Sådan fungerer relæbeskyttelse og automatisering

De første menneskelige eksperimenter med elektricitet og oprettelse af kredsløb til strømføring var ledsaget af kortslutninger og funktionsfejl, hvor erfaringer og viden blev tilegnet sig, regelmæssighederne i procedurerne blev afsløret og driftsregler blev udviklet.

Baseret på analysen af ​​de foretagne fejl begyndte man at oprette enheder, der beskytter udstyr og mennesker mod elektriske effekter. De første sådanne enheder var sikringer, der brændte ud, når der blev skabt kritiske belastninger, hvilket brød det elektriske strømkredsløb.

Mere komplekse beskyttelsesstrukturer begyndte at blive massivt indført efter 1891, da man i Rusland ifølge projektet fra Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky blev transporteret 220 kW elektrisk energi pr. 175 km med en effektivitet på 77% baseret på et trefasespændingssystem udviklet af den samme videnskabsmand.

Beskyttelsesprincippet var baseret på princippet om relæer - enheder, der konstant overvåger en elektrisk parameter i netværket, og når de når kritiske værdier, udløser de: De ændrer skarpt deres oprindelige tilstand ved at skifte det elektriske kredsløb.

De første beskyttelsesanordninger blev lavet på grundlag af elektromekaniske relædesign, og de specialister, der var involveret i deres drift, begyndte at blive kaldt udtrykket "relæ", der er gyldigt indtil videre.

Relæbeskyttelses- og automatiseringstjenesten (RPA) oprettet i kraftsystemet på grundlag af konstant indhøstet erfaring er samtidig involveret i andre komplekse processer:

• styresystemer, herunder lokale, fjerntliggende og fjernmetoder;

• enhedslåse;

• signaleringskredsløb, der gør det muligt at analysere begivenheder, der opstår i netværket;

• målinger af forskellige elektriske mængder i eksisterende kredsløb;

• analyse af målingernes kvalitet baseret på metrologiske standarder;

• nogle andre funktioner.

Principper for konstruktion af et kredsløb med beskyttelsesanordninger

En temmelig besværlig og kompleks startbase baseret på elektromekaniske strukturer forbedres og ændres konstant. Til beskyttelsesarbejdet introduceres nye tekniske udviklinger. I moderne energikomplekser kombineres med succes elektromagnetiske, induktions-, statiske - halvleder- og mikroprocessoranordninger.

De forenes af en praktisk talt uforanderlig grundlæggende algoritme af processer, der moderniseres til hvert specifikt tilfælde. De vigtigste beskyttelsesfunktioner demonstreres ved hjælp af strukturdiagrammet.

Hovedfunktioner af beskyttelsesanordninger

Observationsenhed

Dets vigtigste funktion er at overvåge de igangværende elektriske processer i systemet baseret på målinger fra strøm- og / eller spændingsmålingstransformatorer.

Udgangssignalerne fra enheden kan transmitteres direkte til det logiske kredsløb til sammenligning med de brugerdefinerede afvigelser fra de nominelle værdier, kaldet indstillinger, eller oprindeligt konverteret til digital form.

Logikblok

Her sammenlignes indgangssignalerne med grænseegenskaberne for indstillingerne. Den mindste match mellem dem fører til udstedelse af en kommando til at betjene forsvaret.

Executive-enhed

Det opretholdes konstant i beredskab til svar på logiske enhedskommandoer. I dette tilfælde sker der skift i ledningsdiagrammet i henhold til en forudbestemt algoritme, der udelukker udstyrsskader og personskade.

Alarmenhed

Processerne, der forekommer i systemet, udføres så hurtigt, at en person ikke er i stand til at opfatte dem med deres organer.For at løse de perfekte begivenheder er der installeret alarmenheder, der bruger visuelle lydeksponeringsmetoder ved at gemme de ændringer, der er sket i hukommelsen.

I alle alarmkonstruktioner udføres overførslen af ​​dens tilstand efter drift til dens udgangsposition en gang af operatøren manuelt, hvilket eliminerer tabet af information om betjening af beskyttelsen ved automatisering.

Principper for beskyttelse

En meget seriøs holdning til pålideligheden og sikkerheden ved elanvendelse har bestemt de grundlæggende krav, som relæbeskyttelsessystemer skal opfylde. De er dog også tekniske enheder, hvilket betyder: de har evnen til at forstyrre den rette ydelse.

Fejl i relæbeskyttelsessystemer er muligt med:

• fejl inde i beskyttelsen;

• overdreven reaktion, når det udøvende organs handling ikke er påkrævet;

• forkert arbejde i fravær af skader på det elektriske system.

For at udelukke fejl under drift er et projekt udviklet, installeret, idriftsat med idriftsættelse og vedligeholdelse af relæbeskyttelsesanordninger under hensyntagen til de udviklede krav til relæbeskyttelse og automatiseringsenheder til:

• selektivitet baseret på hierarkiet af ordningen;

• hastighed bestemt af responstiden;

• følsomhed over for startfaktorer;

• pålidelighed af arbejde.

Selektivitetsprincip

Et andet almindeligt navn for det er selektivitet. Denne egenskab giver dig mulighed for nøjagtigt at identificere og lokalisere stedet for den manifesterede funktionsfejl i et struktureret netværk med ethvert hierarki.

F.eks. Overfører en generator elektrisk energi til mange forbrugere beliggende i områder nr. 1, 2 og 3 udstyret med deres egne beskyttelser henholdsvis 1-2, 3-4 og 5. I tilfælde af kortslutning inde i slutbrugeren på sted nr. 3, vil skadestrømme passere gennem alle beskyttelseskredsløb fra kilden.

I denne situation er det imidlertid fornuftigt at frakoble det sidste afsnit med en beskadiget elektrisk motor og efterlade alle betjeningsenheder i drift. Til dette formål introduceres forskellige relæbeskyttelsesindstillinger for hvert kredsløb i designstadiet af kredsløbet.

Beskyttelsesanordningerne i afsnit 5 skal føle fejlstrømmene tidligere og sikre, at deres hurtig udkobling fra generatoren hurtigere. I det givne skema reduceres derfor værdierne for de aktuelle indstillinger og tidsindstillinger i hvert afsnit fra generatoren til forbrugeren under overholdelse af princippet: jo tættere på stedet for skaden, jo højere følsomhed.

I dette tilfælde overholdes redundansprincippet under hensyntagen til muligheden for svigt i tekniske enheder, herunder beskyttelsessystemer på et lavere niveau. Dette betyder: hvis beskyttelsen af ​​sektion 3 i sektion 3 ikke fungerer korrekt, skal en kortslutning afbryde relæbeskyttelsesanordningerne nr. 4 eller 5 på linje nr. 2, som igen er forsikret af beskyttelsen af ​​sektion nr. 1.

Ydelsesprincip

Stoppetid for skader består af mindst to faktorer:

1. udløst beskyttelse;

2. betjening af afbryderdrevet.

Den første parameter kan justeres fra minimumsværdien på grund af designet til beskyttelsen og antallet af anvendte elementer. Sådanne metoder skaber en forsinkelse for inkludering af specielle justerbare relæer i kredsløbet. Det bruges til yderligere beskyttelse.

Enheder tæt på skadestedet skal konfigureres til at fungere med de kortest mulige tidsintervaller for drift.

Princippet om følsomhed

Denne egenskab giver dig mulighed for at bestemme typer af beregnet skade og unormale situationer for elsystemet i den aktuelle beskyttelseszone.

Følsomhed for relæbeskyttelse og automatiseringsenheder

For at bestemme dets numeriske udtryk introduceres koefficienten Кч, beregnet af forholdet mellem minimumsværdien af ​​kortslutningsstrømmen for sektionen og værdien af ​​udløbsstrømmen.

Samtidig fungerer relæbeskyttelses- og automatiseringsenheder korrekt på Icz

Den optimale værdi af følsomhedskoefficienten ligger i området 1,5-2.

Pålidelighedsprincippet

For at definere det introduceres vilkårene:

• oppetid;

• vedligeholdelse;

• holdbarhed;

• vedholdenhed.

Hver af dem har sine egne evalueringskriterier.

Pålidelighed af relæbeskyttelse og automatiseringsenheder

Betjening og vedligeholdelse af relæbeskyttelsesanordninger overvejer tre muligheder for pålidelighed i responsfunktioner:

1. med interne kortslutninger i den beskyttede zone;

2. under passage af ekstern kortslutning uden for arbejdsområdet;

3. i tilstande uden skader.

På samme tid er pålideligheden opdelt i:

• operationelt;

• hardware værelse.

Nødkontrol

Enhver relæbeskyttelsesblok er ikke kun et uafhængigt kredsløb, men er kombineret i komplekser på højere niveau, som i sidste ende udgør nødsituationsstyringssystemet i elsystemet. Hun har alle elementer forbundet med andre komponenter og udfører omfattende sine opgaver.

En forkortet liste over beskyttelses- og automatiseringsfunktioner demonstreres ved hjælp af et forenklet blokdiagram.

Grid Emergency Management

Et kort resumé af funktionerne ved drift af relæbeskyttelse og automatisering gør det muligt for os at konkludere, at erhvervet som en relæoperatør kræver konstant undersøgelse af det udstyr, der kommer i drift, forbedring af viden og dannelse af stærke praktiske færdigheder.

Mere om en stafettoperatørs erhverv: Profession Elektriker relæbeskyttelse og automatisering

Læs om moderne relæbeskyttelsesenheder her: Mikroprocessorbaserede relæbeskyttelsesenheder: en oversigt over kapaciteter og kontroversielle problemer

Comments

[#1 Victor]

Interessant skrevet, let at læse. For en generel forståelse er det dette, du har brug for. Alt er fantastisk!

[#2]

Mange tak til forfatteren. Det anføres kompetent, interessant, enkelt og tydeligt. Unge fagfolk og studerende ægte hjælp. Tak!

[#3]

Men ved du, at det første koncept med relæet dukkede op på telegrafen, og det tjente ikke til at beskytte netværk, men til at forbedre det transmitterede signal. Og så er artiklen interessant, bogstaveligt talt på fingrene.