Разновидности реле защиты и релейных защит

Реле называется устройство, в котором осуществляется скачкообразное изменение (переключение) выходного сигнала под воздействием управляющего (входного) сигнала, изменявшегося непрерывно в определённых пределах.

Релейные элементы (реле) находят широкое применение в системах автоматики, так как с их помощью можно управлять большими мощностями на выходе при малых по мощности входных сигналах; выполнять логические операции; создавать многофункциональные релейные устройства; осуществлять коммутацию электрических цепей; фиксировать отклонения контролируемого параметра от заданного уровня; выполнять функции запоминающего элемента и т. д. Наибольшее применение реле находят в области релейной защиты и автоматики.

Реле классифицируются по различным признакам: по виду входных физических величин, на которые они реагируют; по функциям, которые они выполняют в системах управления; по конструкции и т. д. По виду физических величин различают электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические и т.д. реле. При этом следует отметить, что реле может реагировать не только на значение конкретной величины, но и на разность значений (дифференциальные реле), на изменение знака величины (поляризованные реле) или на скорость изменения входной величины.

Реле обычно состоит из трех основных функциональных элементов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного. Воспринимающий (первичный) элемент воспринимает контролируемую величину и преобразует её в другую физическую величину. Промежуточный элемент сравнивает значение этой величины с заданным значением и при его превышении передает первичное воздействие на исполнительный элемент. Исполнительный элемент осуществляет передачу воздействия от реле в управляемые цепи. Все эти элементы могут быть явно выраженными или объединёнными друг с другом. Воспринимающий элемент в зависимости от назначения реле и рода физической величины, на которую он реагирует, может иметь различные исполнения, как по принципу действия, так и по устройству.

По устройству исполнительного элемента реле подразделяются на контактные и бесконтактные.

Контактные реле воздействуют на управляемую цепь с помощью электрических контактов, замкнутое или разомкнутое состояние которых позволяет обеспечить или полное замыкание или полный механический разрыв выходной цепи.

Бесконтактные реле воздействуют на управляемую цепь путём резкого (скачкообразного) изменения па раметров выходных электрических цепей (сопротивления, индуктивности, емкости) или изменения уровня напряжения (тока). Основные характеристики реле определяются зависимостями между параметрами выходной и входной величины.

По способу включения реле разделяются:

• Первичные – реле, включаемые непосредственно в цепь защищаемого элемента. Достоинством первичных реле является то, что для их включения не требуется измерительных трансформаторов, не требуется источников оперативного тока и не требуется контрольных кабелей.
• Вторичные — реле, включаемые через измерительные трансформаторы тока или напряжения.

Наибольшее распространение в технике релейной защиты получили вторичные реле, к достоинствам которых можно отнести: они изолированы от высокого напряжения, расположены в удобном для обслуживания месте, выполняются стандартными на ток 5(1) А или напряжение 100 В независимо от тока и напряжения первичной защищаемой цепи.

По исполнению реле классифицируются:

• Электромеханические или индукционные — с подвижными элементами.
• Статические — без подвижных элементов (электронные, микропроцессорные).

По назначению реле подразделяются:

• Измерительные реле. Для измерительных реле характерно наличие опорных элементов в виде калиброванных пружин, источников стабильного напряжения, тока и т.п. Опорные (образцовые) элементы входят в состав реле и воспроизводят заранее установленные значения (называемые уставкой) какой-либо физической величины, с которой сравнивается контролируемая (воздействующая) величина. Измерительные реле обладают высокой чувствительностью (воспринимают даже незначительные изменения контролируемого параметра) и имеют высокий коэффициент возврата (отношение воздействующих величин возврата и срабатывания реле, например, для реле тока — Кв=Iв / Iср).
• Реле тока реагируют на величину тока и могут быть: — первичные, встроенные в привод выключателя (РТМ); — вторичные, включенные через трансформаторы тока: электромагнитные — (РТ-40), индукционные — (РТ-80), тепловые — (ТРА), дифференциальные — (РНТ, ДЗТ), на интегральных микросхемах — (РСТ), фильтр — реле тока обратной последовательности — (РТФ).
• Реле напряжения реагируют на величину напряжения и могут быть: — первичные — (РНМ); — вторичные, включенные через трансформаторы напряжения: электромагнитные – (РН-50), на интегральных микросхемах — (РСН), фильтр — реле напряжения обратной последовательности — (РНФ).
• Реле сопротивления реагируют на величину отношения напряжения и тока — (КРС, ДЗ-10);
• Реле мощности реагируют на направление протекания мощности КЗ: индукционные – (РБМ-170, РБМ-270), на интегральных микросхемах — (РМ-11, РМ-12).
• Реле частоты реагируют на изменение частоты напряжения — на электронных элементах (РЧ-1, РСГ).
• Цифровое реле — это многофункциональное программное устройство, одновременно выполняющее функции реле тока, напряжения, мощности и т.д.

Реле могут быть максимальные или минимальные . Реле, срабатывающие при возрастании воздействующей на него величины называются максимальными, а реле, срабатывающие при снижении этой величины, называются минимальными.

Логические или вспомогательные реле подразделяются на:

• Реле промежуточные передают действие измерительных реле на отключение выключателя и служат для осуществления взаимной связи между элементами релейной защиты. Промежуточные реле предназначены для размножения сигналов, полученных от других реле, усиления этих сигналов и передачи команд другим аппаратам: электромагнитные постоянного тока – (РП-23, РП-24), электромагнитные переменного тока – (РП-25, РП-26), электромагнитные постоянного тока с замедлением при срабатывании или отпадании – (РП-251, РП-252), электронные на интегральных микросхемах — (РП-18),
• Реле времени служат для замедления действия защиты: электромагнитные постоянного тока – (РВ-100), электромагнитные переменного тока – (РВ-200), электронные на интегральных микросхемах — (РВ-01, РВ-03 и ВЛ)
• Реле сигнальные или указательные служат для регистрации действия как самих реле, так и других вторичных аппаратов (РУ-21, РУ-1).

По способу воздействия на выключатель реле разделяются:

• Реле прямого действия , подвижная система которых механически связана с отключающим устройством коммутационного аппарата (РТМ, РТВ)
• Реле косвенного действия , которые управляют цепью электромагнита отключения коммутационного аппарата.

Основные виды релейной защиты:

• Токовая защита – ненаправленная или направленная (МТЗ, ТО, МТНЗ).
• Защита минимального напряжения (ЗМН).
• Газовая защита (ГЗ).
• Дифференциальная защита.
• Дистанционная защита (ДЗ).

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

3-5. Классификация электрических реле

Все реле делятся по назначению на три группы.

Основные реле, непосредственно реагирующие на изменение контролируемых величин, например тока, напряжения, мощности, частоты, сопротивления и т. д.

Вспомогательные реле, управляемые другими реле и выполняющие функции введения выдержки времени, размножения контактов, передачи команд от одних реле к другим, воздействия на выключатели, сигналы и т. п.

Сигнальные (указательные) реле, фиксирующие действие защиты и управляющие звуковыми и световыми сигналами.

Все реле имеют воспринимающий орган, который непосредственно воспринимает изменения электрических величин, подведенных к реле, и производит соответствующие им изменения в других органах или частях реле, и исполнительный орган, который, воздействуя на внешние цепи, производит отключение выключателей, подачу предупредительных сигналов или запуск других реле. Частным случаем исполнительного органа являются контакты.

Кроме того, некоторые реле имеют орган замедления или выдержки времени.

В зависимости от электрической величины, на которую реагирует воспринимающий орган, электрические реле бывают: токовые, напряжения, мощности, сопротивления и частоты, а по характеру изменения воздействующей величины делятся на реле увеличения величины, или максимальные, и реле уменьшения величины, или минимальные.

Максимальные реле срабатывают, когда значение воздействующей величины превосходит заданную, а минимальные — когда значение воздействующей величины снижается ниже заданной.

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

По способу воздействия исполнительного органа различаются реле прямого действия, у которых исполнительный орган отключает выключатель путем механического воздействия, и реле косвенного действия, исполнительный орган которых воздействует на привод выключателя с помощью оперативного тока.

Практическое применение получили следующие три группы реле:

1. Первичные реле прямого действия. В эту группу входят реле максимального тока, действующие мгновенно и с замедлением, реле минимального напряжения мгновенного действия и электротепловые реле. Первичные реле прямого действия встраиваются непосредственно в выключатели, автоматы и магнитные пускатели (см. гл. 2).

2. Вторичные реле прямого действия. В эту группу также входят реле максимального тока и минимального напряжения, действующие мгновенно и с выдержкой времени. Реле выполняются на электромагнитном принципе и встраиваются в приводы выключателей.

3. Вторичные реле косвенного действия. В эту основную и наиболее многочисленную группу входят практически все типы реле тока, напряжения, мощности, сопротивления и частоты, а также реле времени промежуточные и сигнальные реле.

Источник

Реле защиты и схемы включения

В том случае, когда сети предприятий не требуют для защиты от аварийных и ненормальных режимов сложных устройств и автоматики в них применяются устройства защиты на переменном оперативном токе с реле прямого и косвенного действия .

К основным реле прямого действия относятся встроенные в приводы масляные выключатели: мгновенные реле максимального тока РТМ, реле максимального тока с зависимой выдержкой времени РТВ, реле минимального напряжения с выдержкой времени РНВ, электромагнит отключения от независимого источника питания, для приводов ПП-61 и ПП-61К, токовый электромагнит отключения для схем с дешунтированием ЭОтт или ТЭО. Электромагниты дистанционного управления (включения и отключения) устанавливают во всех пружинных приводах.

Токовые реле РТМ в зависимости от исполнения имеют уставки тока срабатывания от 5 до 200 А. Токовые реле РТВ с выдержкой времени срабатывания в независимой от тока части в п ределах 0,5 — 4 с имеют следующие исполнения: РТВ- I , РТВ- II и РТВ- II — независимая часть характеристик начинается при кратности тока 1,2 — 1,7 от тока срабатывания, реле РТВ- IV , РТВ- V и РТВ- VI — при кратности 2,5-3,5. Уставки тока срабатывания реле РТВ в зависимости от исполнения имеют от 5 до 35 А.

Важным параметром реле РТВ является коэффициент возврата Кв, изменяющийся от 0,6 до 0,89, при большей кратности тока и меньшей выдержке времени защиты принимают большее значение Кв.

В схемах защиты с дешунтированием применяют токовые электромагниты отключения ТЭО- I с уставкой 1,5 А и ТЭО- II с уставкой 3,5 А в приводах ПП-61, ПП-61К и ПП-67, а электромагниты ЭОтт с уставкой 3,5 А в приводе ППВ-10 и выключателях ВВМ-10 и ВМП-10П.

Реле минимального напряжения с выдержкой времени РНВ предназначено для отключения выключателя при посадке напряжения в пределах 35 — 65 % номинального с обязательным отключением ниже 35 % . Напряжение срабатывания реле не регулируется . И меется регулировка выдержки времени от 0,5 до 9 с (реле привода выключателя ВМП-10 от 0 до 4 с).

Реле РНВ включают обычно непосредственно на линейное напряжение во вторичную обмотку трансформатора напряжения.

Для максимальной токовой защиты на переменном оперативном токе применяют комбинированные реле (косвенного действия) максимального тока РТ-85, РТ-86 и РТ-95 .

Эти реле состоят из двух основных элементов: индукционного — с вращающимся диском, при помощи которого создается ограниченно зависимая выдержка времени, и электромагнитного — мгновенного действия для выполнения токовой отсечки. Переключающий контакт способен шунтировать и дешунтировать цепь, питаемую от трансформаторов токов при вторичных токах до 150 А.

На рис. 1 и 2 показаны наиболее часто применяемые схемы максимально токовых защит в системах электроснабжения — 6 — 10 кВ

Рис. 1. Схема защиты с одним реле, включенным на разность токов

Рис. 2 . Схема защиты с двумя реле, включенными на фазные токи

Первая схема имеет наименьшее число токовых реле и соединительных проводов. К ее недостаткам следует отнести: меньшую чувствительность, чем двухрелейной двухфазной схемы, так как ее коэффициент Ксх = 1 , 73 (для двухрелейной двухфазной схемы Ксх = 1) . О тказ защиты при неисправности единственного токового реле или проводов, связывающих его с трансформаторами тока.

Однорелейную схему применяют в распределительных сетях 6-10 кВ для защиты неответственных электродвигателей небольшой мощности и статических конденсаторов при соблюдении чувствительности защиты.

Основная схема защиты систем электроснабжения промышленных предприятий — двухрелейная двухфазная. Поскольку в пружинных приводах имеется по нескольку реле максимального тока РТМ и РТВ, можно рекомендовать ряд схем включения реле, указанных на рис. 3 , 4 .

Пример схемы подключения реле косвенного действия защиты приведен на рис. 5 .

Рис. 3 . Схема защиты с реле РТМ и РТВ, включенными на фазные токи

Рис. 4 . Схема защиты с двумя реле, включенными на фазные токи, и одним реле, включенным на разность токов

Рис. 5 . Схема защиты с дешунтированием электромагнитов отключения

Индукционные реле максимального тока РТ-85, РТ-86, РТ-95 в схеме защиты с дешунтированием имеют ряд преимуществ: осуществление в од ном реле максимальной токовой защиты и токовой отсечки, большая чувствительность и точность выполняемой защиты, что допускает меньшие коэффициенты запаса по току срабатывания и меньшие ступени выдержек времени максимальной токовой защиты. Для обеспечения правильной работы устройств релейной защиты погрешность трансформаторов тока не должна превышать по току 10 %.

Выбор (проверка) трансформаторов тока сводится к определению: исходных величин — расчетного вида повреждения, расчетной кратности тока и расчетной вторичной нагрузки, допустимой внешней вторичной нагрузки по кривым кратностей при 10 %-ной погрешности, параметров трансформаторов тока при заданном сечении соединительных проводов или допустимого сечения соединительных проводов при заданных трансформаторах тока.

В сетях 6-10 кВ защита от замыканий на землю действует на сигнал, реже на отключение. Общий сигнал замыкания на землю действует от дополнительной обмотки шинного трансформатора напряжения типа НТМИ.

Для определения линии 6-10 кВ, на которой произошло однофазное замыкание на землю, включают указательное реле в цепь трансформатора тока нулевой последовательности или выводят провода от этих трансформаторов тока на центральное устройство сигнализации УСЗ-ЗМ, на котором с помощью поочередного нажатия кнопки определяют линию замыкания.

Рис. 6 . Схемы защиты от замыканий с действием на землю: а, б — на сигнал, в — на отключение

На рис. 6 , а показано включение указательного реле РУ-21, у которого при замыкании на землю на данной линии выпадает флажок. На рис. 6 , б показано включение устройства сигнализации УСЗ-ЗМ.

Для отключения при однофазном замыкании на землю используют реле РТЗ-50, которое также включается в цепь трансформатора тока нулевой последовательности (рис. 6 , в). К этому реле требуется подпитка от трансформатора напряжения. Поскольку реле имеет слабые замыкающие контакты, в цепи защиты требуется применять промежуточное реле.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник