1.3. Виды устройств релейной защиты

Все УРЗ делятся на основные и резервные. Основными называются УРЗ, обеспечивающие отключение повреждения в пределах защищаемого элемента с требуемыми быстротой и чувствительностью. Резервными называются УРЗ, осуществляющие резервирование основного УРЗ в случае его отказа или вывода из работы и защиту следующего участка в случае отказа его УРЗ или выключателя.

По способу обеспечения селективности действия УРЗ подразделяются на два вида. Имеются УРЗ, зона действия которых не выходит за пределы защищаемого объекта. Они выполняются без выдержки времени и называются УРЗ с абсолютной селективностью. Другая группа УРЗ действует при КЗ как на защищаемом элементе, так и за его пределами. Их селективность обеспечивается подбором выдержек времени. Такие УРЗ называются защитами с относительной селективностью. По принципу действия измерительных органов, определяющих факт возникновения КЗ и место его нахождения, различают группы УРЗ, реагирующие на следующие факторы: увеличение тока, уменьшение сопротивления, появление разности токов по концам защищаемого участка, изменение фаз тока относительно напряжения.

1.4. Структурные части и основные элементы устройств релейной защиты

Структурные части устройства релейной защиты. Каждое УРЗ должно обнаружить повреждение и дать команду на отключение силового выключателя. Оно имеет три структурные части (рис. 1.4): измерительную (реагирующую), логическую (оперативную) и управляющую (исполнительную).

Рис. 1.4. Функциональная схема устройства релейной защиты

Измерительная часть (ИЧ) осуществляет непрерывный контроль за состоянием защищаемого объекта ЛЭП W и, реагируя на появление в нем повреждения (или ненормального режима), срабатывает и выдает дискретные сигналы на вход логической части (ЛЧ), приводящие ее в действие.

В качестве контролируемых величин (входных сигналов) служит в зависимости от вида УРЗ ток или (и) напряжение защищаемого объекта. Эти величины подводятся к измерительной части защиты через измерительные трансформаторы тока ТА и напряжения TV.

Логическая часть (ЛЧ) воспринимает дискретные сигналы ИЧ, производит с помощью логических элементов (реле) по заданной программе логические операции и подает выходной сигнал о срабатывании УРЗ на управляющую часть.

Управляющая часть (УЧ) служит для усиления сигнала ЛЧ до значения, необходимого для отключения силового выключателя Q и приведение в действие других устройств, поскольку сигналы ЛЧ обычно имеют недостаточную мощность.

Основные элементы устройства релейной защиты. УРЗ состоит из реле, соединенных между собой по определенной схеме.

Реле, условно показанное на рис. 1.5,а, представляет собой автоматически действующий аппарат, реагирующий на изменение подводимой к его входу электрической величины X (тока, напряжения или их функций).

При определенном значении входной величины X, называемой параметром срабатывания , реле приходит в действие - срабатывает.

При этом на его выходе скачком появляется выходной сигнал (обычно в виде напряжения или тока), воздействующий на подключенную к выходным зажимам реле цепь управления каким-либо устройством, например, другим реле или приводом силового выключателя.

В УРЗ длительное время применяются реле с коммутирующими контактами - электромеханические, имеющие подвижные части. В последние годы широкое распространение получают более совершенные реле - бесконтактные, статические без подвижных частей, выполняемые на полупроводниковых элементах. У первых при срабатывании подвижная система приходит в действие, контакт К замыкается (рис.1. 5,б) и подает на управляемую им цепь напряжение от специального источника питания. Под действием этого напряжения в управляемой цепи возникает ток . У вторых (бесконтактных) – при срабатывании на выходе реле возникает сигнал в виде напряжения , вызывающий появление тока в управляемой цепи (рис. 1.5,в). На рис.1.5,г приведена характерная для обоих видов реле зависимость выходного сигнала Y от входного : , которая называется проходной характеристикой. Входной сигнал, при котором реле срабатывает, обозначен .

Рис. 1.5. К пояснению принципа действия устройства релейной защиты: а – структурная схема реле; б – принцип действия электромеханического реле; в – принцип действия бесконтактного реле; г – проходная характеристика реле

Если после срабатывания реле X начнет уменьшаться (пунктирная линия на рис.1.5,г), то до некоторого значения Y остается неизменным. Но как только X станет равным , выходной сигнал скачком снижается до начального уровня , и реле возвращается в исходное состояние. Значение называется величиной возврата реле. В технике релейной защиты для реле определяется коэффициент возврата по следующему соотношению:

.

Скачкообразное изменение выходного сигнала в реле называют дискретным, а проходную характеристику - релейной. Автоматы любой конструкции, имеющие релейную проходную характеристику, относятся к классу реле.