Hlavní typy ochrany relé
Elektřina v elektřině se vyrábí v elektrárnách, přenášená na velké vzdálenosti elektrickým vedením. Nadzemní a kabelové přenosové vedení se nachází mezi trafostanicemi a spotřebiteli, kteří do nich dodávají elektřinu.
Ve všech technologických fázích výroby, přenosu a distribuce elektrické energie může dojít k mimořádným situacím, které mohou ve velmi krátkém čase, počítaném ve zlomcích sekundy, zničit technická zařízení nebo vést ke smrti obsluhujícího personálu.
Lidské tělo prostě není schopno na takové krátkodobé události reagovat. Proto pouze speciální technická zařízení pracující v automatickém režimu podle předem připravených algoritmů mohou kontrolovat odchylky jmenovitých parametrů elektroinstalace, identifikovat počáteční fázi havárie a přijímat účinná opatření k jejímu odstranění.
Historicky se vyvinula tradice nazývat ochrany.A protože fungovaly na reléové bázi velmi dlouhou dobu, tato dodatečná definice v nich byla pevně zakotvena.
Jak se tvoří reléové ochrany
Kvalita elektřiny je přísně regulována technickými normami:
-
amplituda napětí a proudu;
-
frekvence sítě;
-
forma sinusové harmonické a přítomnost vnějšího šumu v ní;
-
směr, velikost a kvalita výkonu;
-
fáze signálu a některé další parametry.
Pro každou z těchto charakteristik byly vytvořeny určité typy reléových ochran. Jsou to po uvedení do provozu:
-
je neustále monitorován měřicím orgánem — přenáší stav jednoho nebo více parametrů sítě. Například proud, napětí, frekvence, fáze, výkon a průběžně porovnávat jeho hodnotu s předem stanoveným rozsahem nazývaným setpoint;
-
v případě překročení regulované hodnoty nad normalizovanou mez se spustí měřicí prvek a přepnutím polohy jeho kontaktů sepne obvody připojené logické části;
-
v závislosti na úkolech, které mají být řešeny, je logika obvodu přizpůsobena určitým algoritmům. Provádí je působením na spínací zařízení, např. vypínací elektromagnet spínače primárního zařízení elektrického obvodu;
-
vypínač napájení eliminuje poruchu v obvodu tím, že z něj odpojí napájení.
Podle typů řízených parametrů se ochrana dělí na:
-
aktuální,
-
Napětí;
-
vzdálenost (odpor vedení);
-
frekvence;
-
Napájení;
-
fáze a další.
Klasifikace podle principu činnosti
Měřicí těleso každé ochrany je nastaveno na určité nastavení, které omezuje oblast pokrytí operace ochrany. Může zahrnovat několik sekcí (primární a záložní) nebo pouze jednu.
Ochrana může reagovat na všechny možné druhy poškození vyskytujících se v chráněném území nebo pouze na jejich jednotlivé, specifické projevy.
V odpovědné chráněné oblasti elektrického obvodu není obvykle instalována jedna ochrana, ale několik jejích druhů, které doplňují a zachovávají vzájemné působení. Jsou klasifikovány do:
1. základní;
2. záložní kopie.
Existují 3 požadavky na základní ochranu:
1. Opatření na všechny možné poruchy v pracovní oblasti nebo na většinu z nich;
2. pokrytí celého kontrolovaného pásma ochranou, nikoli jeho části;
3. nejrychlejší reakce na vznikající poruchu než jiné ochrany.
Ochrana, která nesplňuje tyto podmínky, se nazývá nouzová a provádějí nouzovou:
1. blízko;
2. vzdálený.
V prvním případě je realizována záloha hlavních ochran působících na zadanou zónu. Pro druhou možnost je kromě souseda vytvořena rezervace sousedních pracovních zón pro případ, že by v nich odmítala působit vlastní ochrana.
Typy proudové ochrany:
Ochrana proti nadproudu a výpadku napájení
Typy přepěťové ochrany:
Ochrany, které řídí elektrický odpor napájecího obvodu
Každé elektrické vedení je vytvořeno z kovových proudových vodičů, které mají minimální, ale velmi reálný odpor. Neustále se zvyšuje s rostoucí délkou dálnice — vzdáleností.
Když dojde ke zkratu v určité vzdálenosti od konce vedení na některé z rozvoden, pak se podle principu měření velikosti elektrického odporu do místa vzniklého poškození použijí ochrany, tzv. dálkové, prac.
Do procesu hodnocení odolnosti jsou zahrnuty následující komplexy:
-
měřicí systémy proudových a napěťových transformátorů určené pro vlastní ochranu;
-
odporová relé (RS), která na ně zpracovávají signály z VT a CT pro výpočet impedance podle Ohmova zákona do místa vzniku zkratu Z = U/i.
Odporová relé neustále monitorují vzdálenost, délku elektrického vedení připojeného k jeho zóně. Když na něm dojde ke zkratu, odpor / vzdálenost způsobená kovovým zkratem se prudce sníží, což ovlivní nastavenou hodnotu a způsobí, že relé bude fungovat.
Distanční ochrany jsou obvykle rozděleny do více sekcí podle vypínacích zón, které slouží k zálohování hlavních ochran elektrických vedení, výkonových transformátorů, generátorů, přípojnic a dalších zařízení.
Používají se k ochraně před sdruženými a v některých případech jednofázovými poruchami vyskytujícími se v energetických zařízeních.
Charakteristickým rysem diferenciální ochrany je jejich schopnost reagovat na:
1. kolísání napětí v systému. Toto je název jevů spojených s periodickými poklesy napětí a nárůsty proudu, způsobenými narušením synchronního provozu více generátorů, které v systému vyrábějí elektřinu;
2. poruchy, které se mohou vyskytnout v napěťových obvodech.
Aby se vyloučily případy nesprávného fungování distančních ochran, jsou do jejich složení zavedena blokovací zařízení, která provádějí:
-
zakazuje vypnutí jističe v případě oscilací v systému:
-
sledování stavu zdroje napětí.
Reléová ochrana frekvence, výkonu, fáze
Celý sortiment těchto zařízení funguje na obecném principu při vytváření měřícího zařízení, které na bázi relé hlídá stav frekvence, výkonu nebo fáze elektrického signálu. V případě narušení jemu přiřazené nastavené hodnoty se relé sepne a logický obvod připojený k jeho kontaktu informaci zpracuje a podle předepsaného algoritmu vypne výkonové zařízení.
Ochrana plynových a proudových relé
Tyto typy zařízení se používají k vybavení transformátorů, reaktorů a dalších podobných konstrukcí pracujících v ropných nádržích. Když v nich dojde k poruchám, vzniká vysoká teplota doprovázená uvolňováním rozpuštěných plynů z ropy, rozkladem jejího chemického složení a poklesem dielektrických vlastností.
Mechanické struktury relé reagují na takové poruchy s ohledem na výskyt plynů a produktů rozkladu oleje uprostřed nádrže.Po sepnutí kontaktu dostanou příkaz k aktivaci logického obvodu a otevření spínačů.
Tento typ ochrany se vztahuje k reléové ochraně, ale je založen na měření mechanických spíše než elektrických parametrů provozního zařízení.
Přepěťová ochrana funguje na stejném principu:
-
teplota;
-
střední tlak a další mechanické faktory.