В пособии приведены сведения о принципах выполнения и алгоритмах функционирования основных устройств релейной защиты электроэнергетических систем. Приводятся общие сведения по использованию устройств релейной защиты линий, генераторов, трансформаторов, электродвигателей, шин. книга написана очень понятно и доступно для понимания, очень хорошо иллюстрирована. Видно, что автор подошёл с душой к делу.
Условно, все устройства автоматики по своему назначению и области применения можно разделить на следующие две большие группы: местную и системную технологическую автоматику, местную и системную противоаварийную автоматику.
Технологическая автоматика обеспечивает автоматическое управление в нормальном режиме:
пуск блоков турбина-генератор и включение на параллельную работу синхронных генераторов;
автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности на шинах электростанции;
автоматическое регулирование частоты и обеспечения режима заданной нагрузки электростанции;
оптимальное распределение электрической нагрузки между блоками;
регулирование напряжения в распределительной сети;
регулирование частоты и перетоков мощности и т.п.
Назначением противоаварийной автоматики является предотвращение или наиболее эффективная ликвидация последствий аварий:
релейная защита электрооборудования от коротких замыканий и ненормальных режимов;
автоматическое повторное включение;
автоматическое включение резерва;
автоматическая частотная разгрузка;
автоматическая ликвидация асинхронного режима.
автоматика предотвращения нарушения устойчивости и т.д.
Из перечисленных видов устройств автоматики особо выделяется релейная защита, изучающая поведение электроэнергетической системы и ее элементов в режимах глубоких возмущающих воздействий и скачкообразных изменений электрических параметров. Эти возмущения вызываются различного рода короткими замыканиями, которых могут возникнуть по причинам:
пробоя или перекрытия изоляторов линий электропередач в случае грозовых перенапряжений или при их загрязнении;
обрыва проводов или грозозащитных тросов из-за обледенения и вибраций;
механических повреждений опор, поломке изоляторов разъединителей, схлестывании проводов;
ошибочного действия оперативного персонала;
заводских дефектов оборудования и ряда других факторов.
Управление энергосистемой при нарушении ее нормальных режимов тесно связано с работой релейной защиты. Поэтому изложения материала целесообразно начать с рассмотрения этого вида автоматики. Требование безаварийности и надежности энергоснабжения закладывается уже на стадии проектирования энергосистемы за счет оптимального выбора источника электроэнергии (уголь, газ, вода или другое), расположения электростанций, передачи мощности, учета характеристик нагрузок и перспектив их роста, способов регулирования напряжения и частоты, планированием режимов работы и т.п. И все же полностью исключить факт отказа оборудования из-за коротких замыканий нельзя.
На релейную защиту возлагаются следующие функции:
1.Автоматическое выявление поврежденного элемента с последующей его локализацией. Защита подает команду на отключение выключателей этого элемента, восстанавливая нормальные условия работы для неповрежденной части энергосистемы.
2.Автоматическое выявление ненормального режима с принятием мер для его устранения. Нарушения нормального режима в первую очередь вызываются различного рода перегрузками, которые не требуют немедленного отключения. Поэтому защита действует на разгрузку оборудования или выдает сообщение дежурному персоналу.
В качестве примера на Рис.1 представлено современное микропроцессорное реле, выпускаемое инженерно-производственной фирмой «РеонТехно», на Рис.2 - типовая панель защиты линии, выполненная на электромеханических реле на Рис.3 - многофункциональное устройство РЗА НТЦ «Механотроника».
Рис. 1. Микропроцессорные реле тока типа РСТ 80АВ, выпускаемое ИПФ «Реон-Техно»
Рис. 2. Типовая панель защиты линии, выполненная на электромеханических реле
Рис. 3. Многофункциональное цифровое устройство релейной защиты и автоматики НПЦ «Механотроника»