Основні види релейного захисту, призначення і пристрій

Одним з першорядних умов підтримки стабільності роботи електротехнічних систем є постійний контроль їх параметрів на предмет відповідності нормативним показникам. Оцінка поточного стану пристроїв, що обслуговується комплексу дозволяє своєчасно виявляти несправності і пошкодження, запобігаючи великі аварії. Для виконання таких функцій використовуються різні види релейної захисту, які відрізняються пристроєм, характером реакцій і фізичними параметрами.

Призначення релейного апаратури

Загальний спектр завдань зводиться до забезпечення електротехнічної захисту приладів, обладнання і техніки, яка підключається до мереж на 220 і 380 В. Але всередині електромереж забезпечення безпеки може реалізовуватися різними способами, в залежності від контрольованих параметрів. Так, основні види релейного захисту поділяються за такими призначень:

Вимірювальні пристрої. Завдяки наявності каліброваних пружин і засобів стабілізації параметрів струму, реле цього типу можуть заміряти, а також коригувати основні електротехнічні показники системи.

Реле струму. Цілеспрямовано застосовуються для управління величиною струму. Це можуть бути захисні пристрої теплових, індукційних, диференціальних і послідовних систем.

Реле напруги. Як і у випадку з захисними пристроями для контролю струму, такі пристрої можуть застосовуватися в різних електротехнічних комплексах, але працюють з великими діапазонами коливань цільової величини.

Цифрові реле. Мультифункціональні апарати, які одночасно відслідковують показники декількох параметрів від сили струму до потужності електроустановки, а також виконують завдання стабілізації та корекції робочих величин.

Види допоміжних реле

Дана різновид захисних реле іноді називається логічною і, як правило, виконує прості завдання перемикання цільових пристроїв. Ними здійснюється регулювання взаємних зв'язків між елементами електротехнічних систем, тому можна говорити, що задіюються проміжні види релейного захисту. Призначення таких пристроїв може охоплювати обробку сигналів від інших реле з подальшою передачею команд керованої апаратурі. Однак на фізичні робочі показники допоміжні реле не впливають. У цій же групі можна виділити системи непрямого і механічної дії. Реле першої категорії призначені для управління ланцюгом електромагнітного відключення комутаційної апаратури. У свою чергу, пристрої механічного дії прямо реагують на комутаційні зв'язки між підсистемами без проміжних елементів ланцюга.

Загальне пристрій реле

Електротехнічна конструкція захисних реле постійно поліпшується, доповнюючись новими компонентами і функціональними модулями. Сучасні пристрої можуть містити в собі індукційні, статичні і електромагнітні компоненти, що знаходяться під управлінням напівпровідникових і мікропроцесорних систем. Відразу слід розділити види пристроїв релейного захисту на ручні та автоматичні. На базовому рівні будь апарат має електромеханічну конструкцію з апаратними та фізичними засобами ручного управління. Однак більш досконалі системи підключаються до виконавчим органам (блоки спостереження, пристрою подачі сигналу, засоби аналізу і т. д.) через програмовані контролери, які в постійному режимі відстежують робочі параметри ланцюга. У відповідності з заданими алгоритмами автоматика без участі оператора подає команди на виконавчі органи.

Контактні і безконтактні релейні системи

Фізична взаємодія з контрольованими елементами здійснюється різними способами. Виконуючі механізми відрізняються типом контактного впливу. Традиційні реле керують підконтрольними органами допомогою електротехнічних контакторів. Найпростіші логічні пристрої виконують розмикання і замикання, забезпечуючи повне або часткове з'єднання ланцюга. Безконтактні види релейного захисту подають фізичні команди шляхом різкої зміни вихідних параметрів електричного ланцюга. Як правило, використовуються стрибкоподібні коливання в показниках індуктивності, ємності і опору. В таких конфігураціях управління параметри реле визначаються залежністю між вхідними і вихідними електротехнічними величинами.

Класифікація за способом включення

За цією ознакою виділяють первинні і вторинні реле:

Первинні пристрої вводяться прямо в ланцюг обслуговується апаратури без з'єднання з проміжними елементами. Відповідно, і команди на включення подаються безпосередньо цільовим пристрою. До переваг таких реле відносять відсутність необхідності підключення вимірювального трансформатора і контрольних кабелів.

Вторинні види релейного захисту з трансформатором напруги або струму мають перевагу у вигляді більш високого ступеня безпеки та надійності. Засоби перетворення вхідних навантаження захищають саме реле від високої напруги, а в умовах подачі нормативної навантаження виключають ризики різких перепадів контрольованих величин.

Класифікація реле за принципом роботи

Більшість захисних пристроїв у вигляді реле працює за принципами електромагнітної індукції, однак контрольовані ознаки і спосіб реакції можуть бути різними. На даний момент до найпопулярніших можна віднести види релейного захисту, працюють за такими схемами:

Газові. Також до цієї групи можна віднести масляні датчики-контролери. В обох випадках завдання пристрою полягає у фіксації витоків охолоджуючих речовин трансформатора. У разі розгерметизації каналів подачі масла або газу реле автоматично відключає обладнання.

Диференціальні. Такі реле використовуються також в трансформаторах, генераторах і на підстанціях, контролюючи струмові величини. Стандартна модель реакції передбачає відключення пристрою, якщо вхідні величини мають велику різницю з вихідними показниками.

Направлено максимальні. Найпростіші реле, активізуючі захист при фіксації надмірно високих показників напруги, потужності або сили струму.

Дистанційні. Блокувальні реле, які фіксують короткі замикання і перешкоди у ланцюзі, після чого відключають апаратуру.

Дугові. Такі реле встановлюються на комплектних трансформаторах і підстанціях. З допомогою оптичних датчиків і сенсорів тиску вони фіксують ознаки загоряння, занедбуючи відповідні системи пожежогасіння.

Види пошкоджень релейного захисту

Переважно несправності реле і допоміжних пристроях виникають внаслідок коротких замикань, які мають свою класифікацію. Найбільш важкими та небезпечними для цільової обслуговується апаратури вважаються трифазні замикання. Виникнення подібних порушень обумовлюється помилками у розрахунку припущень певних параметрів ланцюга – наприклад, перехідного опору. Для генераторних видів релейного захисту великі ризики несуть пошкодження в результаті двофазних коротких замикань. Зокрема, це може загрожувати порушеннями стійкості паралельної роботи компонентів системи.

Висновок

По мірі підвищення ергономічності і надійності електротехнічних систем зростають і вимоги до засобів забезпечення їх безпеки. Сучасні види релейного захисту і автоматики інтегруються в ланцюгу постачання енергетичного обладнання, генераторні підстанції, трансформаторні блоки і домашні електромережі пристрою. У кожному випадку вони виконують схожі завдання попередження і запобігання негативних факторів експлуатації апаратури. Інша справа, що в залежності від умов та характеристик захищається ділянки ланцюга задіюються реле з різними конструкціями, функціями і робочими параметрами.