Основные органы релейной защиты

Пусковые органы непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого участка цепи и реагируют на возникновение коротких замыканий и нарушения нормального режима работы. Выполняются обычно с помощью различных типов реле (реле тока, напряжения, мощности и др).

Измерительные органы определяют место и характер повреждения и принимают решения о необходимости действия защиты. Измерительные органы также выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и др. Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть — это схема, которая запускается пусковыми органами и, анализируя действия измерительных органов, производит предусмотренные действия (отключение выключателей, запуск других устройств, подача сигналов и пр.). Логическая часть состоит, в основном, из элементов времени (таймеров), логических элементов, промежуточных и указательных реле, дискретных входов и аналоговых выходов микропроцессорных устройств защиты.

Пример логической части релейной защиты

Катушка реле тока K1 (контакты А1 и А2) включена последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока ТА. При коротком замыкании, на участке цепи, в котором установлен трансформатор тока, возрастает сила тока, и пропорционально ей возрастает сила тока во вторичной цепи трансформатора тока. При достижении силой тока значения уставки реле K1, оно сработает и замкнёт рабочие контакты(11 и 12). Цепь между шинками +EC и -EC замкнётся, и запитает сигнальную лампу HLW.

Данная схема приведена как простой пример. В эксплуатации используются более сложные логические схемы.

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем.

Реле — электромагнитный аппарат (переключатель), предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин. Широко используется в различных автоматических устройствах. Различают электрические, пневматические(температурные), механические виды реле, но наибольшее распространение получили электрические (электромагнитные) реле.

Основные части реле: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала. Якорь — пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами. При пропускании электрического тока через обмотку электромагнита возникающее магнитное поле притягивает к сердечнику якорь, который через толкатель смещает и тем самым переключает контакты. Переключатели могут быть замыкающими, размыкающими, переключающими.

Классификация реле

1. По начальному состоянию контактов выделяются реле с:
• Нормально замкнутыми контактами;
• Нормально разомкнутыми контактами;

На схемах реле обозначается следующим образом:

1 — обмотка реле (управляющая цепь), 2 — контакт замыкающий, 3 — контакт размыкающий, 4 — контакт замыкающий с замедлителем при срабатывании, 5 — контакт замыкающий с замедлителем при возврате, 6 — контакт импульсный замыкающий, 7 — контакт замыкающий без самовозврата, 8 — контакт размыкающий без самовозврата, 9 — контакт размыкающий с замедлителем при срабатывании, 10 — контакт размыкающий с замедлителем при возврате.

1. По типу управляющего сигнала выделяются реле:
• Постоянного тока;
• Нейтральные реле: полярность управляющего сигнала не имеет значения, регистрируется только факт его присутствия/отсутствия. Пример: реле типа НМШ
• Поляризованные реле: чувствительны к полярности управляющего сигнала, переключаются при её смене. Пример: реле типа КШ
• Комбинированные реле: реагируют как на наличие/отсутствие управляющего сигнала, так и на его полярность.
• Переменного тока.
2. По напряжению и величине управляющего тока
• Маломощные реле
• Реле средней мощности
• Мощные реле
3. По задержке срабатывания
• Без предустановленной задержки (срабатывают так быстро, как могут)
• С задержкой (имеют специальную короткозамкнутую обмотку из 1 витка толстой медной шины)
• «Реле времени» (снабжены механическими узлами, позволяющими обеспечить очень высокую задержку — до десятков минут)
4. По типу исполнения
• Электромеханические реле
• Электромагнитные реле (обмотка электромагнита неподвижна относительно сердечника)
• Магнитоэлектрические реле (обмотка электромагнита с контактами подвижна относительно сердечника)
• Индукционные реле
• Полупроводниковые реле
• Термореле (биметаллическое)
• Герконовые реле
5. По контролируемой величине
• Реле напряжения
• Реле тока
• Реле мощности
• Реле направления мощности
• Реле сопротивления
• Фотореле (срабатывают от величины освещенности)
• Дифференциальные реле

Релейная защита, сигнализация и блокировка относятся к вторичным устройствам. Вторичные устройства получают электроэнергию от вспомогательных источников питания, которые называют источниками оперативного тока. Цепи, предназначенные для протекания оперативного тока, называют оперативными цепями.

В установках небольшой мощности используют главным образом переменный оперативный ток, источником которого служат измерительные трансформаторы тока и напряжения. На крупных подстанциях применяют постоянный оперативный ток, источником которого являются аккумуляторные батареи.