Блоки микропроцессорной релейной защиты серии БМРЗ-100
Ниже представлены руководства по эксплуатации на актуальную линейку устройств. Чтобы найти документацию на более ранние версии продукции, перейдите на страницу «Документация»
Устройство | Назначение | Файл | Наличие |
БМРЗ-100 (Общее руководство по эксплуатации) | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением от 0,4 до 35 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-КЛ-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-ПС-03 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации пунктов секционирования | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-ПС-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации пунктов секционирования | Скачать | Доступно |
БМРЗ-102-КЛ-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-102-ТР-01 | Для выполнения функций резервной релейной защиты, автоматики, управления, измерения и сигнализации силовых понижающих трансформаторов | Скачать | |
БМРЗ-103-СВ-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений секционного выключателя напряжением 6 — 10 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-103-ВВ-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений вводных выключателей напряжением 6 — 10 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-104-ТН-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации трансформатора напряжения (ТН) | Скачать | Доступно |
БМРЗ-104-ТН-03 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации трансформатора напряжения (ТН) | Скачать | Доступно |
БМРЗ-106-КЛ-01 | Для выполнения функций релейной защиты, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-106-ВВ-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений вводных выключателей напряжением 6 — 10 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-107-АВР-20 | Для выполнения функций автоматики, управления, измерения и сигнализации вводных и секционных выключателей распределительных устройств напряжением 6 (10) кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-107-АВР-10 | Для выполнения функций автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 0,4 кВ | Скачать | Доступно |
БМРЗ-107-2-Д-АВР-01 | Для выполнения функций автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 0,4 кВ. | | Доступно |
БМРЗ-104-Д-ТН-04 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации трансформатора напряжения (ТН). | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-Д-КЛ-03 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-Д-КЛ-17 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-Д-КЛ-21 | Для выполнения функций релейной защиты, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ подстанций метрополитена. | Скачать | Доступно | |
БМРЗ-102-Д-КЛ-03 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-102-Д-КЛ-05 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-102-Д-КЛ-06 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-102-Д-КЛ-14 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-102-Д-ТР-02 | Для выполнения функций резервной релейной защиты, автоматики, управления, измерения и сигнализации силовых понижающих трансформаторов. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-103-Д-ПС-01 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления, измерения и сигнализации пунктов секционирования. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-103-Д-СВ-03 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений секционного выключателя напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-103-Д-ВВ-03 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений вводных выключателей напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-103-Д-ВВ-04 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений вводных выключателей напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-102-Д-КЛ-04 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-Д-КЛ-02 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-101-Д-КЛ-47 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 — 10 кВ. | Скачать | Доступно |
БМРЗ-104-Д-ТН-02 | Для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации трансформатора напряжения (ТН). | Скачать | Доступно |
| 1 | Master Element | — | |
| 2 | Time-delay Starting or Closing Relay | Задержка включения или отключения реле | |
| 3 | Checking or Interlocking Relay | Контроль или блокировка реле | |
| 4 | Master Contactor | — | |
| 5 | Stopping Device | Остановка устройства | |
| 6 | Starting Circuit Breaker | Включение выключателя | |
| 7 | Rate of Change Relay | Защита по скорости нарастания | |
| 8 | Control Power Disconnecting Device | Устройство отключения питания управления | |
| 9 | Reversing Device | Устройство реверса | |
| 10 | Unit Sequence Switch | — | |
| 11 | Multifunction Device | — | |
| 12 | Overspeed Device | + Защита от максимальной частоты вращения электрических машин | |
| 13 | Synchronous-Speed Device | — | |
| 14 | Underspeed Device | + Защита от минимальной частоты вращения электрических машин | |
| 15 | Speed or Frequency Matching Device | Устройство для измерения скорости или частоты | |
| 16 | Data Communications Device | — | |
| 17 | Shunting or Discharge Switch | Шунтирующий или разгрузочный выключатель | |
| 18 | Accelerating or Decelerating Device | Ускоряющее или замедляющее устройство | |
| 19 | Starting-to-Running Transition Contactor | Стартер двигателя / пусковой контактор перехода | |
| 20 | Electrically-Operated Valve | Электрический клапан | |
| 21 | Distance Relay | Дистанционная защита | |
| 21G | Ground Distance | Защита от снижения сопротивления | |
| 21P | Phase Distance | Дистанционная защита фазная | |
| 21FL | — | Определение места повреждения | |
| 22 | Equalizer circuit breaker | — | |
| 23 | Temperature control device | Устройство контроля температуры | |
| 24 | Volts per hertz relay | Защита от перевозбуждения (контроль насыщения) | |
| 25 | Synchronizing or synchronism-check device | Контроль синхронизма | |
| 26 | Apparatus thermal device | Термореле | |
| 27 | Undervoltage relay | + Защита от минимального линейного напряжения (трехфазная) | |
| 27D | — | + Защита от минимального напряжения прямой последовательности | |
| 27P | Phase Undervoltage | + Защита от минимального фазного напряжения (трехфазная) | |
| 27S | DC undervoltage relay | + Защита от минимального постоянного напряжения | |
| 27TN | Third Harmonic Neutral Undervoltage | Защита минимального напряжения НП 3-ей гармоники | |
| 27R | — | + Защита от минимального линейного напряжения (однофазная) | |
| 27X | Auxiliary Undervoltage | — | |
| 27 AUX | Undervoltage Auxiliary Input | — | |
| 27/27X | Bus/Line Undervoltage | — | |
| 27/50 | Accidental Generator Energization | — | |
| 28 | Flame Detector | Детектор пламени | |
| 29 | Isolating Contactor | Изолирующий контактор | |
| 30 | Annunciator Relay | Сигнальное реле | |
| 31 | Separate Excitation Device | Отдельное устройство возбуждения | |
| 32 | Directional Power Relay | Направленная защита по мощности | |
| 32L | Low Forward Power | Защита по минимальной мощности | |
| 32N | Wattmetric Zero-Sequence Directional | Направленная защита по мощности НП (ваттметрическая) | |
| 32P | Directional Power | Направленная защита по активной мощности | |
| 32R | Reverse Power | Защита по обратной мощности | |
| 33 | Position Switch | Переключатель положения | |
| 34 | Master Sequence Device | Устройство Master Sequence | |
| 35 | Brush-Operating or Slip-ring Short Circuiting Device | Устройство для короткого замыкания с помощью кисти или скользящего кольца | |
| 36 | Polarity or Polarizing Voltage Device | Полярность или поляризационное напряжение | |
| 37 | Undercurrent or Underpower Relay | Минимальная токовая защита в фазах | |
| 37P | Underpower | Направленная защита минимальной активной мощности | |
| 38 | Bearing Protective Device / Bearing Rtd | + Защита от перегрузок подшипника (основанная на данных с термодатчика) | |
| 39 | Mechanical Condition Monitor | Монитор механического состояния | |
| 40 | Field Relay / Loss of Excitation | Защита от асинхронного режима с потерей возбуждения | |
| 41 | Field Circuit Breaker | Полевой автоматический выключатель | |
| 42 | Running Circuit Breaker | Запуск автоматического выключателя | |
| 43 | Manual Transfer or Selector Device | Устройство ручного переноса или выбора | |
| 44 | Unit Sequence Starting Relay | Исходное реле последовательной последовательности | |
| 45 | Atmospheric Condition Monitor | Монитор атмосферного состояния | |
| 46 | Reverse-Phase or Phase Balance Current Relay or Stator Current Unbalance | Максимальная токовая защита обратной последовательности | Защита от небаланса фаз, который обнаруживается путем измерения тока обратной последовательности. |
| 47 | Phase-Sequence or Phase Balance Voltage Relay | + Контроль направления вращения фаз | |
| 48 | Incomplete Sequence Relay / Blocked Rotor | + Защита от затянувшегося пуска / блокировка ротора | |
| 49 | Machine or Transformer Thermal Relay / Thermal Overload | Защита от перегрузок | Защита от теплового повреждения, вызванного перегрузками. Нагрев вычисляется с помощью измерения потребляемого тока. |
| 49RMS | Защита от перегрузок | Защита от теплового повреждения, вызванного перегрузками. Нагрев вычисляется с помощью математической модели. | |
| 49T | Защита от перегрузок | Защита от теплового повреждения, вызванного перегрузками. Нагрев вычисляется с помощью термодатчика. | |
| 50 | Instantaneous Overcurrent Relay | Защита от междуфазного короткого замыкания | Защита от токовых перегрузок, чувствительная к наибольшему из измеренных значений фазного тока |
| 50BF | Breaker Failure | Защита от отказа выключателя (УРОВ) | Резервная защита, выдающая команду на отключение для автоматических выключателей со стороны источника питания или смежных автоматических выключателей в случае неотключения автоматического выключателя после подачи команды на отключение, которое обнаруживается по отсутствию снижения тока повреждения. |
| 50DD | Current Disturbance Detector | — | |
| 50EF | End Fault Protection | — | |
| 50G | Ground Instantaneous Overcurrent | Максимальная токовая защита от замыкания на землю (мгновенная) | Ток нулевой последовательности измеряется непосредственно специальным датчиком |
| 50IG | Isolated Ground Instantaneous Overcurrent | — | |
| 50LR | Acceleration Time | — | |
| 50N | Neutral Instantaneous Overcurrent | Максимальная токовая защита от замыкания на землю (мгновенная) | Значение тока нулевой последовательности рассчитывается или измеряется с помощью трех датчиков фазного тока |
| 50NBF | Neutral Instantaneous Breaker Failure | Часть функции УРОВ | |
| 50P | Phase Instantaneous Overcurrent | — | |
| 50SG | Sensitive Ground Instantaneous Overcurrent | — | |
| 50SP | Split Phase Instantaneous Current | — | |
| 50Q | Negative Sequence Instantaneous Overcurrent | — | |
| 50/27 | Accidental Energization | Защита генератора от ошибочного включения | |
| 50Ns/51Ns | Sensitive earth-fault protection | МТЗ по току НП | |
| 50/74 | Ct Trouble | — | |
| 50/87 | Instantaneous Differential | — | |
| 51 | Overload | Защита от междуфазного короткого замыкания | Дифференциальная защита оборудования, чувствительная к наибольшему из значений дифференциального фазного тока, полученных с помощью автодифференциальной схемы. |
| 51G | Ground Time Overcurrent | Максимальная токовая защита от замыкания на землю (с выдержкой времени) | Ток нулевой последовательности измеряется непосредственно специальным датчиком |
| 51LR | AC inverse time overcurrent (locked rotor) protection relay | Защита заклинивания ротора | |
| 51N | Neutral Time Overcurrent | Максимальная токовая защита от замыкания на землю (с выдержкой времени) | Значение тока нулевой последовательности рассчитывается или измеряется с помощью трех датчиков фазного тока |
| 51P | Phase Time Overcurrent | Фазная МТЗ | |
| 51R | Locked / Stalled Rotor | — | |
| 51C | Защита от небаланса конденсаторной батареи | Функция обнаружения внутренних повреждений конденсаторных батарей путем измерения тока небаланса между двумя нейтральными точками одной конденсаторной батареи, соединенной по схеме двойной звезды | |
| 51V | Voltage Restrained Time Overcurrent | МТЗ с коррекцией по напряжению с выдержкой времени | |
| 51Q | Negative Sequence Time Overcurrent | — | |
| 52 | AC circuit breaker | Переключатель | |
| 52a | AC circuit breaker position (contact open when circuit breaker open) | — | |
| 52b | AC circuit breaker position (contact closed when circuit breaker open) | — | |
| 53 | Exciter or Dc Generator Relay | — | |
| 54 | Turning Gear Engaging Device | — | |
| 55 | Power Factor Relay | Защита от асинхронного режима с потерей возбуждения | |
| 56 | Field Application Relay | — | |
| 57 | Short-Circuiting or Grounding Device | — | |
| 58 | Rectification Failure Relay | — | |
| 59 | Overvoltage Relay | + Защита от максимального линейного напряжения | |
| 59B | Bank Phase Overvoltage | — | |
| 59N | Neutral Overvoltage | + Защита от максимального напряжения нулевой последовательности | |
| 59NU | Neutral Voltage Unbalance | — | |
| 59P | Phase Overvoltage | + Защита от максимального фазного напряжения | |
| 59X | Auxiliary Overvoltage | — | |
| 59Q | Negative Sequence Overvoltage | — | |
| 60 | Voltage or Current Balance Relay | — | |
| 60N | Neutral Current Unbalance | Ток нейтрали небаланса | |
| 60P | Phase Current Unbalance | Фазный ток небаланса | |
| 61 | Density Switch or Sensor | Переключатель плотности или датчик | |
| 62 | Time-Delay Stopping or Opening Relay | Устройство задержки остановки или старта | |
| 63 | Pressure Switch Detector | Контроль давления | |
| 64 | Ground Protective Relay | Защита от замыкания на землю статора | |
| 64F | Field Ground Protection | — | |
| 64R | Rotor earth fault | Защита от знз обмотки ротора | |
| 64REF | Restricted earth fault differential | Импедансная защита | |
| 64S | Stator earth fault | Защита от знз статора | |
| 64S | Sub-harmonic Stator Ground Protection | Защита статора от знз по 3-ей гармонике | |
| 64TN | 100% Stator Ground | 100% защита статора от знз | |
| 65 | Governor | Регулятор | |
| 66 | Notching or Jogging Device/Maximum Starting Rate/Starts Per Hour/Time Between Starts | + Ограничение количества пусков двигателя | |
| 67 | AC Directional Overcurrent Relay | Направленная МТЗ | |
| 67G | Ground Directional Overcurrent | Направленная МТЗ от ЗНЗ, измеряемая ТТНП | |
| 67N | Neutral Directional Overcurrent | Направленная МТЗ от ЗНЗ, вычисляемая 3ТТ | |
| 67Ns | Earth fault directional | — | |
| 67P | Phase Directional Overcurrent | Направленная МТЗ фазная | |
| 67SG | Sensitive Ground Directional Overcurrent | Направленная МТЗ от ЗНЗ, измеряемая чувствительным ТТНП | |
| 67Q | Negative Sequence Directional Overcurrent | — | |
| 68 | Blocking Relay / Power Swing Blocking | Контроль за бросками тока | |
| 69 | Permissive Control Device | Устройство разрешающее управление | |
| 70 | Rheostat | Реостат | |
| 71 | Liquid Switch | Переключатель уровня | |
| 72 | DC Circuit Breaker | Переключатель | |
| 73 | Load-Resistor Contactor | Нагрузочный резисторный контактор | |
| 74 | Alarm Relay | Реле контроля | |
| 74TCS | — | Контроль цепи отключения | |
| 75 | Position Changing Mechanism | Механизм изменения положения | |
| 76 | DC Overcurrent Relay | Защита от повышения постоянного тока | |
| 77 | Telemetering Device | Телеметрическое устройство | |
| 78 | Phase Angle Measuring or Out-of-Step Protective Relay | Контроль синхронной работы синхронных машин | |
| 78V | Loss of Mains | Потеря сети | |
| 79 | AC Reclosing Relay / Auto Reclose | + Автоматическое повторное включение | |
| 80 | Liquid or Gas Flow Relay | Переключатель потока | |
| 81 | Frequency Relay | + Защита по частоте | |
| 81H | Over Frequency | + Защита от максимальной частоты | |
| 81R | Rate-of-Change Frequency | + Защита по скорости изменения частоты (df/dt) | |
| 81RAV | — | Контроль средней скорости изменения частоты | |
| 81RF | — | Защита по скорости изменения частоты с контролем по частоте | |
| 81L | Under Frequency | + Защита от минимальной частоты | |
| 82 | DC Reclosing Relay | Повторное включение | |
| 83 | Automatic Selective Control or Transfer Relay | — | |
| 84 | Operating Mechanism | Исполнительный механизм | |
| 85 | Pilot Communications, Carrier or Pilot-Wire Relay | Обмен сигналами защиты | |
| 86 | Lock-Out Relay, Master Trip Relay | Запоминание выходных реле | |
| 87 | Differential Protective Relay | Дифференциальная защита | |
| 87N | — | Дифференциальная защита, высокоимпедансная от замыкания на землю | |
| 87B | Bus Differential | Дифференциальная защита сборных шин | |
| 87G | Generator Differential | Дифференциальная защита генератора | |
| 87GT | Generator/Transformer Differential | Дифференциальная защита генератора/трансформатора | |
| 87L | Segregated Line Current Differential | Дифференциальная защита линии | |
| 87LG | Ground Line Current Differential | Дифференциальная защита | |
| 87M | Motor Differential | Дифференциальная защита двигателя | |
| 87O | Overall Differential | — | |
| 87PC | Phase Comparison | — | |
| 87RGF | Restricted Ground Fault | — | |
| 87S | Stator Differential | — | |
| 87S | Percent Differential | — | |
| 87T | Transformer Differential | Дифференциальная защита транформатора | |
| 87V | Voltage Differential | — | |
| 88 | Auxiliary Motor or Motor Generator | Вспомогательное устройство | |
| 89 | Line Switch | Линейный переключатель | |
| 90 | Regulating Device | Регулирующее устройство | |
| 91 | Voltage Directional Relay | Реле напряжения | |
| 92 | Voltage And Power Directional Relay | Реле напряжения и мощности | |
| 93 | Field-Changing Contactor | Контактор шунтирования обмотки возбуждения | |
| 94 | Tripping or Trip-Free Relay | Реле свободного расцепления или отключающее реле | |
| 95-99 | For specific applications where other numbers are not suitable | Для специального использования, где другие номера не подходят |
В России началось массовое внедрение первых комплексов релейной защиты на «Эльбрусах»
| Поделиться «Россети» начали внедрение импортозамещающих систем релейной защиты на российских чипах «Эльбрус» и отечественных операционных системах. Внедрение обещает низкий уровень отказов, защиту от несанкционированного доступа и отсутствие «закладок» для негласного считывания данных.Кибербезопасность в энергетике
На объектах «Россетей» началось внедрение первых в России комплексов цифровой релейной защиты (РЗА) на базе отечественного процессора «Эльбрус». Пилотными площадками для внедрения стали две подстанции 220 кВ в Нижегородской области: «Борская» и «Семеновская».
Комплексы были созданы Научно-исследовательским предприятием общего машиностроения (НИПОМ) из Нижнего Новгорода в содружестве с Институтом электронных управляющих машин им. И. С. Брука (ИНЭУМ), который входит в концерн «Автоматика» госкорпорации «Ростех» и выступает партнером МЦСТ – разработчика линейки «Эльбрус».
Особенностью исполнения РЗА на отечественной платформе «Эльбрус» является использование ключевых компонентов, разработанных в России с применением импортозамещающих комплектующих. Для РЗА на чипах «Эльбрус», по заверению их создателей, характерен низкий уровень отказов, защита от несанкционированного доступа к управлению энергоблоком, отсутствие «закладок» для негласного съема информации, а также встроенная функция самодиагностики.
«Использование процессоров «Эльбрус» позволяет комплексам РЗА соответствовать всем требованиям, предъявляемым для присвоения статуса оборудования российского происхождения, – отметил Владимир Кабанов, генеральный директор концерна «Автоматика». – Повышается надежность комплексов и их стойкость к информационным атакам, что крайне важно, когда речь идет об оборудовании одной из крупнейших в России и мире энергетической компании».
Российская аппаратно-программная платформа
Цифровые комплексы РЗА, разработанные в НИПОМ и ИНЭУМ, предназначены для установки на действующих и новых (реконструируемых) подстанциях 110-220 кВ. Они полностью отвечают всем требованиям, предъявляемым к устройствам РЗА, включая соответствие современному стандарту МЭК 61850.
Кибербезопасная система РЗА на платформе «Эльбрус»
Системы РЗА доступны в пяти версиях исполнения, включая базовую – на основе серийных процессоров, бюджетную – без экрана, централизованную – где совмещены защита смежного оборудования в едином вычислителе с общим резервированием, децентрализованную – с применением одного вычислителя для защиты конкретного присоединения, а также кибербезопасную – на базе компонентов, разработанных в России.
Модульное строение системы РЗА на платформе «Эльбрус»
Кибербезопасная система РЗА базируется на таких компонентах как операционная система (Alt Linux, Astra Linux, Rosa или Elbrus), процессор («Эльбрус»), контроллер периферийных интерфейсов (КПИ) и базовая система ввода-вывода (BIOS).
Вычислительный модуль платформы «Эльбрус»
Судя по официальной документации, на новейшие комплексы релейной защиты для российских цифровых подстанций, размещенной на сайте НИПОМ, отечественные модули РЗА, помимо процессоров «Эльбрус», также могут выпускаться на процессорах «Байкал», Intel и AMD.
Модуль мониторинга системы РЗА
Микропроцессорная защита выполняется в виде комплектных шкафов основных и резервных защит с установленными в них устройствами РЗА. Также возможен вариант использования устройства РЗА для установки на панелях или в шкафах защит других производителей.
Модуль мониторинга системы РЗА в работе
Структура исполнения модулей РЗА подразумевает использование 19-дюймовой кассеты блочной конструкции высотой 6U, промышленного ПК с пассивным охлаждением и USB-портом для подключения клавиатуры, флеш-памяти или мыши, платы АЦП и ввода-вывода, блока питания с пассивным охлаждением, платы аналоговых измерений (модуль AI), платы дискретных входов/выходов (модуль DI/DO), объединительной кросс-платы и 12-дюймового сенсорного экрана.
Какие технологии помогут разработчикам цифровизировать Москву
Инновации и стартапыК дополнительным преимуществам новых отечественных систем РЗА также относится универсальность решения для всех видов защит, исполнение с применением типовых компонентов промышленной автоматизации, масштабируемость, кроссплатформенность применяемого ПО, а также архитектура с возможностью расширения функций защиты и настройкой под нужды заказчика без изменения конструкции.
Несколько фактов о «Россетях»«Россети» были созданы в 2012 г. на базе «Холдинга МРСК», который был основан 26 октября 2007 г., выделившись из РАО «ЕЭС России».
По собственному утверждению организации, «Россети» сейчас являются одной из крупнейших электросетевых компаний в мире. Территория ее деятельности охватывает 80 регионов России. Она управляет 2,37 млн км линий электропередачи, 517 тыс. подстанций трансформаторной мощностью более 802 тыс. МВА.
В 2019 г. полезный отпуск электроэнергии потребителям составил 763 млрд кВт∙ч. Численность персонала группы — 217,5 тыс. человек.
Имущественный комплекс «Россетей» включает 35 дочерних и зависимых обществ, в том числе 15 межрегиональных, и магистральную сетевую компанию. Контролирующим акционером является государство в лице Федерального агентства по управлению государственным имуществом, владеющее 88,04 % долей в уставном капитале организации.
Владимир Бахур
Основы моделирования релейной защиты и автоматики
Для более широкого круга пользователей, а не только разработчиков РЗиА, будет полезно с помощью простейших моделей, имитирующих работу устройства, проверить правильность его работы по данным зарегистрированных осциллограмм, если информации для разбора аварии в ней не хватает. Моделирование первичной схемы и аварий позволяет получать тестовые осциллограммы аварий, достаточно приближенные к реальным случаям, так как в моделях не сложно получать как простейшие апериодические составляющие в токах короткого замыкания, так и учитывать нелинейность характеристик намагничивания стали трансформаторов или имитировать удар молнии в ЛЭП с последующей работой ОПН.
Для каждой из подобных задач удобны свои программные пакеты как математического характера MathCad, MATLAB так и программные комплексы для моделирования первичных схем Simulink, PSCAD или такие масштабные программно-аппаратные комплексы как RTDS.
Рассмотрим применение программы MATLAB для анализа осциллограммы короткого замыкания, что позволит понять основные задачи, которые решает блок при срабатывании защиты. Для начала выясним, что из себя представляет осциллограмма, чтобы понять как с ней работать.
Рис. 1. Осциллограмма аварийного процесса.Большинство производителей поддерживает формат осциллограмм «COMTRADE», определенный стандартами IEEE C37.111-1999 (наиболее распространенный с кодировкой данных в ASCII), С37.111-2013 (обновленный, с бинарной кодировкой данных). В «COMTRADE» практически вся информация содержится в двух файлах с расширениями .dat (собственно данные) и .cfg (данные о коэффициенте передачи каналов, частоте дискретизации и т.д.).
Для нашей будущей модели исходными данными соответственно будут являться просто величины дискретных отсчетов. Приняв некоторые допущения относительно элементов и режимов энергосистемы, сигналы, поступающие на вход терминалов РЗиА, можно представить в виде:
В большинстве случаев алгоритмы защит работают по величине первой гармоники сигнала, что ставит задачу выделения полезного сигнала:
Эта задача решается с помощью рядов Фурье, используя которые, исходный сигнал можно разложить на гармонические составляющие. Однако нужно помнить, что во-первых для корректного разложения функции в ряд Фурье она должна быть периодична, во-вторых – необходимо выбрать основную частоту. В первом приближении частота может быть принята равной 50 Гц, но устройства РЗиА должны измерять ее более точно для реализации, например, АЧР.
Проблема корректного разложения функции в ряд Фурье решается применением окна наблюдения, за пределами которого сигнал считается повторяющимся.
На рис. 2 представлен реальный сигнал. На рис. 3 представлено окно наблюдения и сигнал (зеленым цветом), который раскладывается в ряд Фурье.
Проблема определения частоты может решаться многими способами, но в любом случае, значение частоты является определяющим для работы цифровых терминалов РЗиА, так как точность ее определения и скорость отслеживания ее изменений напрямую влияет на корректность всех последующих расчетов. Потому что только после того, как известно значение частоты, мгновенные дискретные отсчеты могут быть представлены векторами на комплексной плоскости.
Получив вектора, мы получаем доступ к нахождению всех возможных параметров интересующего нас процесса. В дальнейших расчетах мы исходим из того, что частота считается независимо от ДПФ, и производится подстройка частоты дискретизации под реальную величину периода сигнала, с тем чтобы на периоде всегда было одинаковое количество дискретных отсчетов.
Это приводит к довольно простым формулам цифровой обработки, что позволяет увидеть основные моменты, не вдаваясь в арифметические сложности.
Считать данные из осциллограммы и записать их в массив данных позволяет стандартная функция языка MATLAB – dlmread:
Data=dlmread(‘Имя файла.dat’)
После такого считывания можно работать с массивом Data как с обычной матрицей.
Например, визуализировать токи и напряженяи построив график с помощью функции plot(). Получится что то похожее на рис. 5
Рис. 5. Визуализация токов и напряженийДалее следует основное тело программы. И здесь детализация эмуляции работы блока зависит в первую очередь от трудоемкости и конечных целей.
Например, компьютерная программа может выполнять расчеты ДПФ, сопротивление, мощностей, углов от точки к точке. Контроллер, находящийся в блоке ЦРЗиА не может выполнить столько операций за время порядка 0,5 мс. Решением этой проблемы является разделение операций по приоритету. Периодичность выполения различных операций получается разной. Например, в современных блоках БМРЗ расчеты ДПФ и других режимных параметров производятся каждые 5 мс. Такая дискретизация не приводит к сколько-нибудь заметному замедлению срабатывания защит, так как наличие «окна наблюдения» само по себе приводит к задержке до 20 мс.
Имитацию работы устройства можно реализовать с помощью простого цикла for…end, имитирующего течение времени. В цикле необходимо реализовать расчеты каждые m-точек (m точек поступает на вход алгоритма каждый новый программный цикл). Так как в окне наблюдения всегда находится период сигнала, то ДПФ сводится к умножению нашего сигнала на период синуса и косинуса и последующего суммирования:
Расчетные величины действующего значения вектора равны:
Реализация вышеуказанных идей приводит к рис. 6.
Рис. 6. Вычисление действующих значенийИз рис. 6 видно, что при моделировании сымитированы «программные циклы» (величина действующего значения имеет ступенчатый вид).
Так же видно, что апериодическая составляющая практически не влияет на действующее значение токов, что связано с хорошими фильтрующими свойствами ДПФ.
Также видно наличие задержки «окна наблюдения»: когда мгновенное значение тока через 5 мс после начала аварии достигает своего максимума, вычисленное действующее значение тока (именно та величина, которая сравнивается с уставкой на пороговом элементе) только-только начала свое увеличение.
Еще больше информации можно получить, анализируя поведение векторов Ac+j*As.
Мы можем получить такие параметры как сопротивление:
Напряжение прямой последовательности:
и другие.
На рис. 1 сразу наглядно видно угол рабочего режима, на рис. 7 показано изменение сопротивления контура AB (Zab) при возникновении аварии.
Рис. 7. Изменение контура АВ (Zab) при возникновении аварииЕстественно, чтобы анализировать аварийную осциллограмму, не нужно быть программистом, знакомым с цифровой обработкой сигналов: большинство производителей встраивает все вышеуказанные идеи и формулы непосредственно в программы просмотра осциллограмм, например, Fastview. Но качественный разбор аварии невозможен без наличия знаний основ работы дискретных устройств РЗиА.
ABB РЗА релейная защита и автоматика ABB
В данном разделе представлена серия устройств РЗА ABB среднего напряжения. Представленные устройства РЗА ABB применяются на электростанциях и подстанциях для комплексного решения задач управления, защиты, сигнализации, измерения и мониторинга различных присоединений: кабельных и воздушных линий, трансформаторов собственных нужд, асинхронных двигателей средней и большой мощности, дугогасящих реакторов, конденсаторных батарей и т.д.
Весь спектр оборудования релейной защиты и автоматики ABB, широчайший диапазон микропроцессорных устройств ABB РЗА, позволяют решить все задачи автоматизации любых энергообъектов. Сравнительно недорогие и несложные реле серии SPACOM (SPAJ, SPAM, SPAD, SPAU и др.) с регистрацией аварийных параметров и измерением входных аналоговых сигналов – защиты с выходным реле на отключение и сигнализацию, без функций управления выключателем.
REF610 реле защиты фидера является универсальным многофункциональным реле защиты, предназначенным, в основном, для защиты входящих и отходящих фидеров на распределительных подстанциях среднего напряжения. REF610 может также использоваться как дополнительная защита электродвигателей, трансформаторов и генераторов на промышленных объектах, а также на предприятиях энергоснабжения.
Устройства серии RE_500 (REJ 5xx, REU 5xx) по характеристикам аналогичны реле SPACOM, но имеют лучший дизайн, осциллографирование и дополнительные возможности.
Серия устройств REF54х — универсальная платформа со свободно программируемой пользователем внутренней логикой и имеет обширную библиотеку функций защиты, управления, автоматики, измерений, сигнализации, которая позволяет выполнить систему защиты практически любого объекта энергоснабжения среднего напряжения без изменения аппаратной части.
Терминалы серии REM54х подобны устройствам REF54x и применяются в качестве многофункциональных устройств защиты, управления, автоматики, сигнализации для электродвигателей и генераторов средней и большой мощности.
Устройство дуговой защиты секции шин REA100 обеспечивает защиту секции от дуговых замыканий на шинах или в ячейках КРУ. В качестве датчика используется оптический кабель, который контролирует появление дуги на всем протяжении кабеля. Центральное устройство защиты обеспечивает контроль тока повреждения, обработку сигналов от датчика, постоянный контроль датчика, а также отключение повреждения посредством действия контактов реле (или тиристоров) на выключатель.
Для мощных и ответственных генераторов поставляются системы защит на базе терминалов REG 316*4, в которых используется как аппаратное, так и функциональное резервирование. Для наиболее ответственных объектов предприятие изготавливает системы защит генераторов на базе терминалов REG216 которые, как правило, имеют две подсистемы резервирования. Встроенные в терминалы регистраторы событий и осциллографы существенным образом упрощают обслуживание и анализ работы систем защит и оборудования.
Наиболее важной и ответственной защитой любой подстанции является защита сборных шин, от которой, в основном, зависит живучесть энергообъекта. Эти защиты изготавливаются на базе терминалов REB103.
Защиты линий электропередач классов напряжений от 110 кВ и выше обычно выполняются на терминалах REL500. Эти терминалы по сравнению с другими известными наиболее полно отвечают требованиям отечественного потребителя.
Профиль «Релейная защита автоматика энергосистем»
Ответственный за реализацию профиля: Рубан Николай Юрьевич, доцент Отделение электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики
Контактная информация:
г. Томск, ул. Усова, 7, учебный корпус №8,
тел. (3822) 563-642, e-mail: [email protected]
Аннотация
По магистерской программе ведется подготовка специалистов для решения задач, связанных с управлением нормальными и аварийными режимами электроэнергетических систем. Специфика современных электроэнергетических систем такова, что их нормальное функционирование невозможно без применения автоматического управления и регулирования на всех стадиях производства, распределения и потребления электроэнергии. Это обусловлено известной неразрывностью выработки и потребления электроэнергии, а также и тем, что электроэнергетическая система является пространственно распределенным объектом. Территориальная протяженность электроэнергетических систем составляет тысячи километров.
Значение автоматического управления электроэнергетическими системами особенно сильно возросло в связи с реформированием и внедрением рыночных механизмов в электроэнергетику. Нынешний этап развития автоматического управления в электроэнергетике характеризуется также тем, что техническая реализация систем управления определяется на базе широкого применения современных программно-технических комплексов.
Образовательный процесс по данной программе базируется на традициях научной школы Томского политехнического университета в области релейной защиты и автоматизации электроэнергетических систем. Научная и учебная деятельность кафедры высоко оценивается сообществом специалистов-энергетиков. Разработки кафедры широко используются на энергетических предприятиях.
Основные цели:
- Подготовка специалистов, способных внедрять и эффективно использовать современные научно-технические достижения Российских и иностранных фирм и предприятий в области автоматизации процессов в ЭЭС.
- Подготовка специалистов, способных решать задачи эксплуатации и проектирования систем автоматического управления и защиты электроэнергетических систем на базе современных программно-технических комплексов.
Задачи программы
Приобретение студентами навыков эффективного решения задач автоматического управления электроэнергетическим производством в современных условиях.
Перечень профильных дисциплин:
Материально-техническая база
В учебном процессе на профессиональном уровне используются специализированные промышленные программы с базами данных реальных энергосистем. Учебные лаборатории кафедры оснащены современным оборудованием: цифровые системы релейной защиты, системы управления и отображения состояния объектов, испытательные системы.
- профессиональная программа «АРМ СРЗА» для расчета токов короткого замыкания;
- профессиональная программа «Мустанг» для расчета установившихся режимов и переходных процессов энергосистем;
- специализированное программное обеспечение по изучению принципов работы устройств релейной защиты и автоматики и их расчету;
- программное обеспечение установки РЕТОМ для автоматизированных испытаний устройств РЗА;
- программное обеспечение поддержки устройств серии MiCOM;
- программное обеспечение устройств серии SIMATIC LOGO;
- испытательные системы для релейной защиты с программным обеспечением РЕТОМ-11, РЕТОМ-41, РЕТОМ-51;
- комплекс защиты линий напряжением 110-330 кВ типа ШДЭ 2801;
- комплекс защиты линий напряжением 110-330 кВ типа ЭПЗ 1636;
- шкаф защиты трансформатора на устройствах серии MiCOM P63x;
- шкаф защиты отходящих линий на устройствах серий MiCOM P141, MiCOM P142, MiCOM P143;
- микропроцессорные защиты – терминалы: SPAC801, SPAC810, SEPAM 1000, БМРЗ КЛ, БМРЗ 101;
- защита трансформатора на базе терминалов AREVA;
- информационно-измерительные системы «Черный ящик» БИМ 1131, БИМ 1141;
- установки У5053 для проверки и наладки устройств релейной защиты;
- стенды для настройки и проверки измерительных органов и токовых ступенчатых защит на электромеханических реле;
- стенды для настройки и проверки реле на микроэлектронной элементной базе.
Привлечение ведущих специалистов и современная лабораторная база позволяют реализовать следующие важные принципы:
Конкурентные преимущества магистров
- Использование в обучении научно-технического потенциала и практического опыта ведущих Российских и зарубежных университетов, НИИ и предприятий электроэнергетического комплекса.
- Использование при обучении специализированных программных комплексов с базами данных реальных объектов электроэнергетических систем.
- Учет особенностей конкретных предприятий для сокращения сроков адаптации выпускников.
Трудоустройство
Востребованность специалистов обеспечена документами–заявками предприятий электроэнергетики и промышленности: генерирующие компании, сетевые предприятия, предприятия нефтегазопромысловых комплексов.
Стратегическими партнерами кафедры традиционно уже в течение многих лет являются Объединенное диспетчерское управление Сибири (г. Кемерово), НПП «Экра» (г. Чебоксары), Томскэнерго (г. Томск), Кузбассэнерго (г. Кемерово). Особенностью учебного процесса является выполнение индивидуальных и выпускных работ на основе реальных объектов электроэнергетики с привлечением в качестве консультантов и руководителей опытных специалистов-практиков. Реализация этого этапа работы способствует сокращению времени адаптации выпускников на производстве.
Основные требования, предъявляемые к релейной защите
Основные требования, предъявляемые к релейной защите
В общем случае к релейной защите, действующей при повреждениях на отключение, предъявляются следующие четыре основных технических требования:
1. Селективность;2. Быстрота отключения;
3. Чувствительность;
4. Надежность.
Селективность
Селективностью, или избирательностью, называется действие защиты, обеспечивающее отключение только поврежденного элемента системы посредством его выключателей.
Существует два вида селективности:
1) Абсолютная селективность. Если по принципу своего действия защита срабатывает только при Коротком Замыкании (КЗ) на защищаемом элементе, то ее относят к защитам, обладающим абсолютной селективностью. Имеется ЛЭП, состоящая из трех участков. Произошло КЗ в точке К2. КЗ должна отключить РЗ выключателя Q5. Если эта защита действует только на участке БВ, и не срабатывает при КЗ на участке ВГ, то она имеет абсолютную селективность.
2) Относительная селективность. Защиты, которые могут срабатывать как резервные при повреждении на смежном элементе, если это повреждение не отключается, называются относительно селективными. Произошло КЗ в точке К3. КЗ должна отключить РЗ выключателя Q8. Если эта защита не действует, то КЗ должно отключиться защитой выключателя Q6, которая в данном случае будет работать как резервная и иметь относительную селективность.
Иногда в целях упрощения допускают неселективное действие защиты.
Селективное действие защит при наличии резервного питания потребителей дает возможность исключить перерывы в их электроснабжении.
При отсутствии резервирования даже при селективном действии защит возможна потеря питания.
Т.к. повреждение на ВЛ носят в основном проходящий характер наиболее эффективности в этом случае будет применение АПВ. АПВ обеспечивает 70-90% успешных повторных включений.
Требование селективности не должно исключать возможность действия защит как резервных в случаях отказа защит или выключателей смежных элементов. Пример: отказ защит 8 при К.З.в К3.Быстродействие В большинстве случаев к релейной защите, действующей при повреждениях на отключение, предъявляется требование быстродействия.
Это определяется следующими основными соображениями:
1. Ускорение отключения повреждений повышает устойчивость параллельной работы генераторов в системе и дает возможность увеличить пропускную способность ВЛ электропередачи.
При применении быстродействующих реле и выключателей нарушение динамической устойчивости параллельно работающих синхронных машин в следствии короткого замывания может быть исключено. Тем самым устраняется одна из основных причин возникновения наиболее тяжелых, с точки зрения бесперебойной работы потребителей, системных аварий.
2. Ускорение отключения повреждений уменьшает время работы потребителей при пониженном напряжении.
При быстродействующих защитах и выключателях практически все двигатели, установленные как у потребителей, так и на собственных нуждах станций, за исключением тех, которые питаются от отключившегося выключателя, после отключения короткого замыкания могут оставаться в работе. Более того, уменьшение вращающих моментов, например у синхронных двигателей оказывается столь кратковременным, что потребители не ощущают этого.
3. Ускорение отключения повреждений уменьшает размер разрушения поврежденного элемента. Уменьшается время, затрачиваемое на проведение восстановительного ремонта и уменьшается затраты на него.
4. Ускорение отключения повреждений повышает эффективность АПВ поврежденных ЛЭП.
Допустимое время отключения К.З. по условию сохранения устойчивости зависит от ряда факторов. Важнейшим из них является величина остаточного напряжения на шинах электростанций и узловых подстанций энергосистемы. Чем меньше остаточное напряжение, тем хуже условия устойчивости и, следовательно, тем быстрее нужно отключить К.З. Наиболее тяжелыми по условию устойчивости являются трехфазные К.З. и двухфазные К.З. на землю в сети с глухозаземленной нетралью, так как при этих повреждениях происходит наибольшее снижение всех междуфазных напряжений.
В современных энергосистемах для сохранения устойчивости требуется весьма малое время отключения К.З. Так например на электропередачах 330-500кВ необходимо отключить повреждения за 0,1-0,2 сек. после его повреждения, а в сетях 110-220кВ — за 0,15-0,3 сек. В распределительных сетях 6-10кВ короткие замыкания отделенные от источника большими сопротивлениями можно отключить со временем 1,5-3 сек., так как они не влияют на устойчивость системы. Точная оценка допустимого времени отключения производится с помощью специальных расчетов устойчивости проводимых для этой цели.
В качестве приближенного критерия (меры) необходимости применения быстродействующих защит Правила устройства электроустановок (ПУЭ) рекомендуют определить остаточное напряжение на шинах электростанций и узловых подстанций при трехфазном К.З. в интересующей нас точке К.З. Если остаточное напряжение получается меньше 60% номинального, то для сохранения устойчивости следует применять быстрое отключение повреждений, т.е. применять быстродействующую защиту (ПУЭ, п.3.2.108).
Полное время отключения повреждения складывается из времени работы защиты и времени действия выключателя, разрывающего ток К.З. Следовательно, для ускорения отключения нужно ускорить действие, как защиты, так и выключателей. Минимальное времена срабатывания защит равны 0,02-0,04 сек., а выключателей 0,05-0,06 сек. Поэтому минимально допустимые времена отключения К.З. составляет 0,07-0,1 сек. Однако необходимо отметить, что получение малых времен по технико-экономическим соображениям в ряде случаев оказывается нецелесообразным, так как требует применения сложных панелей защит и поэтому менее надежных. Поэтому обычно выставляются те выдержки времени, с которыми по совокупности условий еще допустимо отключать наиболее тяжелые, но реальные повреждения.
В качестве примера цифр могут быть названы следующие минимальные времена отключения К.З.:
1. на электропередачах 400-500кВ – 0,1-0,12 сек.;
2. на линиях 110-330кВ отходящих от современных мощных тепловых станций, с мощными турбогенераторами, имеющими форсированное охлаждение обмоток – 0,15-0,2 сек.;
3. в сетях 110-330кВ с турбогенераторами старой конструкции – 0,2-0,3 сек.
Однако в некоторых случаях простая и экономичная защита не может одновременно удовлетворять требованиям селективности и быстродействия. Тогда необходимо выяснить и сопоставить, не нарушается ли при селективных, но медленных отключеньях повреждений работа потребителей неповрежденной части системы в большей мере, чем при неселективных, но быстрых отключеньях повреждений.
Требование к времени быстродействия защит от ненормальных режимов зависит от их последствий. Часто ненормальные режима носят кратковременный характер и ликвидируются сами, так, например, кратковременна перегрузка при пуске асинхронного двигателя, отключение одного трансформатора на двухтрансформаторной подстанции и работа АВР на СВ-10кВ. В наших случаях быстрое отключение не является необходимым, но может причинить ущерб потребителям. Поэтому отключение оборудования при ненормальном режиме должно производиться только тогда, когда наступает действительно опасность для защищаемого оборудования в большинстве случаев в выдержкой времени.Чувствительность
Релейная защита должна быть достаточно чувствительной к повреждениям и ненормальным режимам работы, которые могут возникнуть на защищаемых элементах электрической системы. Удовлетворение требований необходимой чувствительности в современных электрических сетях часто встречает ряд серьезных затруднений.
Так, например, при передаче больших мощностей в районы потребления отстоящие иногда на сотни километров, используются сети высокого напряжения с большой пропускной способностью отдельных ЛЭП. При этом ток К.З. в поврежденных линиях при учете возможных минимальных режимах работы станций и повреждений через большие переходные сопротивления (электрическая дуга) могут быть соизмеримы, или даже меньше максимальных токов К.З.
Это приводит к отказу от применения простых токовых защит и заставляет переходить на более сложные и дорогие типы защитных устройств. Поэтому с учетом опыта эксплуатации и уровня техники к защитам предъявляется минимальные требования в отношении чувствительности.
Чувствительность защиты должна быть такой, чтобы она действовала при К.З. в конце установленной для нее зоны в минимальном режиме системы и при замыканиях через электрическую дугу. Чувствительность защит принято характеризовать коэффициентом чувствительности Кч. Для защит, реагирующих на ток К.З. коэффициент чувствительности равен:
Надежность
Требование надежности состоит в том, что защита должна правильно и безотказно действовать на отключение выключателей оборудования при всех его повреждениях и нарушениях нормального режима работы, на действие при которых она предназначена и не действовать в режимах, при которых ее работа не предусматривается.
Например, при К.З. в точке К3 и отказе защиты В3 срабатывает защита В2, в результате чего вместо погашения одной подстанции Г мы обесточим три подстанции Г,Д,В, а при неправильной работе в нормальном режиме защиты В1 потеряют питание потребители четырех подстанций Б, В, Г, Д.
Таким образом, необходимо констатировать, что должна срабатывать только защита поврежденной линии. Защиты неповрежденных линий и других элементов системы (генераторов, трансформаторов) могут при этом происходить в действие, но не срабатывать. Срабатывание защит неповрежденных элементов должна иметь место только в случае, если они предназначены действовать как резервная при отказе защиты или выключателя поврежденной линии.
Основным предпосылками, обеспечивающими как надежность срабатывания, так и надежность несрабатывание является высокое качество используемых реле, характеризуемое их принципом действия, конструкцией и технологией исполнения, высокое качеств вспомогательных устройств и правильное ведение эксплуатации. Однако имеются факторы, противоположно воздействующие на две рассмотренные стороны надежности. Чем больше минимальное число реле и других элементов, которое должно участвовать в срабатывании защиты тем меньше надежность ее срабатывания.
При наличии в защите нескольких параллельно работающих независимых устройств, а иногда и отдельных реле или элементов надежность срабатывания повышается. С другой стороны понижается надежность несрабатывания.
Необходимо иметь в виду что устройства РЗА при повреждениях в электрической системе в целом должны по воздействиям соответствующих, обычно электрических величин, значительно чаще не срабатывать, чем срабатывать.
Учитывая выше изложенное, в настоящее время максимальное упрощение схем защит следует считать одном из основных требований техники релейной защиты. Требование надежности является весьма важным. Отказ в работе или неправильное действие какой-либо защиты всегда приводит к дополнительным отключениям и т.п.
Что такое реле защиты?
Для тех, кому интересно, что такое реле защиты? Littelfuse знает ответ. Реле защиты — это интеллектуальное устройство, которое принимает входные данные, сравнивает их с заданными значениями и предоставляет выходы. Входы могут быть током, напряжением, сопротивлением или температурой. Выходы могут включать визуальную обратную связь в виде световых индикаторов и / или буквенно-цифрового дисплея, средства связи, управляющие предупреждения, сигналы тревоги, а также выключение и включение питания.Схема, отвечающая на вопрос , что такое реле защиты , показана ниже.
РИСУНОК 1
Реле защиты могут быть электромеханическими или электронными / микропроцессорными. Электромеханические реле — устаревшая технология, состоящая из механических частей, которые требуют регулярной калибровки, чтобы оставаться в пределах предполагаемых допусков. Микропроцессорные или электронные реле используют цифровую технологию для обеспечения быстрых, надежных, точных и воспроизводимых выходных сигналов.Использование электронного или микропроцессорного реле вместо электромеханической конструкции дает множество преимуществ, включая повышенную точность, дополнительные функции, меньшие затраты на техническое обслуживание, меньшие требования к пространству и стоимость жизненного цикла.
Входы
Реле нуждается в информации от системы, чтобы принять решение. Эти данные можно собирать разными способами. В некоторых случаях полевые провода можно подключить непосредственно к реле. В других приложениях необходимы дополнительные устройства для преобразования измеренных параметров в формат, который может обрабатывать реле.Этими дополнительными устройствами могут быть трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, соединители напряжения, RTD или другие устройства.
Настройки
Многие реле защиты имеют регулируемые настройки. Настройки пользовательских программ (уровни срабатывания), которые позволяют реле принимать решение. Реле сравнивает входы с этими настройками и реагирует соответствующим образом.
Процессы
После подключения входов и программирования настроек реле сравнивает эти значения и принимает решение.В зависимости от потребности доступны разные типы реле для разных функций.
Выходы
У реле есть несколько способов сообщить, что решение принято. Обычно реле будет управлять переключателем (контактом реле), чтобы указать, что входной сигнал превзошел настройку, или реле может предоставлять уведомление посредством визуальной обратной связи, такой как измеритель или светодиод. Одним из преимуществ электронных или микропроцессорных реле является возможность связи с сетью или ПЛК.
В качестве примера термостат можно оценить с помощью диаграммы на Рисунке 1. Измеряемый вход — это температура, а входное устройство реле защиты — это датчик температуры. Пользователь устанавливает желаемую настройку температуры (уровень срабатывания). Реле измеряет существующую температуру воздуха и сравнивает ее с уставкой. Выходы могут использоваться для управления (включение или выключение кондиционера или печи) и визуальной индикации на дисплее термостата.
Вам все еще интересно, что такое реле защиты? Узнайте больше о защитных реле.
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 некоторым другим оборудованием эти реле помогают минимизировать повреждения 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.
Прочтите информацию о зонах защиты в энергосистеме
Схема цепи реле
Типичная схема реле показана на рисунке ниже. На этой схеме для простоты показана одна фаза трехфазной системы. Типовая схема реле
Соединения цепи реле можно разделить на три части, а именно.
- Первая часть — это первичная обмотка трансформатора тока (C.T.), который включен 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.
Работает защитное реле
Принцип работы электрического реле, основанный на приведенной выше схеме, поясняется ниже.
Работает защитное релеКогда короткое замыкание происходит в точке F на линии передачи, ток, протекающий в линии, возрастает 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 релейной защите
Основная функция релейной защиты состоит в том, чтобы вызвать быстрое 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 качества:
- избирательность
- скорость
- чувствительность
- надежность
- простота
- экономичность
Подробнее о каждом из них см. Основные характеристики и функциональные требования релейной защиты.
Основные типы реле защиты
Большинство реле, используемых сегодня в энергосистеме, относятся к электромеханическому типу.
Они работают по следующим двум основным принципам работы:
- Электромагнитное притяжение
- Электромагнитная индукция
Электромагнитные реле притяжения работают за счет притяжения якоря к полюсам электромагнита или плунжера. 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 включают:
- Оперативное удаление компонента, который работает ненормально, путем замыкания цепи отключения автоматического выключателя или подачи сигнала тревоги.
- Отсоедините ненормально работающую часть, чтобы избежать повреждения или вмешательства в эффективную работу остальной системы.
- Предотвратите последующие неисправности, отсоединив ненормально работающую часть.
- Отсоедините неисправную деталь как можно быстрее, чтобы минимизировать повреждение самой неисправной детали. Например, если в машине имеется 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.
- Ограничить распространение эффекта отказа, вызывающего наименьшие помехи для остальной части исправной системы. Таким образом, отключение неисправной части позволяет локализовать последствия неисправности.
- 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.
Основы электрических реле — Работа реле защиты
Защитное реле — это электрическое устройство, которое обнаруживает электрическую неисправность и инициирует срабатывание автоматического выключателя, чтобы изолировать неисправные компоненты от энергосистемы.
В этой статье вы познакомитесь с основными рабочими и фундаментальными понятиями, связанными с электрическими реле.
Автоматические выключатели, используемые в жилых, коммерческих и легких промышленных предприятиях, представляют собой устройства с автоматическим расцеплением: они внутренне определяют количество электрического тока, проходящего через них, и автоматически размыкаются, когда этот ток превышает заданный уровень. Однако автоматические выключатели, используемые в системах среднего (от 2,4 кВ до 35 кВ) и более высокого напряжения, должны срабатывать для отключения от внешних устройств. Эта философия дистанционного управления не только устраняет техническую проблему включения точных и надежных датчиков тока в корпус большого автоматического выключателя, но также открывает возможность отключения и включения этих автоматических выключателей практически в любых мыслимых условиях. не только перегрузка по току.
Электрическое устройство, предназначенное для обнаружения определенного состояния в энергосистеме и последующего включения или отключения автоматического выключателя для защиты целостности энергосистемы, называется защитным реле. Как мы увидим в этой главе, существует большое разнообразие типов и функций защитных реле: перегрузка по току — это лишь одно из многих состояний энергосистемы, которые контролируются и предотвращаются с помощью защитных реле.
На следующей фотографии показана пара защитных реле, установленных в панели управления автоматического выключателя распределения питания среднего напряжения.Реле слева (чуть выше переключателя ручного отключения / включения) представляет собой устройство «перегрузки по току с выдержкой времени», предназначенное для автоматического отключения автоматического выключателя в зависимости от произведения силы тока и времени. Реле справа (чуть выше переключателя «Отключение повторного включения») представляет собой реле повторного включения, предназначенное для автоматического отключения автоматического выключателя в случае мгновенного перегрузки по току (например, короткое замыкание ветви дерева на линии электропередачи), а затем автоматически. повторно замкните выключатель, чтобы проверить, исчезла ли неисправность.Если неисправность устраняется сама по себе, выключатель остается замкнутым; если неисправность не исчезнет, реле повторного включения снова отключит выключатель.
Если вы когда-либо сталкивались с тем, что подача электроэнергии в ваш дом несколько раз «моргала», а затем возобновляла работу в обычном режиме, значит, вы получили выгоду от реле повторного включения. Если бы не запрограммированная стратегия реле повторного включения, предусматривающая множественные попытки восстановления питания, ваша электрическая сеть была бы отключена на длительные периоды времени после любого кратковременного отказа линии электропередачи.
На иллюстративной схеме показано, как простое защитное реле контролирует и отключает питание. Защитное реле определяет ток нагрузки через три линейных трансформатора тока (CT), замыкая «отключающий» контакт для отключения автоматического выключателя, если когда-либо линейный ток превышает любые пределы, предварительно запрограммированные в реле:
Внутри большинства автоматических выключателей с дистанционным отключением находится вспомогательный контакт (иногда обозначаемый «52a»), соединенный последовательно с катушкой отключения. Этот вспомогательный контакт приводится в действие тем же механизмом, который приводит в действие три больших силовых контакта внутри автоматического выключателя, и, таким образом, вспомогательный контакт будет замкнут, когда выключатель замкнут, и разомкнут, когда выключатель сработает.Назначение этого нормально разомкнутого вспомогательного контакта состоит в том, чтобы отключить питание катушки отключения, как только выключатель достигнет положения отключения, чтобы катушка отключения не перегревалась (и аккумулятор станции не разряжался без необходимости) в случае срабатывания защитного реле40. для непрерывного вывода командного сигнала отключения.
Обратите внимание на использование «станционной батареи» на 125 В постоянного тока для цепи «отключения» автоматического выключателя. Батарея обеспечивает бесперебойное питание постоянного тока, поэтому автоматические выключатели могут отключаться и замыкаться даже в случае полного отключения питания переменного тока на объекте.Фотография станционного аккумулятора для большой подстанции представлена здесь:
Защитные релейные цепи питаются от станционных батарей в течение многих десятилетий, потому что большой аккумуляторный блок является самой простой формой источника бесперебойного питания (ИБП) из существующих. Источник питания переменного тока в постоянный с непрерывной зарядкой поддерживает постоянную полную зарядку аккумулятора станции при наличии переменного тока. В случае прерывания подачи переменного тока все защитные реле и другое критическое оборудование на объекте продолжат нормально работать.Даже самые современные цифровые реле защиты работают от традиционного напряжения питания 125 В постоянного тока, а не от 120 В переменного тока, как это обычно бывает с другими типами промышленных устройств управления.
Защитные реле широко используются в промышленных энергосистемах с начала двадцатого века с постоянным технологическим развитием. Самые ранние технологии защитных реле были электромагнитными по конструкции, многие из них основывались на конструкции «индукционного диска», когда противофазные магнитные поля переменного тока заставляли алюминиевый диск вращать, как ротор асинхронного электродвигателя.Индукционная дисковая технология стала популярной в качестве основы для ватт-часовых счетчиков с вращающимся диском, используемых также в жилищном и коммерческом секторе электроэнергетики.
Пример типичного для этого жанра защитного реле с индукционным диском, реле максимального тока General Electric модели 121AC:
В этом реле используется алюминиевый диск диаметром примерно 4 дюйма для определения и измерения условий перегрузки по току, диск медленно вращается за счет крутящего момента, создаваемого набором катушек электромагнита, запитываемых током, полученным от трансформатора тока (ТТ).Для того, чтобы диск мог вообще вращаться, индуцированный крутящий момент катушек должен превышать ограничивающий крутящий момент, приложенный к валу диска спиральной пружиной. Эта величина тока, необходимая для преодоления крутящего момента пружины, называется значением тока срабатывания индукционного реле. Ток, превышающий значение срабатывания, вызывает медленное вращение диска, причем скорость вращения зависит от величины тока (больше тока = более быстрое вращение). Если диск вращается полностью до конечной точки, он замыкает электрический контакт, чтобы сигнализировать об отключении «сверхтока с выдержкой времени», в результате чего автоматический выключатель системы размыкается и прерывается ток.
Защитные реле, подобные этой модели General Electric, были сконструированы таким образом, чтобы их можно было «вытащить» из своих гнезд для облегчения обслуживания и замены. Реле, показанное на фотографии выше, уже было извлечено из корпуса для проверки.
В более поздних конструкциях защитных реле для обнаружения и определения времени перегрузки по току использовались электронные схемы, а не электромагнитные механизмы. Это реле «повторного включения» Basler модели BE1-79M иллюстрирует твердотельные реле защиты ранних поколений:
Как и реле с индукционным диском предыдущего поколения, это электронное реле также является выдвижным, что обеспечивает удобство обслуживания и замены.
Более современным примером реле защиты является реле максимального тока / повторного включения Schweitzer Engineering Laboratories модели 551:
Точность, стабильность и надежность современных микропроцессорных реле защиты таковы, что больше нет необходимости регулярно снимать их для обслуживания и замены. Вот почему традиционная «выдвижная» конструкция была заменена более постоянной конструкцией для монтажа в стойку.
Еще одним преимуществом микропроцессорной конструкции реле является возможность цифровой связи с другими микропроцессорными системами.Это позволяет удаленно запрашивать состояние реле и настройки параметров. Кроме того, возможности цифровой памяти микропроцессорного реле позволяют сохранять данные силового прибора (напряжение, ток, фазовый сдвиг, временные метки и т. Д.), Чтобы персонал мог определять последовательность событий, ведущих к срабатыванию выключателя.
Интересным примечанием к современным реле защиты является постоянное использование анахроничных терминов. Даже в самых современных защитных реле, таких как модель 551 Schweitzer, показанная ранее, вы найдете параметры внутри реле, обозначающее управление крутящим моментом, шкалу времени, срабатывание и отключение: все термины, предназначенные для описания движущихся компонентов внутри механизма электромагнитного реле, такого как старый индукционно-дисковый агрегат General Electric модели 121AC.Защитные реле управления разрабатывались и совершенствовались в течение стольких лет с использованием технологии электромагнитных реле, что номенклатура остается широко используемой, даже несмотря на то, что механизмы, вдохновляющие эти термины, устарели. Именно по этой причине технология электромеханических реле будет представлена в обсуждениях в этой книге функций защитных реле: чтобы ориентировать читателя на происхождение этих терминов, чтобы они имели больше смысла, когда встречаются в современных защитных реле.
Как вы можете видеть, стратегия использования независимых «релейных» устройств для управления отключением большого силового выключателя является гораздо более сложным способом обеспечения защиты и надежности энергосистемы, чем создание каждого автоматического выключателя со своим собственным внутренним механизмом защиты от перегрузки по току.Это действительно «инструментальный» подход к управлению электроэнергией: намеренное размещение интеллекта системы в наборе специализированных устройств управления, которые можно модернизировать и реконфигурировать по запросу для удовлетворения постоянно меняющихся потребностей.
Статья из уроков по промышленному приборостроению Тони Р. Купхальдта — в соответствии с условиями Международной общественной лицензии Creative Commons Attribution 4.0
Релейная защита — реле с высоким сопротивлением
Защита реле с высоким сопротивлением
Стабильность дифференциальной схемы с высоким импедансом, содержащей трансформаторы тока, зависит от того, что установочное напряжение схемы реле превышает максимальное напряжение, которое появляется на схеме реле при заданном состоянии сквозного повреждения.
В некоторых случаях применения реле с высоким импедансом для функций защиты и управления максимальный внутренний ток короткого замыкания может привести к возникновению высокого напряжения, которое может повредить изоляцию реле. Для ограничения этого напряжения до безопасного уровня был разработан ряд варисторов Metrosil , в основном на основе дисков диаметром 150 мм. Выбор наиболее подходящего компонента Метросил жизненно важен для обеспечения достаточной защиты. В зависимости от уставки напряжения реле и максимального вторичного внутреннего тока повреждения, отдельные диски доступны для вторичных внутренних токов повреждения до 50 А действующего значения, в то время как несколько дисков, подключенных параллельно, используются для больших токов повреждения.
Выбор подходящего реле Варистор Metrosil гарантирует, что в системе поддерживается безопасное напряжение ограничения, и не окажет незначительного влияния на точность измерения реле.
Почему Метросил? Варисторы из карбида кремнияMetrosil были изготовлены отделом высоковольтных исследований Metrovicks Research в 1936 году, и серийно производились в 1937 году. Metrovicks был одним из основных источников энергии в 20, и веках. включали генераторы, паровые турбины, распределительное устройство, трансформаторы, электронику и тяговое оборудование для железных дорог.Следовательно, резисторы Metrosil были включены в крупные флагманские проекты, проложившие путь к эффективному распределению электроэнергии. По сей день наши резисторы остаются на своих местах в установленных сетях электроснабжения, что вызывает доверие как у крупных OEM-производителей, так и у коммунальных предприятий. По мере развития современной энергетической инфраструктуры мы продолжаем внедрять инновации и специализироваться на подстанциях в глобальном масштабе.
Защитное реле— обзор
I.A Краткая история
Основы современной передачи электроэнергии были заложены в 1882 году, когда Томас А.Станция Эдисона на Перл-Стрит, генератор постоянного тока и система радиальной линии передачи, используемая в основном для освещения, была построена в Нью-Йорке. Развитие передачи переменного тока в Соединенных Штатах началось в 1885 году, когда Джордж Вестингауз купил патенты на системы переменного тока, разработанные Л. Голаром и Дж. Д. Гиббсом из Франции. Энергетические системы переменного и постоянного тока в то время состояли из коротких радиальных линий между генераторами и нагрузками и обслуживали потребителей в непосредственной близости от генерирующих станций.
Первая высоковольтная линия электропередачи переменного тока в США была построена в 1890 году и прошла 20 км между водопадом Уилламетт в городе Орегон и Портлендом, штат Орегон.Технология передачи переменного тока быстро развивалась (Таблица I), и вскоре были построены многие линии переменного тока, но в течение нескольких лет большинство из них работали как изолированные системы. По мере увеличения расстояний передачи и роста спроса на электроэнергию возникла потребность в перемещении более крупных блоков мощности, стали важны факторы надежности, и начали строиться взаимосвязанные системы (электрические сети). Взаимосвязанные системы обеспечивают значительные экономические преимущества. Меньше генераторов требуется в качестве резервной мощности на период пикового спроса, что снижает затраты на строительство для коммунальных предприятий.Точно так же требуется меньше генераторов во вращающемся резерве, чтобы справиться с внезапным, неожиданным увеличением нагрузки, что еще больше снижает инвестиционные затраты. Электросети также предоставляют коммунальным предприятиям возможности для выработки электроэнергии, позволяя использовать наименее дорогие источники энергии, доступные для сети в любое время. Энергосистемы продолжают расти, и типичные региональные электрические сети сегодня включают десятки крупных генерирующих станций, сотни подстанций и тысячи километров линий электропередачи. Развитие обширных региональных сетей и сетей в 1950-х и 1960-х годах привело к большей потребности в согласовании критериев проектирования, схем защитных реле и управления потоком энергии и привело к развитию компьютеризированных систем диспетчерского управления и сбора данных (SCADA).
ТАБЛИЦА I. Исторические тенденции в высоковольтной передаче электроэнергии
| Напряжение в системе (кВ) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Номинальное значение | Максимальное значение | 3 Год выпуска Типовой год выпуска пропускная способность (МВт) | Стандартная ширина полосы отвода (м) | |||||
| Переменный ток | ||||||||
| 115 | 121 | 1915 | 50–200 | 15–25|||||
| 230 | 242 | 1921 | 200–500 | 30–40 | ||||
| 345 | 362 | 1952 | 400–1500 | 35257 | 500284 5001964 | 1000–2500 | 35–45 | |
| 765 | 800 | 1965 | 2000–5000 | 40–55 | ||||
| 1100 | 1200 | Протестировано 1970-е годы | 3000–10000 | 50–75 | ||||
| Постоянный ток | ||||||||
| 50 | 1954284 | 50284|||||||
| 200 | (± 100) | 1961 | 200–500 | 30–35 | ||||
| 500 | (± 250) | 1965 | 750–1500 30257 | |||||
| 800 | (± 400) | 1970 | 1500–2000 | 35–40 | ||||
| 1000 | (± 500) | 1984 | 2000–3000 | 35–40 9024 | 1200(± 600) | 1985 | 3000–6000 | 40–55 |
Первое коммерческое применение высоковольтной передачи постоянного тока было разработано R.Тюри во Франции на рубеже веков. Эта система состояла из ряда генераторов постоянного тока, подключенных последовательно к источнику для получения желаемого высокого напряжения. Позже были разработаны ионные преобразователи, и в 1930-х годах в штате Нью-Йорк был установлен демонстрационный проект на 30 кВ. Первая современная коммерческая система передачи постоянного тока высокого напряжения с использованием ртутных дуговых клапанов была построена в 1954 году и соединила подводным кабелем остров Готланд и материковую часть Швеции. С тех пор за ним последовали многие другие системы передачи постоянного тока, в последнее время использующие тиристорную технологию.Проекты включают воздушные линии и подземные кабели, а также подводные кабели, чтобы полностью использовать мощность постоянного тока, чтобы снизить стоимость передачи на большие расстояния, избежать проблем с реактивной мощностью, связанных с длинными кабелями переменного тока, и служат в качестве асинхронных связей между сетями переменного тока. .
Сегодня коммерческие энергосистемы с напряжением до 800 кВ переменного тока и ± 600 кВ постоянного тока работают по всему миру. Созданы и испытаны опытные образцы систем переменного тока напряжением от 1200 до 1800 кВ. Возможности передачи электроэнергии увеличились до нескольких тысяч мегаватт на линию, а экономия на масштабе привела к повышению номинальных характеристик оборудования подстанции.Распространены блоки трансформаторов сверхвысокого напряжения (СВН) мощностью 1500 МВА и выше. Подстанции стали более компактными, так как все большее распространение получают шины с металлической обшивкой и газовой изоляцией SF 6 . Автоматическое регулирование выработки электроэнергии и потока мощности имеет важное значение для эффективной работы взаимосвязанных систем. Для этих приложений широко используются компьютеры и микропроцессоры.
IB Компоненты системы
Целью системы передачи электроэнергии является передача электроэнергии от генерирующих станций к центрам нагрузки или между регионами безопасным, надежным и экономичным способом при соблюдении применимых требований федерального, регионального и местного уровней. правила и положения.Удовлетворение этих потребностей наиболее эффективным и безопасным образом требует значительных капиталовложений в линии электропередачи, подстанции и оборудование для управления и защиты системы. Ниже приведены некоторые из основных компонентов современной системы передачи электроэнергии высокого напряжения.
Воздушные линии электропередачи передают электроэнергию от генерирующих станций и подстанций на другие подстанции, соединяющие центры нагрузки с электрической сетью, и передают блоки основной мощности на стыках между региональными сетями.Линии передачи высокого напряжения переменного тока представляют собой почти исключительно трехфазные системы (по три проводника на цепь). Для систем постоянного тока типичны биполярные линии (два проводника на цепь). Воздушные линии электропередачи рассчитаны на заданную мощность передачи при конкретном стандартизированном напряжении (например, 115 или 230 кВ). Уровни напряжения обычно основываются на экономических соображениях, и линии строятся с учетом будущего экономического развития в местности, где они заканчиваются.
Подземные кабели служат тем же целям, что и воздушные линии электропередачи.Подземные кабели требуют меньше полосы отчуждения, чем воздушные линии, но, поскольку они проложены под землей, их установка и обслуживание дороги. Подземная передача часто в 5–10 раз дороже, чем воздушная передача той же мощности. По этим причинам подземные кабели используются только в местах, где воздушное строительство небезопасно или технически неосуществимо, где земля для проезда недоступна или где местные власти требуют прокладки под землей.
Подстанции или коммутационные станции служат в качестве соединений и точек переключения для линий передачи, фидеров и цепей генерации, а также для преобразования напряжений до требуемых уровней.Они также служат точками для компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, а также для измерения электроэнергии. Подстанции имеют шинные системы с воздушной или газовой изоляцией (CGI). Основное оборудование может включать трансформаторы и шунтирующие реакторы, силовые выключатели, разъединители, батареи конденсаторов, устройства измерения тока и напряжения, измерительные приборы, разрядники для защиты от перенапряжений, реле и защитное оборудование, а также системы управления.
Преобразовательные подстанции переменного / постоянного тока — это специальные типы подстанций, на которых выполняется преобразование электроэнергии из переменного в постоянный (выпрямительное) или из постоянного в переменное (инвертирующее).Эти станции содержат обычное оборудование подстанции переменного тока и, кроме того, такое оборудование, как клапаны преобразователя постоянного тока (тиристоры), соответствующее оборудование управления, преобразовательные трансформаторы, сглаживающие реакторы, реактивные компенсаторы и фильтры гармоник. Они также могут содержать дополнительные элементы управления демпфированием или элементы управления устойчивостью к переходным процессам.
Силовые трансформаторы используются на подстанциях для повышения или понижения напряжения и для регулирования напряжений. Для получения желаемого напряжения и поддержания соотношения фазовых углов используются разные схемы обмоток.Обычно используются автотрансформаторы и многообмоточные трансформаторы. Силовые трансформаторы обычно оснащены переключателями ответвлений под нагрузкой или без нагрузки для регулирования напряжения и могут иметь специальные обмотки для подачи электроэнергии на станцию. Фазовращатели, заземляющие трансформаторы и измерительные трансформаторы — это специальные типы трансформаторов.
Шунтирующие реакторы используются на подстанциях для поглощения реактивной мощности для регулирования напряжения в условиях низкой нагрузки и повышения стабильности системы. Они также помогают снизить переходные перенапряжения во время переключения.Иногда используются специальные схемы шунтирующих реакторов для настройки линий передачи для гашения вторичной дуги в случае однополюсного переключения.
Силовые выключатели используются для переключения линий и оборудования, а также для отключения токов короткого замыкания во время аварийных ситуаций в системе. Срабатывание силового выключателя инициируется вручную оператором или автоматически цепями управления и защиты. В зависимости от изоляционной среды между главными контактами силовые выключатели бывают с воздушной, масляной или газовой изоляцией (SF 6 ).
Выключатели-разъединители используются для отключения или обхода линий, шин и оборудования в зависимости от условий эксплуатации или технического обслуживания. Выключатели-разъединители не подходят для отключения токов нагрузки. Однако они могут быть оснащены последовательными прерывателями для прерывания токов нагрузки.
Синхронные конденсаторы — это вращающиеся машины, которые улучшают стабильность системы и регулируют напряжения при различных нагрузках, обеспечивая необходимую реактивную мощность; они не распространены в Соединенных Штатах.Иногда они используются в преобразовательных подстанциях постоянного тока для обеспечения необходимой реактивной мощности, когда пропускная способность приемной системы переменного тока мала.
Шунтирующие конденсаторы используются на подстанциях для подачи реактивной мощности для регулирования напряжения в условиях большой нагрузки. Шунтирующие конденсаторные батареи обычно переключаются группами, чтобы минимизировать скачкообразные изменения напряжения.
Статические вольт-амперные реактивные компенсаторы (ВАР) сочетают в себе функции шунтирующих реакторов и конденсаторов, а также связанного с ними оборудования управления. В статических компенсаторах VAR часто используются конденсаторы с тиристорным управлением или насыщающийся реактор для получения более или менее постоянного напряжения в сети путем непрерывной регулировки реактивной мощности, передаваемой в энергосистему.
Ограничители перенапряжения состоят из последовательно соединенных нелинейных резистивных блоков из оксида цинка (ZnO) или карбида кремния (SiC) и, иногда, из последовательных или шунтирующих разрядников. Ограничители перенапряжения используются для защиты трансформаторов, реакторов и другого основного оборудования от перенапряжений.
Стержневые зазоры служат той же цели, что и разрядники для защиты от перенапряжений, но с меньшей стоимостью, но с меньшей надежностью. В отличие от разрядников для защиты от перенапряжения, зазоры в стержнях при срабатывании вызывают короткое замыкание, что приводит к срабатыванию выключателя.
Конденсаторы сериииспользуются в линиях передачи на большие расстояния для уменьшения последовательного импеданса линии для управления напряжением.Снижение полного сопротивления линии снижает реактивные потери в линии, увеличивает пропускную способность и улучшает стабильность системы.
Релейное и защитное оборудование устанавливается на подстанциях для защиты системы от аномальных и потенциально опасных условий, таких как перегрузки, сверхтоки и перенапряжения, путем срабатывания силового выключателя.
Коммуникационное оборудование жизненно важно для потока информации и данных между подстанциями и центрами управления. Линия передачи, радио, микроволновая и волоконно-оптическая линии связи широко используются.
Центры управления, мозг любой электрической сети, используются для управления системой. Они состоят из сложных систем диспетчерского управления, систем сбора данных, систем связи и управляющих компьютеров.
Лучшее реле защиты от дуги
Home / Защитное релеОтображение результатов 1–16 из 37
Чередование фаз
(4)Переходный
(3)Защита по току
(14)Защита от потери возбуждения
(1)Частотная защита
(5)Защита от перегрузки
(4)Защита от обратной мощности
(6)Защита от короткого замыкания
(4)Защита по напряжению
(7)Комплект программирования G0100 для T7900 и серии G
197 $.00 В корзинуG2000 Power Relay, Aux 24VDC, CT 5A, обратное питание или защита от перегрузки
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееG2200 Реле тока, доп. 24 В пост. Тока, ТТ 5 А, перегрузка по току или недостаточный ток
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееРеле частоты G3000, доп. 24 В постоянного тока, повышенная и пониженная частота
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееG3100 Реле напряжения, доп. Напряжение 24 В постоянного тока, повышенное или пониженное напряжение (однофазное)
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееG3300 Реле напряжения, доп. Напряжение 12-48 В постоянного тока, повышенное или пониженное напряжение (трехфазное)
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееG3600 Реле напряжения, доп. Напряжение 24 В постоянного тока, повышенное и пониженное напряжение (однофазное)
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKCC101 Однофазная максимальная токовая защита, аналоговый выход
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKCC110 Защита от асимметрии переменного тока, аналоговый выход
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKCC112 Дифференциальная защита по току / защита от замыкания на землю, аналоговый выход
800 долларов.00 — 883,00 долл. США Выбрать опцииKEC115, KEC116 и KEC117 Генератор переменного тока Защита от короткого замыкания и перегрузки по току, выходные реле, дополнительный аналоговый выход
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKEV233 и KEV234 Устройство контроля и защиты трехфазного напряжения, выходное реле, дополнительный аналоговый выход
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKPC112 Дифференциальная защита по току / защита от замыканий на землю, аналоговый выход
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKPF221 Частотная защита для одно- или трехфазных систем
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKPW171, KPW174, KPW176 и KPW177 Защита от обратной мощности и перегрузки, выходное реле, дополнительный аналоговый выход (датчик мощности)
Позвоните, чтобы узнать цену Читать далееKRM72x — Реле обрыва фазы / последовательности
541 долл. США.00 Читать далее
Что такое защитные реле? — Описание и принцип действия реле защиты
Защитное реле работает как чувствительное устройство, оно обнаруживает неисправность, затем определяет ее положение и, наконец, подает команду на отключение на автоматический выключатель. Автоматический выключатель после получения команды от защитного реле отключит неисправный элемент.
Благодаря быстрому устранению неисправности с помощью быстродействующего защитного реле и соответствующего автоматического выключателя, уменьшается повреждение устройства и уменьшаются связанные с этим опасности, такие как пожар, риск для жизни за счет удаления особенно неисправной секции.
Но непрерывность питания сохраняется, хотя секция остается исправной, благодаря быстрой очистке неисправности время возникновения неисправности сокращается, и, следовательно, система может быть восстановлена в нормальное состояние раньше. Следовательно, предел стабильности переходного состояния системы значительно улучшен, предотвращается необратимое повреждение оборудования и возможность развития самого простого короткого замыкания, такого как однофазное замыкание на землю, в наиболее серьезное замыкание, такое как двойное замыкание фазы на землю. уменьшен.
Неисправность может быть уменьшена только в том случае, если защитное реле является надежным, обслуживаемым и достаточно чувствительным, чтобы различать нормальное и ненормальное состояние.Реле должно срабатывать при возникновении неисправности и не должно срабатывать, если неисправности нет. Некоторые реле используются для защиты энергосистемы. Некоторые из них являются первичной эстафетой, что означает, что они являются первой линией защиты. Такие реле обнаруживают неисправность и посылают сигнал соответствующему автоматическому выключателю для отключения и устранения неисправности.
Неисправность не может быть устранена, если автоматический выключатель не срабатывает или реле неправильно работает. Неисправность реле происходит по трем причинам, таким как неправильная настройка, плохие контакты и разрыв цепи в катушке реле.В таких случаях вторая линия защиты обеспечивается резервными реле. Резервное реле имеет более длительное время работы, даже если они обнаруживают неисправность вместе с первичными реле.
Для достижения желаемой надежности сеть энергосистемы разделена на две разные зоны защиты. Общая защита системы разделена на разные зоны защиты. Это защита генератора, защита трансформатора, защита шины, защита линии передачи и защита фидера.Реле, используемое для защиты аппаратуры и линий передачи:
- Реле максимального тока
- Реле понижения частоты
- Реле направления
- Тепловые реле Реле последовательности фаз
- Реле обратной последовательности фаз
- Реле прямой последовательности
- Дистанционные или импедансные реле
- Реле фазового сопротивления
- Реле углового сопротивления
- Ом (или реактивное сопротивление) Реле
- Реле углового сопротивления
- Смещение реле Mho или реле с ограничениями
- Контрольные реле
- Реле пилот-сигнала несущего канала или СВЧ-пилот-реле
Защитные реле не исключают возможность возникновения неисправности в энергосистеме, а их схемные действия начинаются только после того, как неисправность произошла в системе.Основными характеристиками хорошей релейной защиты являются ее надежность, чувствительность, простота, скорость и экономичность. Для ознакомления с защитным реле мы должны понимать некоторые важные термины.
Активизирующая величина — Это электрическая величина, которая представляет собой объединение напряжения или тока или только напряжения или тока, необходимое для работы реле.
Цепь отключения — это цепь, которая управляет автоматическим выключателем для размыкания и включает катушку отключения, контакты реле, питание вспомогательной батареи выключателя и т. Д.
Характеристическое количество — Предназначено для определения срабатывания реле. Некоторые реле имеют дифференцированный отклик на одну или несколько величин, называемых характеристической величиной.
Рабочее усилие или крутящий момент — Это сила, которая стремится замкнуть контакты реле.
Сдерживающая сила или крутящий момент — Это сила или крутящий момент, которые противодействуют крутящему моменту и стремятся прервать замыкание контактов реле.
Настройка — это фактическое значение возбуждающей величины, при которой реле работает при заданных условиях.
Энергопотребление реле — это значение мощности, потребляемой цепью реле при номинальном токе или напряжении, выраженное в ВА для переменного тока и в ваттах для постоянного тока.
Подъем — Считается, что реле срабатывает, когда оно перемещается из выключенного положения в положение включения, или срабатывание реле называется срабатыванием реле.
Рабочее реле или реле срабатывания — это значение срабатывающей величины (тока или напряжения), которая находится на пороге, выше которого реле срабатывает и замыкает свои контакты.Если ток в реле меньше значения срабатывания, реле не срабатывает, а выключатель срабатывает от него, остается в замкнутом положении.
Уровень отключения или сброса — Это значение тока или напряжения и т. Д., Ниже которого реле размыкает свои контакты и возвращается в исходное положение. Отношение отпускаемого напряжения или значения сброса к значению срабатывания или рабочего значения называется коэффициентом отпускания или сброса.
Быстрое значение — задается временем, которое проходит между моментом, когда ток или напряжение превышает значения срабатывания, до момента, когда контакты реле замкнуты.
Время возврата — Это время, которое проходит между моментом, когда ток или напряжение (управляющая величина) становятся меньше, чем значение сброса в то время, когда контакты реле замкнуты.
Seal-in-coil — Эта катушка не позволяет контактам реле размыкаться, когда через них протекает ток.
Время перерегулирования — Это время, в течение которого накопленная рабочая энергия рассеивается после того, как характеристическая величина была внезапно восстановлена с заданного значения до значения, которое оно имело в исходном положении реле.
Время устранения неисправности — Это время между наличием неисправности и моментом окончательного гашения дуги в автоматическом выключателе называется временем устранения неисправности.
Время выключателя — Время между прекращением повреждения и окончательным гашением дуги в автоматическом выключателе называется временем выключателя.
Время реле — Интервал между наличием неисправности и замыканием контактов реле называется временем реле.
Зона действия — определяется как предельное расстояние, покрываемое защитой, неисправности, выходящие за пределы которого находятся вне досягаемости защиты, и должны перекрываться другим реле.
Принцип действия реле защиты
Работа реле зависит либо от электромагнитного притяжения, либо от электромагнитной индукции. Реле электромагнитного притяжения имеет соленоид, который притягивается к полюсам электромагнита. Это реле работает как от источника переменного, так и от постоянного тока.
В реле электромагнитного индукционного типа используется асинхронный двигатель, внутри которого крутящий момент создается за счет процесса электромагнитной индукции.