В электрической части энергосистем могут возникать повреждения и ненормальные режимы работы электрооборудования электростанций и подстанций линий электропередачи.
Ненормальные режимы чаще всего приводят к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. Для того, чтобы предотвратить опасные последствия ненормальных режимов, нужно вовремя принять меры к их устранению, а при необходимости отключить оборудование, находящееся в недопустимом для него режиме.
В связи с развитием электрических сетей потребовалось создание устройств для автоматического отключения аварийных режимов, а именно, самого вредного и опасного из них — короткого замыкания (КЗ). Такие устройства получили название релейная защита.
Изначально использовались защиты в виде плавких предохранителей, в связи с тем, что режим КЗ сопровождается резким возрастанием тока. Такие защиты срабатывают по достижении заранее установленного значения тока. Позже были изобретены электромеханические защиты, которые фиксировали параметры тока и напряжения сети и при выявлении ненормального режима отключали питание. Вплоть до появления интегральной микроэлектроники, когда были созданы первые защиты, использующие микроэлектронную элементную базу. [1, с. 15]
Микропроцессорные защиты (МПЗ) выполняют основную задачу: ликвидацию аварийных режимов; а также следуют тем же принципам селективности, быстродействия, чувствительности и надёжности, что и электромеханические защиты.
- Селективность РЗ — способность отключать только поврежденный участок сети.
- Быстрота действия — отключение КЗ должно производиться с возможно большей быстротой для ограничения размеров разрушения в месте повреждения.
- Чувствительность — РЗ должна обладать достаточной чувствительностью при возникновении КЗ в пределах зоны ее действия и должна отключать повреждения на первом (основном) участке и, кроме того, иметь достаточную чувствительность для действия при КЗ на втором (резервируемом) участке.
- Надежность — РЗ должна безотказно работать при повреждении в пределах установленной для нее зоны и не должна работать неправильно, когда работа ее не предусматривается. [2, с. 21]
Главная особенность МПЗ — многофункциональность. Благодаря микропроцессорам появилась возможность программирования защит, что позволило реализовать дополнительные функции. Преимущества защит на микропроцессорной базе. [3, с. 101]
– регистрация процессов аварийного состояния;
– опережение отключения синхронных потребителей при нарушениях устойчивости системы;
– способность к дальнему резервированию.
Также вследствие увеличения степени интеграции и совершенствования микропроцессоров уменьшились габариты оборудования.
Однако у микропроцессорных устройств релейной защиты есть и свои недостатки: высокая стоимость и низкая ремонтопригодность. Каждое устройство создаётся по уникальной технологии, так что, если при поломке в электромеханическом устройстве достаточно было заменить неисправную деталь, а при возникновении неисправности в МПЗ часто нужно полностью менять материнскую плату, которая стоит треть от цены за всё оборудование. Взаимозаменяемость элементов в микропроцессорных защитах отсутствует даже у многих однотипных конструкций одного производителя. [5]
На основании вышесказанного делаем вывод, что очень важно стандартизировать производство МПЗ, так как это значительно повысит ремонтопригодность устройств и облегчит их эксплуатацию. Также наличие множества функций не повышает надёжность защиты и случается так, что при возникновении неисправности в схеме блокируется работа релейной защиты, что не позволяет выполнять основную задачу защиты — отключение аварийных режимов. Во избежание этого мы предлагаем оставить функцию ликвидации аварийных режимов как основную, а другие функции «упаковать» в модули, которые можно добавлять к защите при необходимости и которые будут работать независимо друг от друга. В таком исполнении неисправности в отдельных частях схемы будут приводить лишь к отключению отдельных функций, не блокируя защиту. Следовательно, повысится надёжность МПЗ.
Микропроцессорные защиты являются прогрессивным направлением в современной электроэнергетике. Развитие этих защит важно и необходимо для дальнейшего совершенствования электрических сетей.
Литература:
- А. М. Федосеев, М. А. Федосеев «Релейная защита электроэнергетических систем»/ Учеб. для вузов — 2-е изд., перераб. и доп. — М.:Энергоатомиздат, 1992. — 528 с.: ил. (дата обращения: 15.07.2020);
- Н. В. Чернобровов, В. А. Семёнов «Релейная защита электрических систем»/ Н. В. Чернобровов, В. А. Семёнов — М.:Энергоатомиздат, 1998. — 800с.: ил. (дата обращения: 15.07.2020);
- А. Л. Червоный «Реле и элементы промышленной автоматики. Практическое пособие для инженеров»/ А. Л. Червоный. — М.:РадиоСофт. — 2012. — 208 с. (дата обращения: 04.08.2020);
- Микропроцессорное устройство релейной защиты. — Текст: электронный // Микропроцессорное устройство релейной защиты: [сайт]. — URL: https://yandex.ru/images/search?from=tabbar&text=Микропроцессорное %20устройство %20релейной %20защиты&pos=1&img_url=https %3A %2F %2Fwww.rza.by %2Fupload %2Fiblock %2F2de %2F %25D0 %259C %25D0 %25A0750.jpg&rpt=simage (дата обращения: 13.08.2020);
- Гуревич В. И. Микропроцессорные реле защиты / В. И. Гуревич. — Текст: электронный // Микропроцессорные реле защиты: в поисках оптимальности: [сайт]. — URL: https://www.m.eprussia.ru/epr/137/10674.htm (дата обращения: 13.08.2020).
