Воздействие сверхтоков на электрооборудование и сети

 

Сверхток - это ток, превышающий номинальный для данной электроустановки. Сверхтоки по величине подразделяются на токи межфазных КЗ, токи замыкания на землю в сетях с глухо заземленной или эффективно заземленной нетралью и токи перегрузки.

При протекании тока по проводнику - он нагревается, поэтому одно из негативных воздействий сверхтоков – это тепловое, т.е. чрезмерный нагрев токоведущих частей, который может привести к разрушению или возгоранию изоляции, покрывающей проводник. Следует отдельно отметить негативное воздействие дуги тока КЗ, которая имеет температуру несколько тысяч градусов, что в результате, как правило, приводит к возгоранию электроустановки, а также при горении дуги образуется ударная звуковая волна, которая в электроустановках свыше 1000В при больших токах КЗ имеет значительную силу. Следующее негативное воздействие сверхтоков – электродинамическое, которое основано на взаимодействии двух проводников с током (данное физическое явление рассматривается в курсе электротехники). При протекании по двум или трем проводникам токов КЗ на проводники действуют электродинамические силы, которые стремятся притянуть друг к другу или оттолкнуть эти проводники (т.к. ток переменный). В результате эти силы могут быть настолько велики, что оборудование может разрушиться (например, опорные изоляторы или обмотки электродвигателя).

И наконец, при возникновении КЗ между поврежденными фазами происходит значительное снижение напряжения, что может негативно отразиться на работе остального неповрежденного оборудования и привести к его отключению или неправильной работе.

Назначение релейной защиты.

 

Релейная защита применяется для уменьшения размеров повреждений электрооборудования и предотвращения развития аварий.

Основное назначение релейной защиты (РЗ ) - это выявление места возникновения повреждения (места короткого замыкания, в дальнейшем - КЗ) и быстрое автоматическое отключение выключателей поврежденного участка от остальной неповрежденной части электрической сети;

второе назначение РЗ - это выявление ненормальных режимов работы электрооборудования (перегрузка, однофазные КЗ на землю в сетях с изолированной нейтралью,  понижение напряжения, частоты, качания и т.п.) и подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение выключателей с выдержкой времени, т.к. быстроты действия здесь не требуется. Требования к релейной защите, реагирующей на максимальный ток

Быстродействие – релейная защита при коротком замыкании должна действовать на отключение максимально быстро для того, чтобы снизить ущерб электрооборудованию от негативного воздействия токов КЗ.

Селективность (избирательность) - способность релейной защиты точно определять место повреждения (КЗ) и отключать поврежденный участок ближайшим к нему выключателем. Если один из выключателей, ближайший к месту повреждения, отказал, участок сети с коротким замыканием должен отключиться вышестоящим выключателем;

Чувствительность – способность релейной защиты реагировать наКЗ на всем защищаемом участке, а также при повреждениях на соседнем участке на случай отказа его релейной защиты или выключателя.

Надежность - способность релейной защиты безотказно работать на отключение при коротком замыкании в пределах установленной для нее зоны, а также не реагировать на КЗ вне своей зоны или ложно.

Реле и их разновидности.

 

Реле называется автоматически действующий прибор, замыкающий или размыкающий различные электрические не силовые цепи или иным способом скачкообразно изменяющий состояние электрических цепей, например, скачкообразно изменяющее сопротивление цепи. Реле могут также механически воздействовать на силовые аппараты (выключатели).

В устройствах релейной защиты и автоматики (РЗА) применяются электрические, механические и тепловые реле.

Электрические реле реагируют на электрические величины - ток, напряжение, мощность, частота, сопротивление, угол между током и напряжением.

Механические реле реагируют на неэлектрические величины – давление, вибрацию, скорость истечения газа или жидкости.

Тепловые реле реагируют на изменение температуры.

Наибольшее применение в РЗ и А получили электрические реле, которые в свою очередь делятся на электромеханические и полупроводниковые. В настоящее время широко внедряются цифровые терминалы (микропроцессорные блоки).

Электромеханические реле выполняются главным образом на электромагнитном или индукционном принципах.

Реле по назначению делят на следующие три группы:

Основные реле, непосредственно реагирующие на изменение контролируемых величин, например реле тока, напряжения, частоты и др. Они должны иметь высокую точность. Вспомогательные реле, управляемые другими реле и выполняют функции: введения выдержки времени (реле времени); размножения или усиления контактов, передачи команд от одних реле к другим (промежуточные реле); воздействия на выключатели, сигналы и т.п.

Сигнальные (указательные) реле, которые фиксируют действие защиты или автоматики и подают сигнал на срабатывание звуковой или световой сигнализации.

Исполнительным органом реле являются его контакты. 

В зависимости от характера изменения воздействующего параметра основные реле делятся на максимальные и минимальные. Максимальные реле срабатывают, когда значение воздействующего параметра, например величины тока или напряжения, достигает или превосходит заданное значение (уставку реле), а минимальные - когда значение воздействующего параметра снижается до уровня уставки реле или падает еще ниже.

По способу включения воспринимающего органа реле делятся на первичные, у которых воспринимающий орган включается непосредственно в цепь защищаемого элемента и вторичные, которые подключаются через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

По способу воздействия на выключательреле бывают: прямого действия, у которых исполнительный орган механически воздействует на выключатель, пример- реле РТВ, РТМ и реле косвенного действия, у которых исполнительный орган воздействует на привод выключателя с помощью оперативного тока,например РТ-40, РЧ-1.

В распределительных устройствах свыше 1000В в основном используются вторичные реле косвенного действия, например РН-50, РТ-40, РНТ-565, РЧ-1.