реле.

Для защиты более дорогого устройства его номинальный рабочий ток выбирается на ступень выше, чем значение, указанное на корпусе входного автомата. Например, если перед реле установлен автомат на 40А, выбирают прибор с номинальным значением 50А.

Если устройство с необходимым значением рабочего тока отсутствует, либо стоит слишком дорого, его можно заменить реле напряжения с минимальным параметром нагрузки. При этом к его выходу подключается контактор необходимой мощности или пускатель, который подает напряжение на потребители.

Электромонтаж реле напряжения в паре с контактором приведен на схеме. В данном примере собственно реле напряжения подключается также после входного автомата, счетчика и УЗО. Провод фазы с выходного контакта реле подключается к клемме управляющей обмотки контактора, а к ее второй клемме подсоединяется нулевой провод (выступающая часть корпуса). На выходные клеммы контактора (дальняя часть корпуса) сверху подаются фаза питания и ноль, а снизу подключаются провода фазы и нуля потребителей.

При наличии нормального уровня напряжения в сети реле контроля замыкает выходные контакты и подает питание на обмотку контактора. Он, в свою очередь, замыкает выходные контакты и подает питание потребителям. При отсутствии напряжения в сети или выходе его за допустимые пределы цепи последовательно разрываются и питание нагрузки отключается.

В ряде случаев удобно использовать несколько реле напряжения для разных типов потребителей. При этом для наиболее дорогих электронных потребителей, как, например, компьютеры, можно задать с помощью соответствующего реле допустимый диапазон входного питания в пределах 200-230В.

Бытовым электроприборам с электродвигателями, как, например, холодильник или стиральная машина, можно установить диапазон напряжения 185-235В. Потребители типа утюга, обогревателя или водонагревателя могут питаться напряжением 175-245В. Внутренние таймеры реле можно настроить на разное время задержки возобновления питания.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТНОГО РЕЛЕ

Релейные защитные устройства разнообразны и могут быть выполнены по различным схемам, реализованным на различных элементных базах.

• измерительные органы;
• логика; исполнительные механизмы;
• сигнализация.

Измерительный орган реле получает непрерывную информацию о состоянии контролируемого объекта, которым может быть отдельная установка, элемент или участок электрической сети. Существует несколько подходов к классификации структурных единиц релейной защиты.

Корпуса измерительных реле иногда называют пусковыми реле, что не меняет сути. Мониторинг состояния объекта заключается в получении и обработке технических параметров питания – тока, напряжения, частоты, величины и направления мощности, сопротивления.

В зависимости от значения этих параметров на выходе измерительного реле формируется дискретный логический сигнал (“да”, “нет”), который поступает в логический блок.

Логический блок получает дискретную команду от измерительного реле и выдает необходимую команду на привод или механизм в соответствии с заданной программой или логической схемой.

Блок сигнализации обеспечивает работу сигнальных устройств, которые сигнализируют о факте срабатывания комплекта релейной защиты или его отдельных органов.

Для того чтобы ARS эффективно выполняла свою задачу, она должна обладать определенными характеристиками. Существует четыре основных требования, которые предъявляются к устройствам защитного реле. Давайте рассмотрим их по очереди.

Селективность.

Свойство систем защиты заключается в том, чтобы обнаружить неисправный участок сети и произвести необходимые и достаточные отключения для его отделения. Если работа системы защиты вызывает чрезмерное отключение энергосистемы, это называется неселективным отключением.

Примером такой системы защиты является комплект защиты по остаточному току, который отключается только в случае повреждения между точками сети, где контролируется дифференциальный ток.

Относительная селективность обеспечивается системами сверхтоков, которые обычно реагируют на повреждения на участках, прилегающих к зоне, которую они непосредственно защищают. Обычно, чтобы избежать неселективного отключения, такие системы автоматизации имеют искусственную задержку, превышающую время срабатывания защит в соседних зонах.

Предупреждение. Искусственная задержка времени – это задержка времени, создаваемая специальными органами переключения с задержкой (реле времени).

Быстрая работа.

Отключение неисправного участка или элемента сети должно происходить как можно быстрее, чтобы обеспечить стабильность остальной части системы и свести к минимуму перебои в энергоснабжении потребителей.

Иногда время реакции системы автоматизации интерпретируется как время от возникновения неисправности до отключения неисправного участка, т.е. включает время работы выключателя.

Это не совсем верно, так как автоматический выключатель не является частью АРС и его параметры не могут быть использованы для оценки эффективности релейной защиты сети и энергосистем.

Это означает, что необходимо учитывать время срабатывания автоматического выключателя, но учтите, что это не является особенностью релейной защиты. Для сравнения можно отметить, что время срабатывания автоматического выключателя намного больше, чем время срабатывания самого реле автоматического выключателя (без учета искусственной задержки).

Чувствительность.

Это характеризует способность системы автоматизации гарантировать отключение во всем рабочем диапазоне для всех типов возмущений, на которые она рассчитана. Чувствительность системы автоматизации – это точный числовой параметр, значение которого проверяется в расчетных режимах при минимальных значениях ее рабочих параметров.

Это универсальная характеристика всех технических устройств, заключающаяся в способности реле работать непрерывно и без сбоев. В соответствии со своим основным предназначением.

В этом устройстве входящие сигналы сравниваются с установленными пределами. Даже незначительное совпадение этих параметров вызывает команду защитной операции.

Схемы питания цепей сигнализации

Па подстанциях с постоянным оперативным током цепи сигнализации вместе с цепями управления защиты и автоматики получают питание от аккумуляторной батареи. Для повышения надежности питания потребителей на подстанции обычно имеются две секции и две системы шин постоянного тока. На крупных подстанциях устанавливаются две аккумуляторные батареи. В этом случае каждая из систем шин питается от отдельной батареи. Обе батареи работают раздельно. Если на подстанции установлена одна аккумуляторная батарея, то системы шин питаются от разных секций щита постоянного тока. Нормально обе секции замкнуты между собой с помощью секционного рубильника, а зарядный агрегат отключен. Возможна такая схема питания, когда одна из секций получает питание от аккумуляторной батареи, а вторая — от зарядного агрегата.

3-х фазная схема в нормальном режиме

Однако остается главный вопрос, как же это все взаимосвязано с обрывом нуля и перенапряжением в розетках? Дело в том, что напряжение изначально из трансформаторных будок ТП и КТП, выходит и приходит в щитовую дома по 3-х фазной схеме, а не по однофазной, как мы рисовали выше.

Что она из себя представляет? В общем случае это четыре проводника:

ноль

и три фазы А-В-С

От каждой фазы подключается отдельный потребитель (квартира, дом) или группа потребителей (несколько квартир в подъезде). При этом ноль у всех общий.

Между фазой и нолем будут привычные нам 220V, а между двух фаз — те самые 380V. При нормальных условиях все лампочки и токоприемники работают исправно.

Можно подключать разную нагрузку, разного номинала, это никак не будет вызывать перенапряжение. Ток в данной схеме течет по каждой фазе, проходит через своего потребителя и уходит через ноль.

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.

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)

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).

2012-2021 г. Все права защищены.

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

Подключение трехфазного РН

Особенность работы трехфазного РН заключается в отключении сразу всех трех фаз при возникновении перенапряжения хотя бы на одной из них. Схема подключения имеет такой порядок:

1. Три фазных провода от автомата, стоящего на вводе, подсоединяют к соответствующим входным контактам реле.
2. Катушку контактора с выходами А1, А2 соединяют проводами с любыми выходными клеммами подключения РН.

При подключении нельзя перепутывать фазы, иначе вращение асинхронных двигателей будет происходить в другую сторону

Еще один важный момент, на который надо обратить внимание, это невозможность установки отдельного РН на каждую фазу. Работающее от трех фаз оборудование после отключения одного из трех реле сразу выйдет из строя

Зачем нужна РЗА

Любой комплекс релейной защиты и автоматики требует проверки и обслуживания. Появление неисправностей и несвоевременная их ликвидация может привести к повреждениям и поломке как элементов сети, так и питаемого электрооборудования.

К неисправностям можно отнести следующие виды аварийных режимов электросети:

• Уменьшение частоты тока при спонтанном отключении генераторов по причине короткого замыкания или другого аварийного режима, а также отключения межсистемных или внутрисистемных электрических связей.
• Повышенное напряжение при «перекосе фаз», резком отключении мощной нагрузки или неисправности оборудования.
• Токовая перегрузка, чрезмерное нагревание изолирующего слоя кабелей и проводников, образование искры в местах контактных соединений.

Устройства РЗА оперативно производят отключение аварийных участков, расцепляя контакты, обесточивая источники энергии, деактивируя выключатели неисправных систем: электрическая дуга гаснет, короткое замыкание прекращается, требуемый уровень показателей электричества остальных участков энергосистемы восстанавливается.