В. 4. Основные требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты, автоматики и телемеханики

Устройства релейной защиты, автоматики и телемеханики — это сложные (особенно релейной защиты) и ответственные автома­тические устройства. Они должны удовлетворять ряду требований, основными из которых являются селективность, чувствительность, быстродействие, надежность, достоверность. Требования к релей­ной защите более полно изложены и обоснованы в [6].

Под селективностью понимают свойство релейной защиты, дей­ствующей на отключение, определять поврежденный элемент и от­ключать только его. Для релейной защиты, действующей на сиг­нал, селективность — это способность однозначно указывать место возникновения ненормального режима и конкретно элемент систе­мы электроснабжения, требующий вмешательства персонала.

На каждом элементе системы электроснабжения (генератор, трансформатор, линия и др.) устанавливают один или несколько комплектов релейной защиты, которые должны отключать защи­щаемый элемент при повреждениях в нем или подавать сигнал о ненормальном режиме защищаемого элемента. Если по принципу действия защита срабатывает, только при коротких замыканиях на защищаемом элементе, то ее относят к защитам, обладающим аб­солютной селективностью. Имеются защиты, которые действуют и как резервные, т. е. при повреждении на смежном элементе, если оно не отключается. Например, при повреждении в точке К. должна действовать защита A3 и не должны действо­вать защиты А1 и А2. Однако, если по каким-либо причинам (неисправность защиты, выключателя) повреждение не отключено, на отключение действует защита А2. При этом считают, что защита обладает относи тельной селективностью.

В ряде случаев для упрощения защиты или ликвидации повреждений допускается неселективное действие защи­ты, например А2 при одновре­менном действии на отключение защиты A3. Последующее дейст­вие автоматики (например, УАПВ второй линии) обеспечивает результирующее селективное отключение поврежденного элемента (короткое замыкание в точке К). Селективность является также свойством некоторых устройств автоматики, например автоматичес­кой частотной разгрузки, автоматики деления энергосистемы при качаниях. Устройства телемеханики должны обладать аналогич­ным свойством избирательности действия. Это значит, что из боль­шого числа телеконтролируемых и телеуправляемых объектов они должны выбирать заданный объект.

Под чувствительностью релейной защиты понимается ее способ­ность реагировать на возможные повреждения в минимальных режимах работы системы электроснабжения, когда изменения воз­действующих величин минимальны. Обычно защиту стремятся сде­лать наиболее чувствительной, сохраняя, однако, ее селективность. С ростом нагрузок систем электроснабжения и длины линий, осо­бенно сельского электроснабжения, значения токов и напряжений при коротком замыкании приближаются к их значениям в нор­мальных режимах. В связи с этим удовлетворение требования чув­ствительности затрудняется.

Чувствительность защиты оценивают коэффициентом чувстви­тельности, равным отношению значения воздействующей величины при повреждении в защищаемой зоне к установленному на защите значению параметра ее срабатывания.

Чувствительность — одно из основных требований, предъявляе­мых и к устройствам автоматики. Высокой чувствительностью должны обладать, например, устройства автоматической частотной разгрузки, автоматические регуляторы возбуждения и автомати­ческие регуляторы частоты вращения синхронных генераторов.

Быстродействие является важным свойством не только защиты и автоматики, но и устройств телемеханики. Быстродействие защи­ты при коротком замыкании обеспечивает: уменьшение вероятнос­ти нарушения синхронной работы генераторов, компенсаторов и электродвигателей; снижение продолжительности работы электро­приемников при пониженном напряжении; снижение торможения асинхронных электродвигателей и нарушений технологических про­цессов; уменьшение разрушений изоляции и токоведущих частей токами к.з.; снижение вероятности несчастных случаев; повыше­ние эффективности УАПВ и УАВР.

Время отключения поврежденного элемента складывается из времени действия защиты и времени действия выключателя. Сле­довательно, для ускорения отключения повреждений необходима не только быстродействующая защита, но и быстродействующие выключатели. Защиты, время срабатывания которых не превышает t_з=0.1÷0.2 с, считаются быстродействующими. Время отключе­ния наиболее распространенных выключателей не превышает t_о.в=0.06÷0.15 с.

При коротком замыкании уменьшается напряжение. При этом синхронная работа генераторов, компенсаторов и синхронных элек­тродвигателей может сохраняться не только благодаря быстродей­ствию защиты, но и благодаря быстрому повышению их возбуж­дения. Это определяет необходимость быстродействия автомати­ческих регуляторов возбуждения синхронных машин. В результате повышается и надежность действия релейной защиты за счет уве­личения токов к. з.

Для повышения надежности электроснабжения необходимо не только быстро отключить поврежденный элемент, но и быстро включить его повторно в работу или заменить его резервным. Та­ким образом, быстродействием должны обладать также УАПВ и УАВР. Системы телемеханики характеризуются, в частности, объ­емом передаваемой информации. Для увеличения объема необходимо увеличивать скорость передачи. Таким образом, и устройства телемеханики должны удовлетворять требованию быстродействия.

Под надежностью применительно к релейной защите, автомати­ке и телемеханике понимают свойство этих устройств выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в за­данных пределах в течение требуемого промежутка времени. По­нятие надежности в технике определяется ГОСТ 13377—75. Устрой­ства релейной защиты, автоматики и телемеханики для обеспечения надежности должны выполняться с применением высококачест­венных и надежно работающих реле и других элементов. Их мон­таж должен быть надежным, т.е. таким, при котором исключают­ся обрыв проводов, замыкание между ними, ложное срабатывание реле от механических воздействий и других помех. Существенное значение для надежности имеет правильная эксплуатация уст­ройств релейной защиты, автоматики и телемеханики. Их состояние периодически проверяется. Наименее надежным элементом явля­ются контакты реле. Поэтому существенного повышения надежнос­ти устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики можно достичь путем применения, бесконтактных элементов.

Сигналы в процессе преобразования и передачи искажаются и ослабляются за счет различных помех. Искажение происходит прежде всего в каналах связи. Помехи могут возникать и в других элементах устройств релейной защиты, автоматики и телемехани­ки, но их искажающее действие менее ощутимо. За счет помех в устройстве телемеханики качество передаваемой информации снижается и на ДП поступает сообщение, отличное от сообщения, направленного от КП. Необходимо, чтобы это отличие было мини­мальным и не нарушало, в частности, избирательности действия

устройства.

Достоверность оценивает качество передачи информации. В си­стемах ТУ и ТС она определяется отношением количества непра­вильно принятых сообщений к количеству переданных сообщений за данное время. Для систем ТИ достоверность оценивается, в частности, абсолютной погрешностью, представляющей собой раз­ность между значениями измеряемой величины, отсчитанными по шкале приемного измерительного прибора на ДП и шкале образ­цового прибора, установленного на КП [7].

Раздел I