Структура релейной защиты: основные органы

В настоящее время в нашей стране и мире находится в эксплуатации огромное множество устройств РЗА различных классов, типов и модификаций. Сегодня мы подробно расскажем о том, как устроена структура релейной защиты.

Структура релейной защиты: схема устройства

С момента своего появления устройства РЗА эволюционировали от электромеханических до статических, и далее – цифровых, наиболее современных.

Внешний облик и составные элементы устройств в процессе их эволюции претерпели значительные изменения, однако общая структурная схема устройства остается неизменной и по сей день.

Рисунок 1. Структурная схема устройства РЗА

Измерительные (пусковые) органы обеспечивают непрерывный контроль состояния защищаемого объекта (линии, трансформатора, двигателя и др.) с помощью измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН), от которых к ним поступают сигналы вторичных токов и напряжений в реальном времени.

ТТ и ТН выполняют гальваническую развязку цепей защиты и измереРЗния от сети высокого напряжения и уменьшают измеряемые сигналы до приемлемого уровня.

Измерительные органы вычисляют значения подаваемых на устройство РЗА токов и напряжений, а также производных параметров, таких как мощность, сопротивление и др. Далее устройство выполняет сравнение полученных значений с уставками и формирует признаки срабатывания пусковых органов.

Так, например, признак срабатывания пускового органа тока максимальной токовой защиты формируется, если любой из фазных токов превышает значение уставки, заданной в устройство РЗА.

Логическая часть получает информацию о признаках срабатывания пусковых органов, положении выключателя, состоянии защищаемого объекта и смежных с ним (если это необходимо).

В зависимости от состояния полученных сигналов и последовательности их поступления логическая часть формирует управляющие воздействия в соответствии с алгоритмом функционирования, заложенным в устройстве РЗА.

Например, логическая часть максимальной токовой защиты обеспечивает контроль состояния вольтметровой блокировки и реле направления мощности, задержку срабатывания защиты или ее отсутствие при опробовании присоединения, а также формирование сигнала отключения выключателя.

Исполнительные органы, роль которых чаще всего выполняют различные промежуточные реле, обеспечивают связь устройства РЗА с выключателем защищаемого присоединения, системой центральной сигнализации и другими объектами.

Местная сигнализации о срабатывании устройства РЗА осуществляется с помощью Сигнальных органов, выполняемых в виде световых индикаторов. Срабатывание сигнальных органов осуществляется непосредственно по сигналам логической части или через исполнительные органы.

Схема максимальной токовой защиты 

Схема токовой отсечки: а – измерительный (пусковой); б – логическая часть; в – исполнительный орган.

Рассмотрим работу схемы максимальной токовой защиты на базе электромеханических реле при возникновении повреждения в сети:

• повышается первичный ток IK, протекающий в линии электропередачи, а значит и вторичный ток, протекающий через измерительный трансформатор тока TA1 и токовое реле KA (пусковой орган);
• если величина вторичного тока превышает уставку, реле KA срабатывает и замыкает свой контакт KA(1-2) – формируется признак срабатывания пускового органа;
• признак срабатывания воздействует на логическую часть – контакт KA (1-2), замыкаясь, подает напряжение оперативного питания на катушку промежуточного реле KL1, обеспечивающего увеличение количества контактов;
• замкнувшийся контакт KL1 (1-2) зажигает сигнальную лампу HLG, которая служит сигнализатором наличия аварии – сигнальный орган;
• второй замкнувшийся контакт KL1 (3-4) подает оперативное напряжение на катушку реле времени KT, обеспечивающего задержку срабатывания защиты, которое при срабатывании замыкает свой контакт KT (1-2);
• замкнувшийся контакт KT (1-2) обеспечивает управляющее воздействие — подает оперативное напряжение на катушку мощного промежуточного реле KL2, контакты которого допускают протекание тока, необходимого для отключения выключателя;
• реле KL2, выполняющее роль исполнительного органа, срабатывает, замыкая свой контакт KL2 (1-2) и, подает напряжение на катушку отключения выключателя YAT. Выполняется операция отключения, повреждение ликвидировано.