Релейная защита

Определение "Релейная защита" в Большой Советской Энциклопедии

Релейная защита сети

Релейная защита электрических систем, совокупность устройств (или отдельное устройство), содержащая реле и способная реагировать на короткие замыкания (КЗ) в различных элементах электрической системы - автоматически выявлять и отключать поврежденный участок. В ряде случаев Релейная защита может реагировать и на др. нарушения нормального режима работы системы (например, на повышение тока, напряжения) - включать сигнализацию или (реже) отключать соответствующий элемент системы. КЗ - основной вид повреждений в электрических системах как по частоте возникновения, так и по масштабам отрицательных последствий. При КЗ наступает резкое и неравномерное понижение напряжения в системе и значительное увеличение тока в отдельных её элементах, что в конечном счёте может привести к прекращению электроснабжения потребителей и разрушению оборудования. Применение Релейная защита сводит вредные последствия КЗ к минимуму.

Участок радиальной электрической сети

Релейная защита срабатывает при изменениях определённых электрических величин. Чаще всего встречается Релейная защита, реагирующая на повышение тока (токовая защита). Нередко в качестве воздействующей величины используют напряжение. Применяют также Релейная защита, реагирующую на снижение отношения напряжения к току, которое пропорционально расстоянию (дистанции) от Релейная защита до места КЗ (дистанционная защита). Обычно устройства Релейная защита изолированы от системы; информация об электрических величинах поступает на них от измерительных трансформаторов тока или напряжения либо от др. измерительных преобразователей.

  Как правило, каждый элемент электрической системы (генератор, трансформатор, линию электропередачи и т.д.) оборудуют отдельными устройствами Релейная защита Защита системы в целом обеспечивается комплексной селективной Релейная защита, при этом отключение поврежденного элемента осуществляется вполне определённым устройством Релейная защита, а остальные устройства, получая информацию о КЗ, не срабатывают. Такая Релейная защита должна срабатывать при КЗ, внутренних по отношению к защищаемому элементу, не срабатывать при внешних, а также не срабатывать в отсутствии КЗ.

Селективность (избирательность) Релейная защита характеризуется протяжённостью зоны срабатывания защиты (при КЗ в пределах этой зоны Релейная защита срабатывает с заданным быстродействием) и видами режимов работы системы, при которых предусматривается её несрабатывание. В зависимости от уровня селективности при внешних КЗ принято делить Релейная защита на абсолютно селективные, не срабатывающие при любых внешних КЗ, относительно селективные, срабатывание которых при внешних КЗ предусмотрено только в случае отказа защиты или выключателя смежного поврежденного элемента, и неселективные, срабатывание которых допускается (в целях упрощения) при внешних КЗ в границах некоторой зоны. Наиболее распространены относительно селективные Релейная защита Любая Релейная защита должна удовлетворять требованиям устойчивости функционирования, характеризующейся совершенством способов «распознавания» защитой режима работы электрической системы, и надёжности функционирования, определяющейся в первую очередь отсутствием отказов устройств Релейная защита

Один из простейших путей достижения селективности Релейная защита (обычно токовых и дистанционных) - применение реле, в которых между моментом возникновения требования о срабатывании реле и завершением процесса срабатывания проходит строго определённый промежуток времени, называется выдержкой времени (см. Реле времени).

  На рис. 1 показаны схема участка радиальной электрической сети с односторонним питанием (при котором ток к месту КЗ идёт с одной стороны), оснащенного относительно селективной Релейная защита, и соответствующие выдержки времени. Устройства Релейная защита 1 и 2 имеют по три ступени, каждая из которых настроена на определённые значения входного сигнала т. о., что выдержка времени этих устройств ступенчато зависит от расстояния до места КЗ. Протяжённость зон, защищаемых отдельными ступенями, и соответствующие им выдержки времени выбираются с таким расчётом, чтобы устройства защиты поврежденных участков сети срабатывали раньше др. устройств. Зону первой ступени Релейная защита, не имеющей специального замедления срабатывания, приходится принимать несколько меньшей защищаемого участка, поскольку, например, устройство 1 не способно различить КЗ в точках K₁ и K₂. Последние ступени Релейная защита (в Релейная защита, показанной на рис. 1, - третьи) - резервные, у них часто нет четко ограниченной зоны срабатывания.

В сетях, в которых ток к месту КЗ может идти с двух сторон (от разных источников питания или по обходной связи), относительно селективные Релейная защита выполняют направленными - срабатывающими только тогда, когда мощность КЗ передаётся через защищаемые элементы в условном направлении от шин ближайшей подстанции в линию. Так, при КЗ в точке К (рис. 2) могут сработать только устройства 1, 3, 4 и 6. При этом устройства 1 и 3 (4 и 6) для обеспечения селективности согласованы между собой по зонам срабатывания и выдержкам времени.

В ряде случаев - на достаточно мощных генераторах, трансформаторах, линиях напряжением 110 кв и выше - для обеспечения высокого быстродействия Релейная защита применяют сравнительно сложные абсолютно селективные защиты. Из них наиболее распространены т. н. продольные защиты, к которым для распознавания КЗ, в конце «своего» и в начале смежного участков подводится информация с разных концов элемента. Так, продольная дифференциальная токовая защита реагирует на геометрическую разность векторов токов на концах элемента. Эта разность при внешнем КЗ теоретически равна нулю, а при внутреннем - току в месте КЗ. В защитах др. типов производится сопоставление фаз векторов тока (дифференциально-фазная защита) или направлений потока мощности на концах элемента. К продольным защитам электрических машин и линий длиной примерно до 10 км информация об изменении электрических величин поступает непосредственно по соединительным проводам. На более длинных линиях для передачи такой информации обычно используют ВЧ каналы связи по проводам самой линии, а также УКВ каналы радиосвязи и радиорелейные линии.

Лит.: Атабеков Г. И., Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей, М, - Л., 1957; Федосеев А. И., Основы релейной защиты, 2 изд., М. - Л., 1961; Руководящие указания по релейной защите, в. 1-9, М. - Л., 1961-72; Федосеев А. М., Релейная защита электрических систем, М., 1975.
  Э. П. Смирнов.