Устройство редуктора - как он устроен? Зачем нужны реле РПВ и РПО? Что же тогда “показывают” РПО и РПВ.

Синхронные электрические машины относятся к машинам переменного тока, как правило, трехфазным. Как большинство электромеханических преобразователей они могут работать и в режиме генератора, и в режиме двигателя. Особым режимом работы синхронной машины является режим компенсации реактивной мощности. Специальные машины, предназначенные для этой цели называются синхронными компенсаторами. Несмотря на принципиальную обратимость синхронных двигателей и генераторов они имеют обычно конструктивные особенности...

Силовые масляные трансформаторы – самые дорогостоящие элементы оборудования распределительных подстанций. Трансформаторы рассчитаны на продолжительный срок службы, но при условии, что они будут работать в нормальном режиме, и не будут подвергаться недопустимым токовым перегрузкам, перенапряжениям и другим нежелательным режимам работы. Для предотвращения повреждения трансформатора, продления его срока службы и обеспечения его работы нужны различные устройства защиты и автоматики...

Электроэнергия в энергетике производится на генераторных станциях, передается на большие расстояния по линиям электропередач. Воздушные и кабельные ЛЭП расположены между трансформаторными подстанциями и потребителями, подводят электричество к последним. На всех технологических этапах производства, передачи и распределения электрических мощностей возможно возникновение аварийных ситуаций, которые способны разрушить техническое оборудование или привести к гибели обслуживающий персонал за очень короткое время...

Все потребители электроэнергии подключаются к генераторному концу силовым выключателем. Когда нагрузка соответствует номинальной величине или меньше ее, то причины для отключения отсутствуют, а токовые защиты сканируют схему в постоянном режиме. Выключатель может отключаться от токовых защит, когда: величина нагрузки в результате возникновения короткого замыкания резко превысила номинальное значение и создались токи КЗ, способные сжечь оборудование. Отключение такой аварии необходимо выполнять...

При эксплуатации электрооборудования возможно его повреждение не только от коротких замыканий, но и от попадания в его схемы разрядов молний, проникновения более высоковольтного напряжения из другого оборудования или значительного снижения уровня питающей схемы. По величине действующего напряжения защиты делят на два вида: минимальные и максимальные. При возникновении аварийных ситуаций, связанных с короткими замыканиями, происходят большие потери энергии, когда приложенная мощность расходуется на развитие повреждений...

Назначение: защита электрических объектов от токов аварий, возникающих внутри контролируемой зоны с абсолютной степенью селективности без выдержки времени. Измерительным комплексом работает дифференциальный орган, состоящий из трансформаторов тока и реле, постоянно отслеживающих направление токов на различных участках и срабатывающих при их изменениях. В номинальном, рабочем режиме ток нагрузки протекает от генераторонго конца к потребителям и по всей линии имеет одно направление. Его отслеживают и учитывают измерительные реле...

В статье, описывающей работу устройств АПВ, рассмотрены случаи пропадания электроэнергии по различным причинам и методы ее восстановления автоматикой линий электропередач в том случае, когда причины создания аварийных ситуаций самоустранились и перестали действовать. Птица, пролетающая между проводами воздушной ЛЭП, может создать короткое замыкание через свои крылья. Это повлечет снятие напряжения с ВЛ отключением от защит силового выключателя на питающей подстанции. Устройства АПВ через несколько секунд восстановят питание...

Основными требованиями, предъявляемыми к электроснабжению потребителей, являются надежность и бесперебойность подачи электроэнергии. Транспортные энергетические потоки электрических сетей занимают сотни и тысячи километров. На таких расстояниях на ЛЭП могут воздействовать различные природные и физические процессы, которые повреждают оборудование, создают токи утечек или коротких замыканий. Чтобы не допустить распространения аварий любые линии электропередач оборудованы защитами, которые постоянно в реальном времени...

Токовая направленная защита нулевой последовательности (ТНЗНП) применяется при необходимости обеспечения защиты высоковольтных линий электропередач от однофазных коротких замыканий - замыканий на землю одного из фазных проводов в электросети. Данная защита используется в роли резервной защиты линий электропередач класса напряжения 110 кВ. Ниже приведем принцип работы данной защиты, рассмотрим каким образом и при помощи каких устройств реализуется ТНЗНП в электрических сетях 110 кВ. В электротехнике есть понятие о симметричных...

Дистанционная защита (ДЗ) в электрических сетях класса напряжения 110 кВ выполняет функцию резервной защиты высоковольтных линий, она резервирует дифференциально-фазную защиту линии, которая применяется в качестве основной защиты в электрических сетях 110 кВ. ДЗ выполняет защиту ВЛ от междуфазных коротких замыканий. Рассмотрим принцип работы и устройства, которые осуществляют работу дистанционной защиты в электрических сетях 110 кВ. Принцип работы дистанционной защиты основан на вычислении расстояния...

Кому-то этот вопрос может показаться странным, ведь ответ скрыт в их названии — реле положения включено/отключено. Но если вы думаете, что эти реле сообщают о текущем положении выключателя, то читайте дальше. Потому, что ответ неверный.

Чтобы правильно ответить на этот вопрос нужно рассмотреть стандартную схему подключения привода силового выключателя, например, на 35 кВ. Реле РПВ (KQC) и РПВ (KQT) выделены красным цветом.

Рис.1. Схема подключения привода вакуумного выключателя 35 кВ (пример)

А вот еще одна схема, на этот раз для выключателя 110 кВ

Рис.2. Схема подключения привода элегазового выключателя 110 кВ (пример)

Как видно питание на катушки данных реле (особенно РПО) подаются по достаточно длинным цепочкам, включающим другие контакты и электромагниты включения отключения.

Естественно в этих цепочках присутствуют блок-контакты выключателя, однако не только они. В общем случае сюда могут быть включены концевик контроля взвода пружины, контакты реле контроля давления элегаза (блокирующая ступень) и т.д. Именно поэтому реле РПВ и РПО не могут сигнализировать о текущем положении выключателя.

Что же тогда “показывают” РПО и РПВ?

Они указывают на готовность привода к операции:

РПО – готовность к операции включения,

РПВ – готовность к операции отключения.

Давайте посмотрим на цепь включения на Рис.1 , в которую входит РПО. Помимо блок-контакта выключателя Q1 и катушки включения YAC в нее входят следующие элементы:

— Переключатель SA1 в шкафу привода, который переводит привод в дистанционное или местное (ремонтное) управление. Для питания входа РПО требуется, чтобы переключатель стоял в положении ДУ, иначе сигнал не пройдет.

— Контакты контроля состояния пружины привода SQM1 и SQM2, которые замыкаются, когда пружина взведена, т.е. когда выключатель готов к операции включения. После каждого включения пружина привода разряжается, и контакты SQM размыкаются, блокируя прохождение команды включения до окончания взвода пружины.

— Контакт SQF, который разрывает цепь включения, если есть параллельная команда отключения выключателя для того, чтобы не было эффекта многократного включения.

Если хоть один из этих элементов находится в разомкнутом состоянии, то цепь РПО не соберется, даже если выключатель будет находиться в отключенном положении (Q1 замкнут). Совокупность всех этих элементов указывает на готовность/неготовность выключателя к операции включения.

Если выключатель элегазовый, то в цепи включения и отключения добавляются контакты реле давления элегаза, которое полностью блокирует управления при критическом снижении давления. Это предотвращает отказ выключателя при КЗ из-за невозможности погасить дугу (нет элегаза — нет среды гашения). Такое реле можно увидеть на Рис.2 (+К9)

Также реле/входы РПО или РПВ не будут запитываться при обрыве цепей включения и отключения или отключении автомата питания. При исчезновении обоих сигналов РПВ и РПО устройство РЗА выдает предупредительный сигнал дежурному на подстанции или в АСУ.

Изначально именно для контроля целостности цепей управления выключателя эти реле и применялись.

Особенности использования сигналов РПВ и РПО в логических схемах

Обработку сигналов РПО, РПВ нужно производить с учетом логики их образования.

Например, сигнал РПО может исчезнуть на время взвода пружины, особенно в цикле неуспешного АПВ (операция О-tапв-ВО), когда происходит повторное отключение устойчивого КЗ, но пружина включения еще не успела зарядиться.

Время заводки пружины может достигать 15 с (ВВУ-СЭЩ-П-10) и более, особенно при пониженном напряжении оперативного тока.

Это означает, что выполнять сигнализацию обрыва цепей привода (одновременное исчезновение РПО и РПВ) нужно обязательно с выдержкой времени не менее времени взвода пружины.

Сигналы РПВ также широко используется в алгоритмах защит и автоматики. Например, РПВ обычно применяют при пуске АПВ, а РПО при ускорении защит.

Рис. 3. Использование РПВ и РПО в алгоритмах МП РЗА (на примере БМРЗ-152-КЛ, взяты с сайта http://mtrele.ru)

Кроме того, нужно понимать, что даже если все вспомогательные контакты замкнуты все равно некорректно судить о положении выключателя по РПО и РПВ потому, что в этом случае сигналы РПО и РПВ исчезают быстрее, чем происходит полная операция включения/отключения.

Например, сигнал РПВ (Рис.1 ) исчезнет на дискретном входе терминала А1 сразу, как только будет выдана команда на отключение контактом реле KCT1. Т.е. выключатель еще не успел отключиться (еще включен), а сигнал РПВ уже исчез (вход РПВ зашунтирован контактом реле KCT1).

Разница здесь конечно небольшая (десятки миллисекунд), но для таких систем как РАС и АСУ может быть существенна. Поэтому для них положение выключателя нужно “забирать” через “сухие” блок-контакты выключателя, при питании от опертока соответствующей системы.

Именно блок-контакт выключателя с показывает его текущее положение, а РПВ и РПО – это реле контроля готовности выключателя к соответствующей операции.

Ну, и напоследок небольшое наблюдение

В последнее время проектировщики и производители выключателей стараются вынести цепь РПО как можно дальше к электромагниту включения, минуя всю сложную цепочку вспомогательных контактов.

На Рис. 4 показаны две схемы на приводы однотипных выключателей ВВУ-СЭЩ-П с разницей в 3 года. Слева вы видите схему от 2010 года, а справа более современную. Обратите внимание на цепь РПО – это то, о чем я говорил. В первом случае вы контролируете почти всю цепь включения, а во втором только участок Q1-YAC.

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 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 , 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. . 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 (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 , 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 – , 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 и .
4. Исполнительная часть. Отвечает непосредственно за отключение или же включение коммутационных аппаратов.
5. Передающая часть. Может быть использована в дифференциально-фазной защите.