Ako funguje ochrana a automatizácia ochrany

Prvé experimenty s elektrinou u ľudí a vytvorenie okruhov na prechod prúdu boli sprevádzané skratmi a poruchami, počas ktorých sa získali skúsenosti a znalosti, odhalili sa zákonitosti prebiehajúcich procesov a vytvorili sa prevádzkové pravidlá.

Na základe analýzy urobených chýb sa začali vytvárať zariadenia, ktoré chránia zariadenia a ľudí pred elektrickými účinkami. Prvými takýmito zariadeniami boli poistky, ktoré pri vzniku kritických záťaží vyhoreli a prerušili obvod elektrického prúdu.

Zložitejšie ochranné štruktúry sa začali masívne zavádzať po roku 1891, keď v Rusku bolo podľa projektu Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky úspešne prepravených 220 kW elektrickej energie na 175 km s účinnosťou 77% na základe trojfázového systému napätia vyvinutého rovnakým vedcom.

Princíp ochrany bol založený na princípe relé - zariadenia, ktoré neustále monitorujú akékoľvek elektrické parametre siete a keď dosiahnu kritické hodnoty, spustia sa: prudkým spôsobom zmení svoj pôvodný stav prepnutím elektrického obvodu.

Prvé ochranné zariadenia boli vyrobené na základe návrhov elektromechanických relé a odborníci zapojení do ich činnosti sa začali nazývať „relé“, ktoré je platné dodnes.

Služba ochrany a automatizácie relé (RPA) vytvorená v energetickom systéme na základe neustále získaných skúseností je súčasne zapojená do ďalších zložitých procesov:

• riadiace systémy vrátane miestnych, vzdialených a vzdialených metód;

• zámky zariadení;

• signalizačné obvody, ktoré umožňujú analyzovať udalosti vyskytujúce sa v sieti;

• meranie rôznych elektrických veličín v existujúcich obvodoch;

• analýza kvality meraní na základe metrologických noriem;

• niektoré ďalšie funkcie.

Zásady konštruovania obvodu ochranných zariadení

Pomerne ťažkopádna a zložitá východisková základňa založená na elektromechanických štruktúrach sa neustále zdokonaľuje a upravuje. Pre ochranné práce sa zavádza nový technický vývoj. V moderných energetických komplexoch sa úspešne kombinujú elektromagnetické, indukčné, staticko - polovodičové a mikroprocesorové zariadenia.

Spája ich prakticky nemenný základný algoritmus procesov, ktorý sa modernizuje pre každý konkrétny prípad. Hlavné ochranné funkcie sú znázornené na schéme štruktúry.

Hlavné funkcie ochranných zariadení

Pozorovacia jednotka

Jeho hlavnou funkciou je monitorovať prebiehajúce elektrické procesy v systéme na základe meraní z transformátorov na meranie prúdu a / alebo napätia.

Výstupné signály odoberané z jednotky sa môžu priamo prenášať do logického obvodu na porovnanie s užívateľsky definovanými odchýlkami od nominálnych hodnôt, ktoré sa nazývajú nastavenia, alebo sa môžu spočiatku previesť do digitálnej formy.

Logický blok

Tu sú vstupné signály porovnávané s hraničnými charakteristikami nastavení. Najmenšia zhoda medzi nimi vedie k vydaniu príkazu na vykonanie obrany.

Výkonná jednotka

Je neustále udržiavaná pripravenosť na reakciu na príkazy logických jednotiek. V tomto prípade dôjde k prepnutiu v schéme zapojenia podľa vopred určeného algoritmu, ktorý vylučuje poškodenie zariadenia a zranenie osôb.

Alarmová jednotka

Procesy, ktoré sa vyskytujú v systéme, sa vykonávajú tak rýchlo, že ich človek nedokáže vnímať so svojimi orgánmi.Na opravu perfektných udalostí sú nainštalované výstražné zariadenia, ktoré používajú vizuálne metódy zvukovej expozície s uložením zmien, ktoré sa vyskytli v pamäti.

Vo všetkých stavbách poplachov prevádza stav po operácii do svojej pôvodnej polohy raz prevádzkovateľ manuálne, čo eliminuje stratu informácií o činnosti ochrany automatizáciou.

Zásady ochrany

Veľmi seriózny prístup k spoľahlivosti a bezpečnosti využívania elektrickej energie určil základné požiadavky, ktoré musia systémy ochrany ochrany spĺňať. Sú však tiež technickými zariadeniami, čo znamená: majú schopnosť narušiť správny výkon.

Porucha systémov ochrany relé je možná s:

• poruchy vnútri ochranných prvkov;

• nadmerné reakcie, keď sa nevyžaduje konanie výkonného orgánu;

• falošná práca bez poškodenia elektrického systému.

Aby sa vylúčili poruchy počas prevádzky, vypracúva sa, inštaluje sa, uvádza do prevádzky uvedenie do prevádzky a údržba zariadení na ochranu relé, pričom sa zohľadňujú vyvinuté požiadavky na zariadenia na ochranu a automatizáciu ochrany:

• selektivita založená na hierarchii schémy;

• rýchlosť stanovená podľa času odozvy;

• citlivosť na počiatočné faktory;

• spoľahlivosť práce.

Zásada selektivity

Ďalším spoločným názvom je selektivita. Táto vlastnosť vám umožňuje presne identifikovať a lokalizovať miesto prejavenej poruchy v štruktúrovanej sieti s ľubovoľnou hierarchiou.

Napríklad generátor prenáša elektrickú energiu na mnoho spotrebiteľov nachádzajúcich sa v oblastiach č. 1, 2 a 3, vybavených vlastnou ochranou 1 - 2, 3 - 3 a 5. V prípade skratu vo vnútri koncového používateľa v lokalite č. 3 prechádzajú poškodené prúdy cez všetky ochranné obvody zo zdroja.

V tejto situácii však má zmysel odpojiť poslednú časť s poškodeným elektromotorom a nechať všetky prevádzkové zariadenia v prevádzke. Na tento účel sa vo fáze návrhu obvodu zavedú pre každý obvod rôzne nastavenia ochrany relé.

Ochranné zariadenia oddielu 5 musia skôr pocítiť poruchové prúdy a rýchlejšie zabezpečiť ich núdzové odpojenie od generátora. Preto sa vo vyššie uvedenej schéme hodnoty aktuálneho a časového nastavenia v každej sekcii znižujú z generátora na spotrebiteľa podľa zásady: čím bližšie k miestu poškodenia, tým vyššia je citlivosť.

V tomto prípade je zásada redundancie splnená, berúc do úvahy možnosť zlyhania akýchkoľvek technických zariadení vrátane ochranných systémov nižšej úrovne. To znamená: ak ochrana oddielu 5 oddielu 3 nefunguje, skrat by mal odpojiť ochranné ochranné zariadenia č. 4 alebo 5 na linke č. 2, ktoré sú zase poistené ochranou podľa oddielu 1.

Princíp výkonu

Čas vypnutia poškodenia pozostáva najmenej z dvoch faktorov:

1. spustená ochrana;

2. prevádzka pohonu ističa.

Prvý parameter sa dá upraviť z minimálnej hodnoty z dôvodu konštrukcie ochrany a počtu použitých prvkov. Takéto metódy vytvárajú čas oneskorenia pre zahrnutie špeciálnych nastaviteľných relé do obvodu. Používa sa na ďalšiu ochranu.

Zariadenia v blízkosti miesta poškodenia musia byť nakonfigurované tak, aby fungovali s čo najkratšími možnými časovými intervalmi.

Princíp citlivosti

Táto vlastnosť vám umožňuje určiť typy vypočítaného poškodenia a neobvyklých situácií energetického systému vo vnútri aktuálnej ochrannej zóny.

Citlivosť reléových ochranných a automatizačných zariadení

Na určenie jeho číselného vyjadrenia sa zavedie koeficient Кч, vypočítaný ako pomer minimálnej hodnoty skratového prúdu pre daný úsek k hodnote vypínacieho prúdu.

Zároveň ochranné a automatizačné zariadenia pracujú správne pri Ic

Optimálna hodnota koeficientu citlivosti je v rozmedzí 1,5 - 2.

Zásada spoľahlivosti

Na jeho vymedzenie sa zavádzajú tieto pojmy:

• uptime;

• udržiavateľnosť;

• trvanlivosť;

• vytrvalosť.

Každá z nich má svoje vlastné hodnotiace kritériá.

Spoľahlivosť reléových ochranných a automatizačných zariadení

Prevádzka a údržba reléových ochranných zariadení zvažuje tri možnosti spoľahlivosti reakčných funkcií:

1. s vnútornými skratmi v chránenej zóne;

2. počas priechodu vonkajšieho skratu mimo pracovného priestoru;

3. v režimoch bez poškodenia.

Zároveň sa spoľahlivosť delí na:

• funkčné;

• hardvérová miestnosť.

Núdzové ovládanie

Akákoľvek jednotka ochrany relé nie je iba nezávislým obvodom, ale je kombinovaná do komplexov vyššej úrovne, ktoré v konečnom dôsledku tvoria núdzový riadiaci systém energetického systému. Má všetky prvky prepojené s ostatnými komponentmi a komplexne vykonáva svoje úlohy.

Skrátený zoznam funkcií ochrany a automatizácie je demonštrovaný zjednodušeným blokovým diagramom.

Grid Emergency Management

Stručné zhrnutie charakteristík činnosti ochrany a automatizácie relé nám umožňuje dospieť k záveru, že povolanie prevádzkovateľa relé vyžaduje neustále štúdium zariadenia, ktoré sa uvádza do prevádzky, zlepšenie znalostí a formovanie silných praktických zručností.

Viac informácií o povolaní prevádzkovateľa relé: Ochrana a automatizácia relé Elektrikár

Prečítajte si o moderných zariadeniach na ochranu relé tu: Zariadenie na ochranu relé založené na mikroprocesoroch: prehľad možností a sporných otázok