Релейная защита: определение, функции и принципы работы

Определение понятия Релейная защита

Релейная защита (РЗ) — это важнейший вид электрической автоматики, которая необходима для обеспечения бесперебойной работы энергосистемы, предотвращении повреждения силового оборудования, либо минимизации последствий при повреждениях. РЗ представляет собой комплекс автоматических устройств, которые при аварийной ситуации выявляют неисправный участок и отключают данный элемент от энергосистемы.

Во время работы РЗ постоянно контролирует защищаемые элементы, чтобы своевременно зафиксировать возникшее повреждение (или отклонение в работе энергосистемы) и должным образом отреагировать на случившееся.

При аварийных ситуациях релейная защита должна выявить и выделить неисправный участок, воздействуя на силовые коммутационные аппараты, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания, замыкания на землю и т.д.).

Релейная защита сопряжена с иными видами электрической автоматики, которые позволяют сохранять бесперебойную работы энергосистемы и электроснабжения потребителей.

На данный момент отрасль релейной защиты активно развивается и расширяется, уже сейчас используется микропроцессорная аппаратура и компьютерные программы не только для защиты, но и для комплексного управления оборудованием и системой в целом.

Функции релейной защиты

Главной задачей устройств РЗ является выявление ненормальных и аварийных режимов работы первичного (силового) оборудования, а именно фиксация следующих видов повреждений:

• перегрузка электрооборудования;
• двух и трех-фазных короткие замыкания;
• замыкания на землю, включая двух и трех-фазные;
• внутренние повреждения в обмотках двигателей, генераторов и трансформаторов;
• защита от затянувшегося пуска;
• асинхронный режим работы синхронных двигателей.

Принципы построения релейной защиты

Существует несколько видов реле, каждый из которых соответствует характеристикам электроэнергии (в данном случае – реле тока, напряжения, частоты, мощности и т.д.). Такая система отслеживает несколько показателей, выполняя непрерывное сравнение величин с ранее определенными диапазонами, которые называются уставки.

В том случае, когда контролируемая величина превышает установленную норму, соответствующее реле срабатывает: тем самым осуществляя коммутацию цепи путем переключения контактов. В первую очередь, такие действия касаются подключенной логической части цепи. В соответствии с выполняемыми задачами эта логика настраивается на определенный алгоритм действий, оказывающих влияние на коммутационную аппаратуру. Возникшая неисправность окончательно ликвидируется силовым выключателем, прерывающим питание аварийной схемы. В любой релейной защите и автоматике настройка измерительного органа выполняется с учетом определенной уставки, разграничивающей зону охвата и срабатывания защитных устройств. Сюда может входить только один участков или сразу несколько, состоящих из основного и резервных.

Реакция защиты может проявляться на все повреждения, которые могут возникнуть в защищаемой зоне или только на отдельно взятые отклонения от нормального режима работы.

В связи с этим, защищаемый участок оснащен не одной защитой, а сразу несколькими, дополняющими и резервирующими друг друга. Основные защиты должны воздействовать на все неисправности, возникающие в рабочей зоне или охватывать их значительную часть. Они обеспечивают полную защиту всего участка, находящегося под контролем и должны очень быстро срабатывать при возникновении неисправностей. Все остальные защиты, не подходящие под основные условия, считаются резервными, выполняющими ближнее и дальнее резервирование. В первом случае резервируются основные защиты, работающие в закрепленной зоне. Второй вариант дополняет первый и резервирует смежные рабочие зоны на случай отказа их собственных защит.
 

Принципы построения схемы защитных устройств

Несмотря на то, что в данный момент рынок предлагает большое количество разнообразных устройств РЗ, базовый алгоритм процессов остается прежним, только модернизируется для каждого конкретного случая. Основные функции защиты демонстрирует структурная схема.

Более подробно ознакомиться со структурной схемой защит и другими органами РЗ можно в нашей статье Основные органы релейной защиты.

Шкафы РЗА

Современные микропроцессорные устройства РЗА выполняют не только свою прямые задачи защиты, но и другие смежные функции. Таким образом, сегодня большое количество устройств можно укомплектовать в одном шкафу, что значительно упрощает монтаж оборудования, непосредственную эксплуатацию, а также значительно освобождает пространство.

Типовые шкафы защиты имеют еще ряд дополнительных преимуществ: так как шкафы выполняются по стандартным схемам, проверенным в эксплуатации, вероятность ошибок в работе значительно снижается, а удобство в наладке и монтаже возрастает. Узнайте еще больше о РЗА и типовых решениях на нашем сайте.

 

Релейная защита. Виды и устройство. Работа и особенности

Согласно правилам эксплуатации электроустановок силовые устройства электрических сетей и электростанций должны быть обеспечены защитой от сбоев в эксплуатации и токов короткого замыкания. Средствами защиты являются специальные устройства, выполненные на основе реле, что оправдывает их название релейная защита и автоматика (РЗА). В настоящее время существует много различных устройств, способных в короткие сроки блокировать возникшую аварию в электрической сети, либо подать предупредительный сигнал о возникновении аварийного режима.

Виды релейной защиты

Релейная защита работает чаще всего совместно с автоматикой, и их устройство взаимосвязано со специфическими видами аварийных режимов сети:

• Уменьшение частоты тока, возникающей при внезапной перегрузке генераторов вследствие короткого замыкания, либо отключения части других источников из сети.
• Повышенное напряжение. Увеличение этого параметра на 10% уменьшает срок службы ламп освещения в два раза. Такой режим возникает при внезапной разгрузке сети.
• Токовая перегрузка способствует излишнему нагреванию изоляции проводников и кабелей, создает искрообразование в контактных соединениях.

Реле классифицируются по определенным признакам:

• Методу подключения: первичные, которые подключаются непосредственно в цепь устройства, и вторичные, которые подключаются посредством трансформатора.
• Типу исполнения: электромеханические, состоящие из подвижных контактов, отключающих цепь, и электронные, обесточивающие цепь с использованием полупроводниковых элементов.
• Назначению: измерительные, которые выполняют измерение параметров, и логические, которые подают сигналы и команды другим устройствам, выполняют задержку по времени.
• Методу работы: прямого действия, которые связаны с устройством отключения механическим путем, и косвенного действия, которые управляют электрической цепью электромагнита, обесточивающего сеть питания.

Релейная защита и автоматика бывают различных видов:

• Максимальная токовая защита, включается при достижении определенной величины тока, заданной при настройке.
• Направленная наибольшая токовая защита, кроме настройки тока учитывает направление мощности.
• Дифференциальная, применяется для защиты сборки генераторов, трансформаторов, шин путем сравнения величин токов на выходе и входе. При разнице, превышающей заданное значение, срабатывает релейная защита.
• Газовая и струйная, применяется для обесточивания трансформатора и других устройств, работающих в емкостях с маслом. При возникновении неисправностей образуется повышенная температура, и из масла выделяются газы, снижается диэлектрическое свойство масла и разлагается его химический состав. На такие аварийные режимы срабатывают механические реле, которые действуют с учетом возникновения газа в емкости, а также веществ, образующихся при разложении масла. При срабатывании защиты подается команда на действие логической схемы.
• Логическая, защищает шины, применяется для определения места короткого замыкания на питающих линиях, которые отходят от шин электростанции, и на шинах.
• Дистанционная, имеющая блокировку по оптическому каналу, является более надежным способом защиты, в отличие от дистанционной защиты с ВЧ блокировкой, так как электрические помехи не оказывают большого влияния на оптический канал.

• Дистанционная с ВЧ блокировкой, применяется для обесточивания воздушных линий при возникновении коротких замыканий.

• Удаленная защита используется в сложных схемах сетей, где из-за чувствительности и быстродействия не могут применяться простые виды защит. Защита выявляет расстояние до места аварии или короткого замыкания, и в зависимости от расстояния срабатывает с большей или меньшей задержкой по времени. Современные новые системы защит обладают ступенчатыми свойствами времени. Они каждый раз не измеряют величину сопротивления для определения расстояния до аварийного участка, а только осуществляют контроль участка, на котором выявлена неисправность.
• Дифференциально-фазная, используется для контроля фаз по концам линии питания. При превышении настроенного значения тока, реле обесточивает линию.
• Защита минимального напряжения. В аварийных режимах, особенно при коротком замыкании, возможна просадка напряжения. Для обеспечения отключения электрооборудования при снижении напряжения ниже критического значения предназначена защита минимального напряжения. Такая защита в свою очередь делится на групповую и индивидуальную.
  — Групповая защита отключает группу потребителей с помощью реле минимального напряжения. Которое работает совместно с промежуточным реле, отключающим своими силовыми контактами целую группу потребителей нагрузки. Такая релейная защита используется чаще всего на электростанциях для создания надежности функционирования наиболее ответственного оборудования при кратковременном резком снижении напряжения. Она отключает на время падения напряжения менее ответственное оборудование, для создания более благоприятных условий ответственных электрических устройств.
  — Индивидуальная защита работает аналогичным образом, но отключает только один потребитель.
• Защита максимального напряжения. Имеется два вида реле, защищающих потребители от повышенного напряжения. Первый вид – это защита, действующая по принципу отвода удара молнии по молниеотводу на контур заземления. Второй вид – это устройства, компенсирующие энергию рассеянным теплом во внешнюю среду. Они не применяют релейную основу, а действуют сразу в силовой схеме. Защита максимального напряжения проектируется по принципу минимальных, с такими же измерительными элементами. Реле настраивается на срабатывание по уставке повышения напряжения, превосходящей некоторый допустимый предел напряжения эксплуатации цепи.

Некоторые виды автоматики предназначены для подачи электроэнергии, в отличие от релейной защиты:

• Автоматическая частотная разгрузка, выключает электрические устройства при снижении частоты тока в сети.
• Автоматическое повторное включение, используется на линиях электропередач выше 1000 вольт, а также в сборках трансформаторов, электродвигателей и шин подстанций.
• Автоматический ввод резерва, применяется при коммутации генератора в сеть в качестве резервного источника питания электроэнергией.

Устройство

Электромеханические конструкции релейной защиты постоянно модернизируются и совершенствуются. Внедряются инновационные технологические разработки и проекты. В новейших энергетических системах объединены статические, индукционные, электромагнитные устройства с микропроцессорными и полупроводниковыми элементами.

Однако основной смысл и порядок работы релейной защиты для всех новых устройств остается неизменным. Схема структуры релейной защиты показана на рисунке.

1 — Электрический сигнал
2 — Блок наблюдения электрических процессов
3 — Блок логики и анализа
4 — Исполнительный блок
5 — Сигнальный блок

Блок наблюдения

Главной функцией этого блока является мониторинг электрических процессов, происходящих в электрической системе, путем измерений такими устройствами, как трансформаторы напряжения и тока.

Сигналы выхода на блоке могут передаваться непосредственно логическому блоку для сравнения параметров с настроенными пользователем значениями отклонений от нормальных значений, которые называются уставками. Также сигналы блока наблюдения могут сначала преобразовываться в цифровой вид, а затем передаваться дальше.

Блок логики

В этом блоке выполняется сравнение поступивших сигналов с предельными значениями уставок. Даже незначительное совпадение этих параметров между собой приводит к возникновению команды на срабатывание защиты.

Исполнительный блок

Этот блок все время находится в состоянии, готовом к срабатыванию, при поступлении команды от блока логики. При срабатывании осуществляются переключения цепи электроустановки по запланированному алгоритму, который составлен по принципу недопущения неисправностей электрооборудования и удара электрическим током работников.

Сигнальный блок

В электрической системе все процессы происходят очень быстро, поэтому человек не в состоянии воспринимать их. Чтобы сохранить происходящие в системе события, применяют специальные сигнальные устройства. Которые работают путем звукового и визуального оповещения, а также сохраняют все происходящие события в памяти устройства.

Все виды устройств после их срабатывания переводятся в исходное состояние оператором вручную. Это позволяет гарантированно сохранить информацию о действии автоматики и релейной защиты.

Принципы работы

Релейная защита может иметь нарушения в своей работоспособности, которые выражаются следующими факторами:

• Ложные срабатывания при исправной электрической системе и отсутствии каких-либо повреждений.
• Излишние сработки, когда не требуется работа исполнительного блока.
• Повреждения внутри устройства защит.

Чтобы исключить отказы при функционировании релейной защиты, вырабатываются специальные требования к ней при проектировании, установке, настройки с запуском в работу, и техническом обслуживании:

• Надежность функционирования.
• Чувствительность к моменту запуска оборудования.
• Быстродействие (время сработки).
• Селективность.

Принцип надежности

Этот принцип определяется:

• Безотказностью в эксплуатации.
• Пригодностью к ремонту.
• Долгим сроком службы.
• Сохраняемостью.

Каждый из этих факторов имеет свою оценку.

Обслуживание и эксплуатация релейной защиты имеет три варианта надежности по срабатыванию при:

1. Внутренних КЗ в рабочей зоне.
2. Возникновении внешних КЗ за границей рабочей зоны.
3. Работе без неисправностей.

Надежность устройств защиты бывает:

• Эксплуатационная.
• Аппаратная.

Принцип чувствительности

Этот принцип дает возможность определить виды предполагаемых расчетных повреждений и ненормальных режимов энергетической системы в рабочей зоне защиты.

Кч = Iкз min/Iсз

Чтобы определить его числовое значение, используется коэффициент Кч. Коэффициент рассчитывается отношением наименьшего тока короткого замыкания рабочей зоны к величине тока срабатывания. Релейная защита работает в нормальном режиме при:

Iсз < Iкз min

Наиболее приемлемая величина коэффициента чувствительности находится в диапазоне 1,5-2.

Принцип быстродействия

Время обесточивания поврежденного участка состоит из двух составляющих:

1. Сработки защиты.
2. Действия привода выключателя.

Первую составляющую можно отрегулировать, начиная от наименьшего значения, которое зависит от устройства защиты и числа применяемых элементов. Задержка по времени на сработку формируется, путем внедрения в схему специальных реле, имеющих возможность регулировки. Она применяется для наиболее удаленных защит.

Устройства, находящиеся рядом с местом неисправности, должны настраиваться на действие с наименьшими возможными диапазонами времени на срабатывание.

Принцип селективности

Этот принцип по-другому называется избирательностью. С помощью нее можно найти и локализовать место возникшего повреждения в структуре сети любой сложности.

Например, генератор вырабатывает и подает электроэнергию различным потребителям, находящимся на участках 1, 2, 3, которые оснащены каждый своей защитой. При коротком замыкании внутри устройства потребителя на 3-м участке, ток будет протекать по всем устройствам защиты, начиная от источника питания.

Но в таком случае целесообразно будет отключить цепь участка, имеющего неисправность электродвигателя, при этом оставляя в работе остальные исправные потребители. Для этого существуют уставки релейной защиты, отдельно для каждой цепи, еще на стадии проектирования схемы защиты.

Устройства защиты 5, 3-го участка должны обнаружить ток неисправности раньше, и оперативнее сработать, отключив поврежденный участок от цепи генератора. Поэтому значения токовых и временных установок на каждом участке снижаются от генератора к потребителю, по принципу: чем дальше от неисправного места, тем ниже чувствительность.

В результате исполняется принцип резервирования. Который учитывает возможность поломки любых устройств, включая системы защиты более низкого уровня. Это означает, что при повреждении защиты 5 участка №3, при возникновении аварии должны сработать устройства защиты 3 или 4 участка 2. А эти участки в свою очередь подстрахованы устройствами защиты участка 1.

Особенности управления релейной защитой

Релейная защита как отдельный блок является самостоятельной схемой. Он входит в общие комплексы, которые составляют систему противоаварийного управления энергетической системы. В такой системе все элементы взаимосвязаны между собой и выполняют поставленные задачи в комплексе.

Коротко перечень защитных функций и работа автоматики изображены на схеме.

Изучив особенности эксплуатации автоматики и релейной защиты, можно сказать, что необходимо постоянно совершенствовать знания и практические навыки, которые требуются при поступлении в работу нового оборудования для защиты.

Похожие темы:

Релейная защита и автоматика — ПЕРГАМ

Приборы релейной защиты применяются для оценки состояния электрических сетей, позволяя продлить срок службы энергосистем. Энергетика, в общем, делится на много подразделений и «служб». Службы представляют собой несколько обособленные группы работников, поделенные по специальным признакам.

Содержание статьи

РЗиА

Все процессы происходящие в электрических сетях очень скоротечны и обслуживающий персонал не способен вовремя отреагировать на возникающие изменения в системе. Поэтому для выполнения данной задачи призваны устройства релейной защиты.

Для рассмотрения в данной статье примем службу РЗА (служба релейной защиты и автоматики). Целью службы является упреждение, а в случае возникновения неполадок в работе энергосистемы — устранение и ликвидация неправильных режимов работы, которые могут привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования, генераторов, трансформаторов и т. д., что в конечном счёте может резко понизить качество электроэнергии передаваемой потребителям.

Работа службы основана на внедрении в работу релейных защит, токовых, высокочастотных, отсечек и др. и их обслуживании.
Рассмотрим работу релейной защиты на примере простейшего оборудования, токовой отсечки, наиболее совершенными измерительными приборами для тестирования РЗиА являются SVERKER 760 тестеры релейных защит компании Megger. Принцип её работы основан на отключении потребителя от сети при условии превышения максимальной уставки по току. Организуется она на свободно замкнутых контактах одного или нескольких токовых реле. Т. е. при превышении уставки реле срабатывает и размыкает контакты, подающие напряжение рабочей частоты к потребителю (в самом простом случае).

Отсюда видно, что СРЗА составляет, коректирует и внедряет алгоритмы работы релейной защиты, которые организованны на простейших реле тока и напряжения. Но это в самом упрощённом случае. Иногда случаются такие режимы работы, которые для их устранения требуют более сложных защит. Хотя это уже «дебри», в которые мы «полезем» в следующих статьях.

Релейная защита и Автоматика в электроснабжении к содержанию

Релейная защита и Автоматика в электроснабжении: общий обзор о назначении релейной защиты. В системах электроснабжения на разных уровнях производства, преобразования, передачи и потребления электроэнергии неизбежно возникают ненормальные режимы. К основным из этих режимов относят режим короткого замыкания. Токи короткого замыкания возникают при повреждении электрооборудования, ошибочных действиях обслуживающего персонала. Ненормальными режимами работы электрических сетей также являются перегрузка оборудования, снижение напряжения в системе из-за внешних коротких замыканий, понижение частоты.

Все процессы происходящие в электрических сетях очень скоротечны и обслуживающий персонал не способен вовремя отреагировать на возникающие изменения в системе. Поэтому для выполнения данной задачи призваны устройства релейной защиты.

При возникновении ненормального режима релейная защита автоматически определяет место повреждения и с помощью своих органов воздействует на силовые выключатели, которые отделяют повреждённый участок. Следует отметить, что силовые выключатели выбираются при проектировании электроснабжения, таким образом чтобы их характеристики были способны удовлетворить возможность включения и отключения не только нормальной нагрузки, но так же предельных токов короткого замыкания на данном участке электроснабжения.

При возникновении таких ненормальных режимов работы, как перегруз, отклонения параметров от нормальных режимов, по частоте, напряжению, релейная защита также автоматически определяет их, запускает органы способствующие восстановлению нормального режима работы или подаёт сигнал обслуживающему персоналу.

Таким образом из выше сказанного следует вывод, что современная электроэнергетика не мыслима без надёжной и качественной защиты. И этому вопросу необходимо уделять достаточно серьезное внимание.

Курсы по релейной защите | Проект РЗА

На это странице вы найдете несколько курсов по работе с принципиальными схемами релейной защиты и расчетам уставок.

Если вы студент кафедры «Релейная защита и автоматика» или начинающий релейщик, то эти материалы то, что вам нужно.

Курс «Расчеты защит и автоматики распределительных сетей 6-10 кВ»

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Курс «Как читать логические схемы РЗА»

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

 

Курс «Построение и анализ карты селективности» (LE)

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Курс «Цифровая подстанция»

Вводный курс для релейщиков и специалистов смежных областей энергетики.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Пошаговая инструкция по созданию схем подключения вторичных шкафов на подстанции

 

Защита сетей 0,4 кВ автоматическими выключателями

Практическое пособие по выбору уставок современных выключателей 0,4 кВ

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

 

Профессия: Релейщик

Путеводитель для начинающих релейщиков. Отвечаем на самые популярные вопросы студентов по специальности и построению карьеры

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

 

---

Общие шаги в проектировании РЗА

Небольшой вводный курс для начинающих проектировщиков РЗА. Курс выполнен в виде серии статей, в каждой из которых рассматривается важный организационный момент по проектированию релейной защиты. Содержит много полезных ссылок и материалов для практического применения.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

 

---

Как читать принципиальные схемы РЗА?

Самый полный и подробный видеокурс по чтению вторичных схем релейной защиты и автоматики для начинающих специалистов.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

 

---

Защиты трансформаторов 10/0,4 кВ

Пошаговое руководство по выбору уставок защит трансформаторов 6(10)/0,4 кВ.

В Курсе разобраны правила расчета токов КЗ, расчета номинальных и пусковых токов через силовой трансформатор, трансформации несимметричных токов через различные соединения обмоток трансформатора, ну и, конечно, рассмотрены правила выбора всех защит (МТЗ, ТО, Защита от перегузки, Спец. МТЗ).

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

 

---

Токовые цепи релейной защиты

Этот Курс вышел в 2015 году, и я считаю его самым полезным из всех остальных.

Основные вопросы Курса:

• Как правильно выбрать трансформаторы тока для защиты на первичной схеме?
• К каким обмоткам ТТ подключить комплект РЗА?
• Как определить полярность ТТ с учетом его положения в первичной цепи и видом защищаемого присоединения?
• Что такое полярность токовых входов микропроцессорного терминала и зачем ее учитывать?
• По каким правилам устанавливаются испытательные зажимы и блоки?
• В каком месте должна быть заземлена нейтраль токовых цепей, чтобы избежать неправильной работы защиты?
• Как маркируются токовые цепи в реальном проекте релейной защиты?
• В конце разбираем реальный пример создания токовых цепей для дифференциальной защиты силового трансформатора 35/10 кВ!

Изучать правила создания принципиальных схемы релейной защиты и автоматики нужно начинать именно с раздела о токовых цепях. Это самые важные цепи комплекта РЗА и в них, к сожалению, бывает много ошибок. Если ваша защита неправильно измеряет ток, то вся остальная часть принципиальной схемы уже не важна потому, что в целом комплект будет работать неправильно. Давайте разберемся как избежать самых распространенных ошибок в современных проектах РЗА.

Рекомендую всем начинающим релейщикам!

СМОТРЕТЬ КУРС

 

---

 

Максимальная токовая защита (МТЗ)

Курс посвящен самой главной и массовой релейной защите в мире — МТЗ!

Путь любого релейщика начинается именно с максимальной токовой защиты и знать ее должен каждый. Однако, несмотря на всю простоту у этой защиты есть некоторые нюансы. Давайте их рассмотрим правила выбора уставок МТЗ!

Основные вопросы Курса:

• В чем основной смысл выбора уставок МТЗ?
• Что означает характеристика максимальной токовой защиты и как ее построить?
• Что такое коэффициент возврата и зачем он применяется в формулах?
• Как рассчитать чувствительность МТЗ?
• Что такое дальнее резервирование и зачем оно нужно?
• Как обеспечить селективность защиты при пусковых режимах?
• Как обеспечить селективность защит, установленных последовательно?

Начните изучение релейной защиты с этого Курса!

СМОТРЕТЬ КУРС

Релейная защита: назначение, виды, устройство

В соответствии с требованиями правил технической эксплуатации электроустановок (сокращенно ПТЭ) силовое оборудование электросетей, подстанций и самих электрических станций должно быть обязательно защищено от токов КЗ и сбоев нормального режима работы. В качестве средств защиты используются специальные устройства, основным элементом которых является реле. Собственно, поэтому они так и называются – устройства релейной защиты и электроавтоматики (РЗА). На сегодняшний день существует множество аппаратов, способных в кратчайшие сроки предотвратить аварию на обслуживаемом участке электросети или в крайнем случае предупредить персонал о нарушении рабочего режима. В этой статье мы рассмотрим назначение релейной защиты, а также ее виды и устройство.

Для чего она нужна?

Первым делом расскажем о том, зачем нужно использовать РЗА. Дело в том, что существует такая опасность, как возникновение тока КЗ в цепи. В результате КЗ очень быстро разрушаются токопроводящие части, изоляторы и само оборудование, что влечет за собой не только возникновение аварии, но и несчастного случая на производстве.

Помимо короткого замыкания может возникнуть перенапряжение, утечка тока, выделение газа при разложении масла внутри трансформатора и т.д. Для того чтобы своевременно обнаружить опасность и предотвратить ее, используются специальные реле, которые сигнализируют (если сбой в работе оборудования не представляет угрозы) либо мгновенно отключают питание на неисправном участке. В этом и заключается основное назначение релейной защиты и автоматики.

Основные требования к защитным устройствам

Итак, по отношению к РЗА предъявляются следующие требования:

1. Селективность. При возникновении аварийной ситуации должен быть отключен только тот участок, на котором обнаружен ненормальный режим работы. Все остальное электрооборудование должно работать.
2. Чувствительность. Релейная защита должна реагировать даже на самые минимальные значения аварийных параметров (заданы уставкой срабатывания).
3. Быстродействие. Не менее важное требование к РЗА, т.к. чем быстрее реле сработает, тем меньше шанс повреждения электрооборудования, а также возникновения опасности.
4. Надежность. Само собой аппараты должны выполнять свои защитные функции в заданных условиях эксплуатации.

Простыми словами назначение релейной защиты и требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, что устройства должны контролировать работу электрооборудования, своевременно реагировать на изменения рабочего режима, мгновенно отключать поврежденный участок сети и сигнализировать персонал об аварии.

Классификация реле

При рассмотрении данной темы нельзя не остановиться на видах релейной защиты. Классификация реле представлена следующим образом:

• Способ подключения: первичные (включаются в цепь оборудования напрямую) и вторичные (подключение осуществляется через трансформаторы).
• Вариант исполнения: электромеханические (система подвижных контактов расцепляет схему) и электронные (отключение происходит с помощью электроники).
• Назначение: измерительные (осуществляют замер напряжения, силы тока, температуры и других параметров) и логические (передают команды другим устройствам, осуществляют выдержку времени и т.д.).
• Способ воздействия: релейная защита прямого воздействия (связана механически с отключающим аппаратом) и косвенного воздействия (осуществляют управление цепью электромагнита, который отключает питание).

Что касается самих видов РЗА, их множество. Сразу же рассмотрим, какие бывают разновидности реле и для чего они используются.

1. Максимальная токовая защита (МТЗ), срабатывает если ток достигает заданной производителем уставки.
2. Направленная максимальная токовая защита, помимо уставки осуществляется контроль направления мощности.
3. Газовая защита (ГЗ), используется для того, чтобы отключать питание трансформатора в результате выделения газа.
4. Дифференциальная, область применения – защита сборных шин, трансформаторов, а также генераторов за счет сравнения значений токов на входе и выходе. Если разница больше заданной уставки, релейная защита срабатывает.
5. Дистанционная (ДЗ), отключает питание, если обнаружит уменьшение сопротивления в цепи, что происходит в том случае, если возникает ток КЗ.
6. Дистанционная защита с высокочастотной блокировкой, используется для отключения ВЛ при обнаружении короткого замыкания.
7. Дистанционная с блокировкой по оптическому каналу, более надежный вариант исполнения предыдущего вида защиты, т.к. влияние электрических помех на оптический канал не такое значительное .
8. Логическая защита шин (ЛЗШ), также используется для выявления КЗ, только в этом случае на шинах и фидерах (питающих линиях, отходящих от шин подстанции).
9. Дуговая. Назначение – защита комплектных распределительных устройств (КРУ) и комплектных трансформаторных подстанций (КТП) от возгорания. Принцип работы основан на срабатывании оптических датчиков в результате повышения освещенности, а также датчиков давления при повышении давления.
10. Дифференциально-фазная (ДФЗ). Применяются для контроля фаз на двух концах питающей линии. Если ток превышает уставку, реле срабатывает.

Отдельно хотелось бы также рассмотреть виды электроавтоматики, назначение которой в отличие от релейной защиты наоборот включать питание обратно. Итак, в современных РЗА используют автоматику следующего вида:

1. Автоматический ввод резерва (АВР). Такую автоматику часто используют при подключении генератора к сети, как резервного источника электроснабжения.
2. Автоматическое повторное включение (АПВ). Область применения – ЛЭП напряжением 1 кВ и выше, а также сборные шины подстанций, электродвигатели и трансформаторы.
3. Автоматическая частотная разгрузка, которая отключает сторонние приборы при понижении частоты в сети.

Помимо этого существуют следующие виды автоматики:

Вот мы и рассмотрели назначение и области применения релейной защиты. Последнее, о чем хотелось бы рассказать – из чего состоит РЗА.

Конструкция РЗА

Устройство релейной защиты представляет собой схему из следующих частей:

1. Пусковые органы – реле напряжения, тока, мощности. Предназначены для контроля режима работы электрооборудования, а также обнаружения нарушений в цепи.
2. Измерительные органы – могут также находиться в пусковых органах (реле тока, напряжения). Основное назначение – запуск других устройств, подача сигнала в результате обнаружения ненормального режима работы, а также мгновенное отключение приборов или с задержкой по времени.
3. Логическая часть. Представлена таймерами, а также промежуточными и указательными реле.
4. Исполнительная часть. Отвечает непосредственно за отключение или же включение коммутационных аппаратов.
5. Передающая часть. Может быть использована в дифференциально-фазной защите.

Напоследок рекомендуем вам просмотреть полезное видео по теме:

РЗА в энергетике для новичков

Это и все, что мы хотели рассказать вам о назначении релейной защиты и требованиях, предъявляемых к ней. Надеемся, теперь вы знаете, что такое РЗА, какая у нее область применения и из чего она состоит.

Будет полезно прочитать:

Релейная защита и автоматика электроснабжения, устройство, виды и принцип работы систем

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Термин «релейная защита» относится к очень широкому кругу устройств, применяемых в электроэнергетике.

К основным функциям защитных релейных устройств (РЗ), относятся:

• выявление повреждений элементов систем электроснабжения;
• локализация и отключение повреждённого участка или электроустановки для сохранения работоспособности остальной части системы;
• определение отклонений от нормального режима отдельных электроустановок и частей энергосистемы, в результате которых может произойти повреждение оборудования или потеря устойчивости системы электроснабжения;
• автоматическое выполнение действий, направленных на восстановление нормального режима (отключение части электрооборудования, включение устройств компенсации).

Таким образом, в одних случаях защитная аппаратура на основе реле способна предотвратить опасность выхода из строя установок и элементов энергосистем, в других – среагировать на факт повреждения и остановить дальнейшее развитие аварийной ситуации.

Эти действия релейной автоматики позволяют минимизировать ущерб, нанесённый в результате повреждения оборудования и ущерб от недоотпуска электрической энергии потребителям.

Необходимый уровень укомплектованности сетей и систем электроснабжения устройствами релейной защиты и автоматики (УРЗА) определён действующими нормативными документами в области энергетики.

Ни одна электроустановка не может быть введена в работу, не будучи укомплектованной защитными устройствами в минимальном объёме, определённом действующими правилами.

На каждом предприятии, имеющем на балансе электрооборудование, оснащённое защитными релейными устройствами, должен быть составлен график регулярной проверки и обслуживания релейной автоматики. Контроль выполнения плановых работ по проверке, испытаниям и обслуживанию релейной защиты осуществляется органами государственного энергетического надзора.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ

Защитные устройства на базе реле разнообразны и могут быть построены по отличающимся принципиальным схемам, реализованным на различной элементной базе.

Общим для всех устройств релейной защиты является наличие одних и тех же функциональных блоков:

• измерительных органов;
• логики;
исполнительных устройств;
• сигнализации.

Измерительный орган реле получает в непрерывном режиме информацию о состоянии контролируемого объекта, которым может быть отдельная установка, элемент или участок электрической сети. Существует несколько подходов к классификации структурных блоков релейных защит.

Измерительные релейные органы иногда называют пусковыми, но это не меняет сути. Контроль состояния объекта заключается в получении и обработке технических параметров электроснабжения – тока, напряжения, частоты, величины и направления мощности, сопротивления.

В зависимости от значения этих параметров, на выходе релейного органа измерения формируется дискретный логический сигнал («да», «нет»), который поступает в блок логики.

Логический орган, получив дискретную команду релейного блока измерения, в соответствии с заданной программой или логической схемой формирует необходимую команду исполнительному блоку или механизму.

Блок сигнализации обеспечивает работу сигнальных устройств, которые отображают факт срабатывания релейного защитного комплекта или отдельного его органа.

Для успешного выполнения своего предназначения, УРЗА должны обладать определёнными качествами. Выделяют четыре основных требования, которые предъявляются к аппаратуре РЗ. Рассмотрим их по отдельности.

Селективность.

Это свойство защитных систем заключается в выявлении повреждённого участка электрической сети и выполнении отключений в необходимом и достаточном объёме с целью его отделения. Если в результате работы защитной автоматики произошло излишнее отключение оборудования системы электроснабжения, такое срабатывание автоматики называется неселективным.

Различают системы защитной автоматики с абсолютной и относительной селективностью. К первому типу относятся устройства, реагирующие только на нарушения режима строго в пределах защищаемого участка.

Примером такой защитной системы может служить дифференциальный токовый защитный комплект, срабатывающая только при повреждениях между точками сети, в которых контролируется разность токов.

Относительной селективностью обладают системы максимального тока, которые, как правило, реагируют на нарушения режима на участках, смежных с непосредственно защищаемой ими зоной. Обычно во избежание неселективного срабатывания, такие системы автоматики имеют искусственную выдержку времени, превосходящую время срабатывания защитных комплектов на смежных участках.

Примечание. Искусственной называют выдержку времени, создаваемую специальными органами задержки срабатывания (реле времени).

Быстродействие.

Отключение повреждённого участка или элемента сети должно быть осуществлено как можно быстрее, что обеспечивает устойчивость работы остальной части системы и минимизирует время перерыва питания потребителей.

Главным показателем быстродействия служит время срабатывания защищающего устройства, которое отсчитывается от момента возникновения аварийного режима до момента подачи защитой сигнала на отключение выключателя.

Иногда время срабатывания системы автоматики трактуют как время между возникновением повреждения и отключением повреждённого участка, то есть, включают в него время работы выключателя.

Это не совсем верно, так как выключатель не является частью УРЗА и по его параметрам нельзя оценивать эффективность релейной защиты сетей и систем электроснабжения.

То есть, учитывать время отключения выключателя необходимо, но следует помнить, что это не характеристика РЗ. Для справки можно заметить, что время отключения выключателя значительно больше времени срабатывания собственно реле автоматики (без учёта искусственной задержки).

Чувствительность.

Данное качество характеризует способность системы автоматики к гарантированному срабатыванию во всей зоне её действия при всех видах нарушений режима, на которые данная автоматика рассчитана. Чувствительность системы автоматики является точным численным показателем, значение которого проверяется в расчётных режимах с минимальными значениями параметров её срабатывания.

Надёжность.

Универсальная характеристика всех технических устройств, заключающаяся в способности РЗ функционировать длительно и безотказно. В соответствии со своим основным предназначением.

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ

Типы УРЗА можно классифицировать по параметрам режима работы сети, на которые они реагируют.

Токовые защиты.

Наибольшее распространение получили токовые защиты, поскольку именно повышенное значение тока является критерием такого частого вида нарушения режима работы как короткое замыкание. В основе токовой релейной защиты находится реле тока.

Традиционно используемыми являются реле электромеханического типа, состоящие из токовой катушки и подвижной электромагнитной системы, замыкающей контакты. На смену этим приборам пришли полупроводниковые устройства, а с развитием цифровых технологий и микропроцессорные системы релейной защиты.

Независимо от элементной базы, логика работы защит остаётся в принципе той же. Конечно, микропроцессорные системы способны реализовать более сложный и разветвлённый алгоритм действий.

В простейшем случае, на реле выставляется требуемая уставка – значение тока, при котором реле должно сработать. Первичными преобразователями тока являются измерительные трансформаторы или датчики тока.

К разновидности токовых защит относятся дифференциальные защиты, реле которых включается на разность токов. Дифференциальные токовые реле входят в комплект релейной защиты трансформаторов и шин подстанций.

Защиты по напряжению.

Среди самых распространённых представителей этого класса групповая секционная защита минимального напряжения.

Логика работы этой автоматики увязана с технологическим процессом, электропривод оборудования которого питается от одной секции подстанции. Автоматика минимального напряжения имеет двухступенчатое исполнение. Типовая последовательность работы выглядит следующим образом.

Секция, к которой подключены электродвигатели приводов механизмов технологического процесса (например, это могут быть механизмы котла тепловой электростанции), имеет два питания – от рабочего и резервного трансформаторов.

При отключении рабочего трансформатора срабатывает автоматика включения резерва (АВР). Через небольшой промежуток времени к секции подключается резервный трансформатор.

За время бестоковой паузы нагруженные механизмы успевают затормозиться. После подключения резервного трансформатора начинается самозапуск электродвигателей механизмов.

Повышенный ток, обусловленный групповым запуском двигателей, вызывает посадку напряжения на секции. При снижении напряжения до уставки первой ступени автоматики, происходит отключение наименее значимых для технологического процесса механизмов.

Делается это для того, чтобы облегчить запуск более важного оборудования и удержать станционный котёл (или другой агрегат) в работе.

Если это не помогает и напряжение, продолжая снижаться, достигает уставки второй ступени, отключается вторая группа оборудования. В этой ситуации в работе остаются только механизмы, обеспечивающие безаварийный останов всего технологического процесса (котла).

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Специальность Релейная защита и автоматика

Описание специальности

Выбирая для себя специальность, связанную с релейной защитной, студенты должны быть готовы к тому, что им предстоит сложная и многоступенчатая техническая подготовка, включающая в себя как технико-технологический комплекс дисциплин, так и вспомогательные блоки с изучением инжиниринговых и материаловедческих курсов. 

Составляя чертежи и эскизы проектов релейной защиты, автоматики, средств измерения и систем сигнализации, специалист по релейной защите налаживает работу системы, время от времени проводит ее диагностику, определяет причины возникновения неисправностей в работе высоковольтного оборудования. Ремонтные работы и контроль деятельности подотчетного подразделения – также задачи специалиста по релейной защите.

Студенты учатся:

• Проверять и настраивать элементы релейной защиты, автоматики, средств измерения и систем сигнализации
• Проводить наладку узлов релейной защиты, автоматики, средств измерения и систем сигнализации
• Проводить испытания элементов и устройств релейной защиты, автоматики и средств измерений
• Оформлять документацию по результатам проверок и испытаний
• Проводить диагностику и ремонт устройств релейной защиты, автоматики, средств измерения и систем сигнализации
• Определять причины неисправностей и отказов устройств релейной защиты, автоматики, средств измерений и систем сигнализации
• Проводить ремонтные работы и контролировать их качество
• Проводить осмотры устройств релейной защиты, автоматики, средств измерений и систем сигнализации
• Проводить техническое обслуживание высоковольтного оборудования
• Планировать работу производственного подразделения
• Проводить инструктажи и осуществлять допуск персонала к работам
• Контролировать состояние рабочих мест и оборудования на участке
• Контролировать выполнение требований пожарной безопасности

Инженеры, закончившие эту специальность, работают в области эксплуатации, монтажа, ремонта, наладки, подготовки кадров, разработки устройств автоматизации, контроля и защиты электроэнергетических систем, установок и оборудования в различных отраслях народного хозяйства. Они занимают инженерные и руководящие должности на производстве, в монтажных, ремонтно-наладочных, проектных и научно-исследовательских энергетических организациях, высших и средних специальных учебных заведениях.

Присваиваемая квалификация

Инженер- электрик — профессиональная квалификация специалиста.

Занимаемые должности

• Инженер
• Электрик

Вузы, где есть эта специальность

Руководство по защите и автоматизации сети

Реле защиты, измерение и управление

С 1966 года Руководство по защите и автоматизации сети (ранее «Руководство по применению реле защиты») было исчерпывающим справочным пособием для инженеров и технических специалистов по защите. Руководство по сетевой защите и автоматизации

2011 // Защитные реле, измерение и управление — Alstom Grid

В 2011 году Alstom привлекла своих экспертов в Центре передового опыта Сент-Леонардс в Стаффорде, Великобритания, чтобы выпустить новое издание.

В новых главах рассматриваются такие темы, как защита целостности системы и схемы корректирующих действий, векторные измерения и глобальные схемы. Цифровая подстанция, в том числе IEC 61850 , Ethernet-шина , GOOSE , технологическая шина и точная синхронизация времени , также подробно описаны.

Достижения в разработке приложений для защиты и управления помогли авторам изучить и интегрировать новые методы и философию в этом издании , сохранив при этом независимость от поставщика , поскольку мы продолжаем выпускать подлинный, беспристрастный справочный учебник.

Эта книга является кратким изложением учебного курса «Применение и защита энергосистем (APPS) », интенсивной программы, которую Alstom (и ее предшественники в Stafford) проводят более 50 лет.

Содержание руководства

1. Введение
2. Основы практики защиты
3. Фундаментальная теория
4. Расчет отказов
5. Эквивалентные схемы и параметры энергосистемы
6. Трансформаторы тока и напряжения
7. Релейная техника
8. Защита: сигнализация и отключение
9. Максимальная токовая защита от замыканий на землю и фазы
10. Защита блоков фидеров
11. Дистанционная защита
12. Дистанционные схемы защиты
13. Защита сложных цепей передачи
14. Автоматическое повторное включение
15. Защита сборных шин
16. Защита трансформатора и фидера трансформатора
17. Защита генератора и генератора-трансформатора
18. Защита промышленных и коммерческих энергосистем
19. A.C. Защита двигателя
20. Схемы защиты целостности системы
21. Тестирование реле и ввод в эксплуатацию
22. Измерения энергосистемы
23. Качество электроэнергии
24. Цифровая подстанция
25. Управление и автоматизация подстанции

Особая благодарность авторам, составившим это руководство так здорово:

Майкл Бамбер, Майкл Бергстрем, Эндрю и Сьюзан Дарби, Грэм Эллиот, Питер Хардинг, Грэм Ллойд, Алан Маршалл, Аллен Миллард, Эндрю Мятт, Филип Ньюман, Энтони Перкс, Стив Пикеринг, Стивен Поттс, Саймон Ричардс, Джек Ройл, Питер Раш, Брендан Смит, Марк Стоктон, Пол Уилкинсон, Алан Уиксон и Джон Райт.

Этот курс, благодаря изобретательности и самоотверженности преподавателей, стал динамичным и постоянно развивающимся. По мере развития APPS развивается и руководство по сетевой защите и автоматизации, при этом никогда не упускаются из виду ключевые базовые принципы и концепции.

Как новички, так и эксперты будут удовлетворены в поисках реле , измерения , связи и контрольных знаний .

Network Protection And Automation Guide 2011 — Обложка

Training — Сервисное обслуживание и поддержка устаревших продуктов (Продукты защиты и управления для распределения электроэнергии)

Учебные центры по автоматизации распределения предлагают широкий спектр курсов: от основ работы с реле до детальное изучение современных средств защиты и контроля среднего напряжения.Зная устройства и оборудование, вы сможете использовать их более эффективно, а также получать более конкретную информацию из вашей сети.

Тренажеры и оборудование
Инструкторы — это высококвалифицированные специалисты с большим опытом, например, в области НИОКР и технической поддержки реле. Тренеры всегда обладают последними знаниями о технологиях и продуктах. Во время тренировки тренер не только проведет слушателя по курсу, но и предоставит время для практики, чтобы получить самые важные навыки.

В помещениях есть все необходимое оборудование и программное обеспечение для обучения. Фактическое релейное оборудование и программное обеспечение используются с устройствами, моделирующими процесс. Это создает среду обучения, которая является реальной, но безопасной для практики.

Курсы
Материалы курса постоянно совершенствуются. Учебный материал построен по модульному принципу и включает теоретические части, за которыми следуют практические упражнения. Все упражнения имеют пошаговые инструкции, которые можно легко повторить.

Если у вас есть особые требования, например, относительно места обучения, разговорной речи или расписания, мы можем предложить вам индивидуальное обучение. Индивидуальные учебные курсы предлагаются по запросу.

Свяжитесь с нами, если вы хотите получить дополнительную информацию или подробности о содержании нашей программы курса.

Область применения

• Учебный материал, созданный по модульному принципу, включает теоретические части, за которыми следуют практические упражнения

Ключевые преимущества

• Преподаватели высококвалифицированных специалистов, обладающих новейшими знаниями о продукции
• Реальные реле и программное обеспечение используются для моделирования процесса

Основные характеристики

• Материалы курса в соответствии с последними выпусками
• Индивидуальные тренинги по запросу

Школа защитных реле | Обучение по запросу

Ценная информация, которую вы можете подать немедленно

Вебинары Hitachi ABB Power Grids «Школа реле защиты» специально разработаны, чтобы обеспечить прочную основу и фундаментальные принципы.Присоединяйтесь к ведущим органам власти, обладающим опытом в области энергосистем, чтобы узнать о повышении безопасности, кибербезопасности, связи, защите и контроле, а также многом другом. Вам на выбор предлагается 13 занятий.

Серия веб-семинаров «Школа реле защиты» стала надежным учебным ресурсом для тысяч специалистов-практиков. Узнайте о последних новостях и приобретите ноу-хау, необходимые для достижения успеха в бизнесе.

Заинтересованы в сессиях 2021 года? Нажмите здесь, чтобы зарегистрироваться

Причин предостаточно, в том числе: повышенная безопасность, функциональная совместимость, простота конфигурации, максимальная надежность и доступность, осведомленность в реальном времени, возможности связи интеллектуальных сетей и снижение стоимости владения.

Образование играет первостепенную роль в обеспечении кибербезопасности. Этот веб-семинар способствует повышению осведомленности о требованиях к безопасности систем защиты и управления автоматизацией подстанций, а также интерфейсов предприятий коммунального обслуживания.

Лучшее понимание защитных реле энергосистемы с помощью этого обзора ключевых концепций, классификации защитных реле, принципов работы и философии реле с кратким обзором терминологии.

Этот веб-семинар дает инженерам по защите фундамент в области коммуникаций, чтобы сформулировать требования к защите для инженеров по коммуникациям и совместно работать над их реализацией.

Коммуникации — ключ к планам умных сетей. Использование проприетарных узкополосных сетей для каждого приложения нецелесообразно. Этот вебинар объясняет, зачем и что нужно.

Хорошее реле ровно настолько, насколько хорош его аналоговый вход.Получите знания об аналоговых обычных измерительных трансформаторах напряжения и тока, переходных характеристиках и паразитном потоке.

В этом введении подробно описаны основные принципы линейной ретрансляции, такие как рабочие характеристики, петли короткого замыкания, идентификация неисправных фаз и многое другое.

В этом веб-семинаре обсуждаются проблемы защиты трансформаторов с помощью цифровых реле, включая фундаментальную теорию, касающуюся трансформаторов, ограничения гармоник, дифференциальной защиты и резервной максимальной токовой защиты.

В этом обзоре проектирования основных микросетей основное внимание уделяется привязанным к сетям микросетям, изучающим структуру активов, размер генерации и хранилища, подключение к сети и переходный процесс, а также фундаментальные экономические аспекты.

Схемы защиты генератора уникальны во многих отношениях. В этом веб-семинаре рассматриваются основы принципов защиты генераторов и динамики синхронных генераторов.

Схемы защиты шины должны распознавать насыщение трансформатора тока и воздерживаться от срабатывания при внешних неисправностях, в то же время быстро срабатывая при внутренних неисправностях.Узнайте об уникальных особенностях.

Узнайте о новаторской технологии, которую Hitachi ABB Power Grids разработала для надежного и безопасного перехода телезащиты с SONET на MPLS-TP.

Изучите основы измерения синхрофазора в энергосистемах.Обсуждаются функции, требования и работа векторных измерительных блоков (PMU) и векторных концентраторов данных (PDC).

Да, я хочу узнать больше об автоматизации и связи подстанций!

Мы готовы помочь: позвоните нам сегодня по телефону + 1-800-290-5290 или закажите обратный звонок, заполнив форму ниже:
Нажмите здесь, чтобы запросить обратный звонок

Важность защиты и контроля (P&C) и IED

Техника защиты и управления (P&C)

Protection & Controls (P&C) engineering — это подразделение электроэнергетики, которое занимается защитой электроэнергетических систем для производства, передачи и распределения электроэнергии.Проектирование и проектирование P&C — это искусство защиты энергосистемы от аномальных состояний энергосистемы с одновременным инициированием определенных корректирующих действий. P&C включает защиту крупного и дорогостоящего энергетического оборудования, такого как:

• Генераторы
• Трансформаторы
• Линии передачи (TL)
• Силовые автоматические выключатели
• Электрические шины и провода и т. Д.

На рисунке 1 ниже показана подстанция малой мощности, взятая из Википедии.На нем показано различное силовое оборудование — диспетчерская, выключатели, трансформатор, выключатели, электрическая шина и т. Д.

Рисунок 1, Википедия — Подстанция

Реле электромеханические

P&C использует защитные устройства, такие как защитные реле, для защиты силового оборудования от электрических неисправностей или ударов молнии. С начала 1900-х годов эти защитные устройства были известны как электромеханические реле и приводились в действие в основном механическими движущимися частями.Электромеханические реле — это переключатели с электрическим приводом, которые используют электромагниты для механического управления путем размыкания или замыкания переключателей; эти реле были почти идеальными устройствами для защиты прежней электросети. Электромеханические реле были способны обнаруживать отклонения в потоке мощности, такие как повышенное и пониженное напряжение, перегрузка по току, повышенная и пониженная частота, а также обратный поток мощности.

Интеллектуальные электронные устройства (ИЭУ), интеллектуальные микропроцессорные реле

С цифровым преобразованием и созданием цифровой электроники, включая микропроцессоры, электромеханические реле были заменены еще в 1990-х годах микропроцессорными реле, которые могли выполнять больше функций на более высоких скоростях.Эти новые интеллектуальные электронные устройства (ИЭУ), оснащенные микропроцессорами, могли преобразовывать аналоговые напряжения и токи в цифровые значения, а также имитировать все дискретные функции нескольких электромеханических реле в одном устройстве, что в конечном итоге упростило защиту конструкции, требования к пространству и текущее обслуживание . Сегодня микропроцессорные реле или IED превратились в более умные и интеллектуальные устройства, способные выполнять внутренние тесты и показывать, работает ли оно должным образом или неисправно.Устройства IED могут обнаруживать различные неисправности из множества различных схем защиты, генерируя формы сигналов потока мощности, функции измерения и обмен данными с диспетчерским управлением и сбором данных (SCADA). Эти микропроцессорные реле могут также иметь множество настроек защиты, помогая инженеру по релейной защите, а также позволяя переводить реле в режим обслуживания для обслуживающего персонала подстанции . ИЭУ выполняют несколько функций, которые просто невозможно воспроизвести с электромеханическими реле.

Сегодня большинство энергетических компаний заменили все свои электромеханические реле на интеллектуальные микропроцессорные реле. Сегодняшние ИЭУ намного более надежны, чем устаревшие электромеханические реле, и они лучше выполняют работу по обеспечению стабильности энергосистемы, намного быстрее очищая и изолировав неисправные компоненты, при этом обеспечивая информацию энергосистемы в режиме реального времени.

На рисунке 2 ниже показано сравнение электромеханических реле GE и одного устройства SEL IED.

Рисунок 2, Сравнение электромеханических реле GE иодно устройство SEL IED

Важность проектирования P&C

Подобно электромеханическим реле, устройства IED обнаруживают электрические неисправности трансформаторов тока и трансформаторов напряжения или напряжения, инициируя размыкание или отключение силовых выключателей, чтобы устранить и изолировать неисправности в генераторах, линиях передачи, трансформаторах и электрической шине, включая отказ питания. предохранители. Это искусство проектирования и координации устранения электрических неисправностей чрезвычайно важно для защиты дорогостоящего оборудования, поскольку постоянные неисправности могут привести к необратимому повреждению энергосистем.Например, замена вышедшего из строя высоковольтного трансформатора сегодня может стоить к северу от 500 000 долларов или более 1 миллиона долларов, включая затраты на проектирование и строительство. Это может стоить дороже, если не вдвое, по мере роста крупных электрических пожаров, что приведет к большему ущербу для другого энергетического оборудования.

Кроме того, получение нового трансформатора от производителя может занять до 6 месяцев и более, если под рукой нет запасных частей. Плохая конструкция P&C , которая не координирует должным образом и не обнаруживает электрические неисправности, может вывести из строя энергосистемы коммунальных предприятий.По этой причине чрезвычайно важно иметь совершенную конструкцию P&C.

На рисунке 3 ниже показаны два больших высоковольтных трансформатора, взятых из Википедии.

Рисунок 3, Википедия — Высоковольтные трансформаторы

Энергетические системы должны разрабатываться с четырьмя основными целями, касающимися функций P&C. Они показаны ниже:

1. Надежность — Силовое оборудование всегда должно работать по назначению.
2. Готовность — Энергетическое оборудование должно работать в ненормальных условиях или по запросу.
3. Ремонтопригодность — Электрооборудование должно ремонтироваться в очень короткие промежутки времени.
4. Безопасность — Энергетическое оборудование должно быть защищено от любых физических или киберпреступлений и вторжений.

При возникновении сбоев в энергосистеме обычно происходят перебои в подаче электроэнергии и перебои в работе опытных пользователей или потребителей.Это может привести к тому, что услуги электроснабжения будут недоступны одному или нескольким клиентам или целому городу или городу. Если весь город будет без электричества в течение пяти-десяти минут или более, каковы экономические последствия потери производительности? Это огромный! Проектирование и координация P&C важны не только для поставщика электроэнергии, но также важны для клиентов, поскольку они могут восстановить подачу электроэнергии как можно быстрее. Некоторые химические предприятия пострадали от 15-минутного отключения электроэнергии, что может обойтись им почти в 1 миллион долларов на перезагрузку заводского оборудования, процессов и химических смесей.Для этих объектов необходима надежная электроэнергия.

На рисунке 4 ниже показано крупное производственное предприятие, которое в значительной степени полагается на надежную электроэнергию.

Рисунок 4, Производственное предприятие

Проекты P&C с использованием автоматизации

Энергетические компании с использованием интеллектуальных электронных устройств (IED) и интеллектуальных систем управления и контроля (P&C) внедряют большую автоматизацию для повышения производительности и эффективности. В результате сокращается штат обслуживающего персонала за счет использования меньшего количества технических специалистов и операторов из-за того, что они больше полагаются на микропроцессорное оборудование для защиты и управления.ИЭУ продолжают помогать операторам и техническим специалистам электроэнергетических компаний использовать больше данных в реальном времени, чтобы лучше управлять, контролировать, управлять, контролировать и тестировать свою электросеть. В конечном итоге IED-устройства превращаются в более интеллектуальную и автоматизированную сеть, управляемую в основном компьютеризированными системами, выполняющими функции P&C. Новые конструкции P&C с помощью IED обеспечивают несколько преимуществ и критически важных функций, как показано ниже:

• Улучшенные функции контроля и управления
• Более быстрое обнаружение неисправностей и локализация неисправностей
• Более быстрая защита и восстановление системы (устранение неисправностей и повторное включение)
• Подстанция Автоматика (SA)
• Множественные схемы восстановления
• Grid Самовосстановление, функция Smart Grid (SG)
• Автоматизированное тестирование, выполняемое без необходимости участия персонала удаленного тестирования (повторное включение, POTT, DCB, схемы переключения, SCADA и т. Д.))
• Пониженная частота и сброс нагрузки (UFLS)
• Пониженное напряжение и сброс нагрузки (УВЛС)
• Блоки измерения фазора (PMU)
• Биллинг по времени (TOD)
• Энергоэффективность
• Микросеть / Островная
• и другие

Поскольку интеллектуальные электронные устройства приносят большую пользу, риски безопасности также вызывают серьезную озабоченность. Поскольку киберугрозы для электроэнергетических компаний продолжают вызывать растущую озабоченность, защита кибербезопасности для устройств P&C должна развиваться в более надежные и безопасные конструкции.Проектирование систем P&C с обеспечением безопасности вначале более важно, чем попытки добавить безопасность к существующей системе P&C. Предотвращение доступа нежелательных злоумышленников или хакеров к системам защиты электропитания и IED-устройствам должно быть главным приоритетом для коммунальных предприятий, чтобы поддерживать надежность и отказоустойчивость их электросетей.

В 3 Phase Associates мы с нетерпением ждем возможности помочь вам модернизировать существующие системы питания T&D до более совершенных и безопасных систем защиты. Мы можем помочь вам преобразовать вашу электросеть и системы управления в более безопасную и интеллектуальную сеть, поскольку это касается физической / кибербезопасности, P&C, IED, SCADA, телекоммуникаций и т. Д.

Попробуйте наши основные электрические калькуляторы.

Давайте вместе спроектируем что-нибудь!

https://3phaseassociates.com

423-641-0350

Инженерное программное обеспечение для SIPROTEC 5 — DIGSI 5 | Инженерные средства защиты

С помощью ПК или ноутбука вы можете параметрировать устройства через интерфейсы, а также экспортировать и визуализировать данные о неисправностях. DIGSI 5 поставляется в различных вариантах (Compact, Standard и Premium), которые предоставляют разные функции:

• Однолинейный редактор позволяет графически определять подстанцию ​​и основное оборудование.Подключите эти элементы к функциям защиты ваших устройств защиты.
• Графический дисплей устройств SIPROTEC может быть разработан и отредактирован с помощью редактора дисплея, а также с помощью графической программы. Возьмите вашу однолинейную диаграмму и преобразуйте ее в экранную картинку. Вы также можете определить свои собственные символы.
• Вы можете настроить дополнительные функции, например, блокировку устройств графически с помощью редактора CFC.
• Графический дисплей с разрешением 1024 × 768 (рекомендуется 1280 × 1024)
• Системный конфигуратор Siemens IEC 61850 позволяет конфигурировать и параметрировать станции IEC 61850.С помощью этого инструмента вы можете управлять подсетями, сетевыми коммуникаторами и их IP-адресами, а также подключать информационные элементы различных коммуникаторов.
• DIGSI 5 Test Suite предоставляет богатый набор инструментов для тестирования, который ускоряет этап ввода в эксплуатацию и поддерживает вас во время работы. Одной из функций тестирования является возможность создания и выполнения тестовых последовательностей для проведения тестов устройства без внешнего тестового оборудования.
• SIGRA для простого, быстрого и удобного анализа записей отказов, например, записанных регистраторами отказов при возникновении отказов на электростанциях.

Языки: английский, немецкий, французский, португальский, испанский, итальянский, турецкий, чешский, польский и русский.

DIGSI 5 доступен в трех функциональных пакетах:

Компактный DIGSI 5:

Программное обеспечение для настройки и использования индивидуальных устройств защиты SIPROTEC 5 производства Siemens и считывания данных процесса с устройств SIPROTEC 5 (проекты ограничены одним устройством).

Стандарт DIGSI 5:

То же, что и для DIGSI 5 Compact, но без ограничений в отношении количества устройств SIPROTEC 5, поддерживаемых для каждого проекта, включая конфигуратор системы для IEC 61850.

Также включены редакторы функциональных схем (CFC), графической однострочной графики и конфигурации устройства. SIGRA для профессионального анализа записей неисправностей доступна в качестве опции.

DIGSI 5 Premium:

То же, что и для стандарта DIGSI 5, но со встроенными функциями тестирования и запуска, включая возможность создания тестовых последовательностей и их запуска в устройстве защиты без внешнего тестового оборудования.

IEC 61850 также поддерживает гибкое проектирование и функциональное именование.

Требования к аппаратному обеспечению

• Двухъядерный процессор Intel® Celeron® 2,2 ГГц (Ivy / Sandy Bridge)
• 5 ГБ свободного места на жестком диске (рекомендуется твердотельный диск (SSD))
• 2 ГБ ОЗУ (рекомендуется 8 ГБ)
• Графический дисплей с поддержкой HD 1280 x 1024 или 1376 x 768 пикселей
• DVD-привод
• Клавиатура и мышь
• USB-порт

Требования к программному обеспечению

Поддерживаются следующие операционные системы:

• Microsoft Windows 7 Professional и Enterprise / Ultimate 32-разрядная и 64-разрядная версии с
• Пакет обновления 1
• Microsoft Windows 8.1 64-битный
• 64-разрядная версия Microsoft Windows Server 2012 R2 с пакетом обновления 1 в качестве рабочей станции
• Поддержка VMWare для виртуальных машин

Средства связи для защиты, автоматизации и интеллектуальных сетей энергосистем

Если вы планируете посещать курс по междисциплинарным профессиональным программам, оплата требуется во время регистрации. Ниже представлены варианты оплаты:

Оплата кредитной картой

Зарегистрируйтесь онлайн и оплатите кредитной картой.

• Найдите курс на веб-сайте и затем нажмите кнопку «Зарегистрироваться сейчас» на веб-странице курса.
• Введите всю необходимую информацию о слушателях курса и информацию об оплате на странице записи на курс.
• Вы получите электронное письмо с подтверждением успешной регистрации и оплаты.

Запишитесь по телефону и оплатите кредитной картой.

• Позвоните в центр регистрации конференций UW по телефону 608-262-2451.
• Предоставить представителю по регистрации конференц-центра:
  • название курса, даты и / или номер курса.
  • необходимая информация о слушателях курса и информация об оплате.
• Вы получите документ по почте или электронное письмо с подтверждением успешной оплаты зачисления.

Оплата чеком

Отправьте заполненную регистрационную форму по почте и чек на имя UW Madison.

• Заполните регистрационную форму (ее можно найти либо на обратной стороне брошюры курса, которую вы получили по почте, либо здесь).
• Подготовьте чек, выписанный на UW Madison.
• Отправьте регистрационную форму по почте и проверьте по адресу: Отдел регистрации attn: Engineering Specialist 702 Langdon Street Madison, WI 53706
• Вы получите документ по почте или электронное письмо для подтверждения успешной регистрации и оплаты.

Военный

Если вы используете форму SF-182, позвоните по нашему регистрационному номеру 608-262-2451 или напишите по электронной почте [email protected] для получения подробностей и инструкций.

Отмена мероприятия

Мы оставляем за собой право отменить курс из-за недостаточной регистрации или непредвиденных событий.Если мы отменяем курс, участники будут уведомлены по электронной почте или по телефону, и им будет предоставлена ​​возможность полностью вернуть деньги или перенести свою регистрацию и все уплаченные взносы на другой курс. Мы не несем ответственности за невозвращаемые билеты на самолет, бронирование гостиниц и другие расходы, связанные с поездкой. Информацию об отмене курса для зачисленных участников см. В примечаниях на странице курса.

Управление и защита / Автоматизация сети

---

Специалистов, работающих в области управления и защиты (системы автоматизации сетей, панели управления и защиты, реле защиты …), будут интересовать два основных типа деловых возможностей:

• Возможности для бизнеса с основной сферой деятельности в области управления и защиты
• Проекты подстанций «под ключ», так как они почти всегда включают в себя объем работ по автоматизации сети.

Возможности для бизнеса и энергетики с основным объемом работ в области управления и защиты

На Deepbloo в категории «Контроль и защита» появятся все тендеры и бизнес-возможности в области энергетики. Он может включать следующие ключевые слова: панели, реле, распределительные щиты, панели C&P, защиты, щитовые панели, электрические шкафы, автоматика управления, автоматизация сети, устройства повторного включения, защита от дугового замыкания.

В этих деловых возможностях конечный клиент будет прямым клиентом.Таким образом, доступ к этим тендерам или запросам котировок дает возможность профессионалам

С января 2019 года наблюдаются следующие тенденции:
Было опубликовано около 70 тендеров на реле защиты, 35 из них все еще действительны.

Интересных тендеров было:

• Цифровые реле дистанционной защиты для линий электропередачи 330 кВ с TCN в Нигерии
• Панели управления / защиты трансформаторов 132 кВ и 33 кВ от TCN в Нигерии
• 5 или 6 реле защиты электродвигателей, возможности в основном в Индии и Бангладеш
• 3 Возможности реле защиты фидеров, но срок действия которых еще не истек
• Примечательно, что в России, Украине и странах СНГ действительно есть некоторые возможности реле защиты.Действительно, у них есть тендеры на реле защиты в Кыргызстане, Таджикистане, дифференциальные защиты в России. Следующие тендеры в России еще продолжаются:
  • Тендер «Техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация релейной защиты и автоматики, систем управления электрооборудованием, систем электроснабжения технологического оборудования на объектах ФГУП« ГХК »(Промышленная территория)»
  • Электромонтажные работы по релейной защите элементов ПС-2, работы по питанию ячеек ПП 2.4 и пусконаладочные работы в ГПП-2, 4, 5
• В Омане в настоящее время есть возможность с Muscat Electricity Distribution Company S.A.O.C для замены реле защиты.

Другие возможности автоматизации электросетей

Необходимо проверить следующие интересные возможности:

• Панель управления фидером 33 кВ и панель управления / защиты трансформатора 132 кВ от TCN в Нигерии
• В Smartgrid есть приглашение к участию в торгах на внедрение Smart Grid в Украине
• 4 тендера на поставку различных механических запасных частей Perkins 100 кВт для мини-сети на Филиппинах могут иметь в объеме работ некоторые устройства автоматизации

Деловые возможности, исходящие от работы подстанции под ключ

Производители оборудования для автоматизации сетей и системные интеграторы должны внимательно следить за тендерами на выполнение работ по подстанциям «под ключ».Они также должны связаться с основными EPC, как только появятся возможности на рынке. Большая часть этих тендеров включает в себя объем работ, связанных с автоматизацией (панели управления и защиты, реле, система управления). Подрядчик, предлагающий конечному пользователю торги, должен будет связаться со специалистами по автоматизации, чтобы сделать правильное предложение.

• В Африке с января 2019 года было объявлено около 60 тендеров, связанных с подстанциями высокого или среднего напряжения, в основном в Египте (EETC), Южной Африке (ESKOM и муниципалитеты), Марокко (ONE), Нигерии (TCN), но также и в Гана, Эфиопия, Мозамбик…
• В Индии огромный рынок.С начала года опубликовано более 500 вакансий с подстанциями под ключ.
Рынок
• NME также довольно динамичен, так как на подстанциях работают в Иордании, Ираке, ОАЭ, Омане и Ливане. Например:
  • В Ливане тендер на расширение подстанций Дейр-Нбух и Дейр-Амар истекает 18 июня 2018 г.
  • Для Омана, модернизация основной подстанции Вади-Аль-Тайин до 2X20 МВА с фидерами 33 кВ и 11 кВ имеет крайний срок 4 июня 2019 г.
• В других азиатских странах существует около 100 возможностей, в основном во Вьетнаме, Индонезии, Бангладеш

Как работать с EPC в качестве партнера

Любой профессионал знает, как сложно работать с EPC, чтобы завоевать эти рынки.Залог успеха — в сочетании различных усилий:

• Продукция (реле защиты, системы…) должна быть представлена ​​конечному пользователю, а не только лицам, принимающим окончательные решения. Должен быть представлен команде инженеров, так как есть те, кто пишет подробные спецификации тендера. Лучшее, что вы можете сделать, — это организовать сессию Technical Days и пригласить профессионалов из TSO и DSO. Ключевым моментом на этом этапе является обеспечение того, чтобы по крайней мере спецификации не требовали функций или характеристик, которые де-факто дисквалифицируют ваши решения.Есть ли лучший способ сделать это, чем представить свои решения команде инженеров конечного пользователя?

• Готовьте предложение EPC с нетерпением и отслеживайте их! «Съемки» предложения недостаточно, предложение обсуждается, согласовывается с ЕПК. Вам нужно сделать ставку на правильную лошадь, и для этого хорошим показателем является история выигранных подстанций за последние месяцы / годы. Стратегически лучший способ — это «разорвать отношения между поставщиком и клиентом» между вами и клиентом и превратить их в партнерские отношения.

Как это сделать?

• Определите местный объем работ (ввод в эксплуатацию, установка и обслуживание) и вместе с заказчиком выясните, не может ли этот объем быть выполнен группой EPC или конечным пользователем.
  • Это будет способствовать значительному сокращению затрат (вы можете сэкономить человеко-часы, полет … около 30% локального объема, который часто составляет около 15% глобального объема) — это означает, что вы можете сократить свои продажи примерно на 3%. цена.
  • Предложить бесплатное обучение для команды клиентов.Это вложение того стоит, так как это создаст особые отношения и взаимозависимость между партнерами.
  • Определите программу наращивания мощности для передачи знаний заказчику для снижения рисков

• Предлагаю варианты! Ваш клиент — EPC, но у вас есть цех по производству панелей? У конечного пользователя есть возможность интегрировать панели? Предложи это!

Это сократит объем ваших работ и снизит мировую цену продажи.