Электромагнитное реле. Принцип действия, ток срабатывания, регулирование тока срабатывания.

Релейная защита.

Вопросы к экзамену.

1. Назначение устройств релейной защиты. Требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты.

2. Электромагнитное реле. Принцип действия, ток срабатывания, регулирование тока срабатывания.

3. Максимальная токовая защита (МТЗ). Принцип действия, структурная схема. Выбор выдержек времени. Область применения, достоинства и недостатки.

4. Схема электроснабжения с использованием МТЗ.

5. Трансформаторы тока и напряжения в схеме релейной защиты.

6. Реле направления мощности.

7. Токовая отсечка.

8. Погрешности трансформаторов тока, пути их снижения.

9. Схема релейной защиты АД (Uном. АД=380 В.).

10. Газовая защита трансформаторов (принцип действия, на какие повреждения реагирует, достоинства и недостатки).

11. Виды повреждений в электроустановках.

12. Структурные части и основные элементы релейной защиты.

13. Индукционное реле.

14. Продольная дифференциальная защита линий.

15. Магнитоэлектрическое реле.

16. Схема продольной дифференциальной релейной защиты с установкой реле на обоих концах защищаемой ЛЭП.

17. Дистанционная защита (назначение, принцип действия).

18. Схема подключения цепей тока и напряжения реле сопротивления.

19. Токи небаланса.

20. Поляризованное реле.

21. Схема однорелейной токовой отсечки электродвигателя.

22. Схема дифференциальной защиты при КЗ на защищаемой ЛЭП.

23. Схема дифференциальной защиты при внешнем КЗ ЛЭП.

24. КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью.

25. КЗ в сетях с изолированной нейтралью.

26. Дифференциальное реле тока.

27. Структурная схема релейной защиты.

28. Виды устройств релейной защиты.

29. Реле сопротивления.

30. Источники оперативного тока.

Назначение устройств релейной защиты. Требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты.

Релейная защита – это часть электрической автоматики, предназначенная для выявления и автоматического отключения поврежденного электрооборудования.

Некоторые устройства релейной защиты предназначены для выявления не повреждении, а ненормальных режимов работы электрооборудования, (перегрузка трансформатора, замыкание на землю одной фазы в сети с изолированной нейтралью, выделение газов в результате разложение и т.д)

Виды технологической электроавтоматики:

1. автоматическое повторное включение (АПВ)

2. автоматическое включение резервного питания (АВР - автоматический ввод резерва)

3. автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных двигателей (АРВ)

4. автоматическая регулировка батарей статических конденсаторов

5. автоматика охлаждения силовых трансформаторов

6. определения места повреждения линий электропередачи (ОМП)

Основные требования к релейной защите.

1. Быстродействие:

Быстродействие — это свойство релейной защиты, характеризующее скорость выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов. Показателем быстродействия является время срабатывания защиты — это интервал времени от момента возникновения повреждения до момента отделения от сети повреждённого элемента.

Современные устройства быстродействующей РЗ имеют время действия 0,02-0,1 сек.

Распредустройства 0,05-0,1 ,

2. Селективность:

Селективностью – называется способность РЗ выявлять место повреждения и отключать его только ближайшему к нему выключателю.

По способу обеспечения селективности все защиты разделяются на два вида:

а) защиты с абсолютной селективностью

б) и защиты с относительной селективностью

Защиты с абсолютной селективностью по принципу своего действия работают только при повреждении защищаемого элемента.

Защиты с относительной селективностью по принципу свого действия могут срабатывать при повреждениях, как защищаемого элемента, так и соседних элементов.

Защиты с относительной селективностью, как правило, выполняются с выдержкой времени, что является их недостатком.

Защиты с абсолютной селективностью выполняются без выдержки времени, что является их достоинством.

РЗ должна отключать поврежденную ЛЭП выключателем, ближайшим к месту повреждения. При таком действии РЗ электроснабжение всех потребителей, кроме питавшихся от поврежденной ЛЭП, сохраняется.

3. Надежность. Требование надежности состоит в том, что РЗ должна безотказно работать при повреждении в пределах установленной для нее зоны и не должна работать неправиль­но, когда работа ее не предусматривается. Отказ в работе или неправильное действие РЗ приводят к дополнительному на­рушению электропитания потребителей, а иногда к авариям системного значения. Например, при КЗ в точке К1 (рис. 1.13) и отказе Р31 сработает РЗЗ, в результате чего дополнительно отключатся подстанции II и III, а при неправильной работе Р34 в нормальном режиме отключится ЛЭП W4, и потребители подстанций I-IV потеряют питание.

Надежность устройств РЗ обеспечивается простотой их схем, уменьшением в них количества элементов, реле, контактных соединений, простотой и надежностью применяемых конструк­ций и схем, реле, полупроводниковых элементов, качеством изготовления вспомогательной аппаратуры и монтажных ма­териалов, качеством самого монтажа и контактных соедине­ний, а также периодической проверкой исправности РЗ в про­цессе эксплуатации. Важное значение для надежности РЗ имеет автоматический и тестовый контроль за ее исправностью. Общие принципы выполнения РЗ элементов энергосистемы регламентируются ПУЭ, Руководящими указаниями по релейной защите.

4. Чувствительность - это свойство, характеризующее способность релейной защиты выявлять повреждения в конце установленной для неё зоны действия в минимальном режиме работы энергосистемы. Другими словами — это способность чувствовать те виды повреждений и ненормальных режимов, на которые она рассчитана, в любых состояниях работы защищаемой электрической системы. Показателем чувствительности выступает коэффициент чувствительности, который для максимальных защит (реагирующих на возрастание контролируемой величины) определяется как отношение минимально возможного значения сигнала, соответствующего отслеживаемому повреждению, к установленному на защите параметру срабатывания (уставке).

Требования к РЗ от ненормальных режимов.Эти РЗ также должны обладать селективностью, чувствительностью и надеж­ностью. Быстроты действия от них, как правило, не требуется. Отключение оборудования при ненормальном режиме должно производиться только тогда, когда создается опасность его повреждения. Если устранение ненормальных режимов может произвести дежурный персонал с соблюдением t_non, РЗ от не­нормальных режимов может выполняться с действием только на сигнал.

Принцип действия

Предохранитель с плавкой вставкой

Устройства данной защиты контролируют величину силы тока на защищаемом участке. В случае увеличения силы тока выше определённого значения защита срабатывает на отключение этого участка. Значение величины силы тока, при котором срабатывает защита, называется уставка. Уставку обычно выбирают таким образом, чтобы цепь обесточилась быстрее, чем в ней произойдут серьёзные разрушения. Реализуют токовую отсечку разными способами. Чаще всего для отключения применяют электромагнитные реле тока, в которых под воздействием электромагнитной силы замыкаются контакты, выдавая сигнал на отключение выключателя защищаемого элемента. По тому же принципу действуют различные автоматические выключатели. Температура, повышающаяся за счет электрического тока, является воздействующей величиной для других защитных электрических аппаратов: предохранителей. При достижении определённого значения температуры плавкая вставка в предохранителе разрушается, обрывая электрическую цепь.

Особенности

Величина электрического тока, протекающего через цепь во время короткого замыкания, зависит от того, в каком месте это замыкание произошло. Чем это место ближе к источнику тока, тем больше величина силы тока. Это свойство позволяет обеспечивать данной защитой требование селективности. Для того, чтобы защита срабатывала непосредственно на том участке, на котором она установлена, её уставку принимают большей, чем значение силы тока короткого замыкания вне защищаемого участка. В этом случае защита не сработает, если короткое замыкание произойдёт вне защищаемого участка. Благодаря этому, токовую отсечку называют защитой с абсолютной селективностью.

В отдельных случаях токовая отсечка может быть выполнена неселективной. В этом случае она защищает не отдельный участок линии, а всю линию целиком. Выполнение такой защиты оправдано тем, что сразу после её действия начинает работать устройство АПВ. Если АПВ оказывается неуспешным, то срабатывает дифференциальная защита шин.

Автомати́ческое повто́рное включе́ние (АПВ) — одно из средств релейной защиты, повторно включает отключившийся выключатель через определённое время, бывает однократного, двукратного и трехкратного действия ( в некоторых современных схемах возможно до восьми циклов АПВ).

Достоинства токовой отсечки:

1. Дешевизна

2. Мгновение отключение тока короткого замыкания (без выдержки времени)

3. Возможность обеспечения ближнего резервирования защит.

Недостатки токовой отсечки:

1. Невозможно обеспечить защиту с относительной селективностью

2. Большое количество аппаратов релейной защиты по сравнению с МТЗ

Токовая отсечка применяется без выдержки времени, поэтому ее использование не подразумевает относительную селективность релейной защиты. (Автомат низковольтный, токовое реле без выдержки времени).

Структурная схема МТЗ

МТЗ обязательно устанавливается на всех трансформаторах не зависимо от установки других защит, так как она защищает не только трансформатор но и шины низкого напряжения, а так же может резервировать защиты и выключатели на отходящих элементах низкого напряжения, то есть осуществлять дальнее резервирование.

Реле направления мощности.

Токовая отсечка.

Отсечка является разновидностью МТЗ, позволяющей обес­печить быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и от­сечки с выдержкой времени.

То́ковая отсе́чка — вид релейной защиты, действие которой связано с повышением значения силы тока на защищаемом участке электрической сети.

Принцип действия

Предохранитель с плавкой вставкой

Устройства данной защиты контролируют величину силы тока на защищаемом участке. В случае увеличения силы тока выше определённого значения защита срабатывает на отключение этого участка. Значение величины силы тока, при котором срабатывает защита, называется уставка. Уставку обычно выбирают таким образом, чтобы цепь обесточилась быстрее, чем в ней произойдут серьёзные разрушения. Реализуют токовую отсечку разными способами. Чаще всего для отключения применяют электромагнитные реле тока, в которых под воздействием электромагнитной силы замыкаются контакты, выдавая сигнал на отключение выключателя защищаемого элемента. По тому же принципу действуют различные автоматические выключатели. Температура, повышающаяся за счет электрического тока, является воздействующей величиной для других защитных электрических аппаратов: предохранителей. При достижении определённого значения температуры плавкая вставка в предохранителе разрушается, обрывая электрическую цепь.

Особенности

Величина электрического тока, протекающего через цепь во время короткого замыкания, зависит от того, в каком месте это замыкание произошло. Чем это место ближе к источнику тока, тем больше величина силы тока. Это свойство позволяет обеспечивать данной защитой требование селективности. Для того, чтобы защита срабатывала непосредственно на том участке, на котором она установлена, её уставку принимают большей, чем значение силы тока короткого замыкания вне защищаемого участка. В этом случае защита не сработает, если короткое замыкание произойдёт вне защищаемого участка. Благодаря этому, токовую отсечку называют защитой с абсолютной селективностью.

В отдельных случаях токовая отсечка может быть выполнена неселективной. В этом случае она защищает не отдельный участок линии, а всю линию целиком. Выполнение такой защиты оправдано тем, что сразу после её действия начинает работать устройство АПВ. Если АПВ оказывается неуспешным, то срабатывает дифференциальная защита шин.

Автомати́ческое повто́рное включе́ние (АПВ) — одно из средств релейной защиты, повторно включает отключившийся выключатель через определённое время, бывает однократного, двукратного и трехкратного действия ( в некоторых современных схемах возможно до восьми циклов АПВ).

Достоинства токовой отсечки:

4. Дешевизна

5. Мгновение отключение тока короткого замыкания (без выдержки времени)

6. Возможность обеспечения ближнего резервирования защит.

Недостатки токовой отсечки:

3. Невозможно обеспечить защиту с относительной селективностью

4. Большое количество аппаратов релейной защиты по сравнению с МТЗ

Токовая отсечка применяется без выдержки времени, поэтому ее использование не подразумевает относительную селективность релейной защиты. (Автомат низковольтный, токовое реле без выдержки времени).

Индукционное реле.

Индукционные реле основаны на взаимодействии между индуцированным в каком-то проводнике током и переменным магнитным потоком. Поэтому они применяются только на переменном токе как реле защиты энергосистем.

Существующие типы индукционных реле можно разделить на три группы: реле с рамкой, реле с диском, реле со стаканом.

В индукционных реле с рамкой (рис. 1, а) один из потоков (Ф2) индуцирует ток в короткозамкнутой обмотке, помещенной в виде рамки в поле второго потока (Ф1), сдвинутого по фазе. Реле имеют высокую чувствительность и наибольшее быстродействие по сравнению с другими индукционными реле. Недостатком их является малый вращающий момент.

Индукционные реле с диском широко распространены. Схема простейшего реле такого типа (с короткозамкнутым витком К и диском) приведена на рис. 1, б. Реле имеют сравнительно простую конструкцию и достаточно большой вращающий подвижной части.

Индукционные реле со стаканом (рис. 1, в) имеют подвижную часть в виде

стакана, вращающегося в

магнитном поле двух потоков

четырехполюсной магнитной

системы. Потоки Ф1 и Ф2

расположены в пространстве

под углом 90°, а по времени

сдвинуты на угол у.

Внутри стакана 5 проходит

стальной цилиндр 1 для

уменьшения магнитного

сопротивления. Реле со

стаканом сложнее реле с

диском, но позволяет

получить время срабатывания до 0,02 с. Это существенное достоинство

обеспечило им широкое применение.

Рис. 1. Схема устройства индукционных реле: а - с рамкой, б - с диском, в - со стаканом: 1 - стальной цилиндр, 2 - спиральная противодействующая пружина, 3 - подшипники, 4 - вспомогательные контакты, 5 - алюминиевый стакан, 6 - ось, 7, 9 - группы катушек, 8 - ярмо, 10 - 13 - полюсы

ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ

Принципы действия и выполнения индукционных систем.

Работа индукционных реле основана на взаимодействии переменных магнитных потоков с токами, индуктированными ими в подвижной системе реле. Основными элементами реле являются два электромагнита 1 и 2 и подвижная система 3, расположенная в магнитном поле электромагнитов (рис. 2.26). Подвижная система выполняется из немагнитного электропро­водящего материала в виде медного или алюминиевого дис­ка, либо полого цилиндра (барабанчика), закрепленного на вращающейся оси 4. С осью 4 жестко связан подвижный кон­такт реле 5, замыкающий при повороте неподвижные контак­ты 6. Движению диска в сторону замыкания контактов проти­водействует спиральная пружина 7.

Обмотки электромагнитов 1 и 2 питаются переменными (си­нусоидальными) токами I₁ и I₂, которые создают переменные магнитные потоки Ф₁ и Ф₂. Положительное направление то­ков и соответствующее им положительное направление пото­ков, определяемое по правилу буравчика, показаны на рис. 2.26.

Анализируя выражение , можно сделать следующие выводы:

1) результирующий момент пропорционален действующим (или амплитудным) значениям магнитных потоков и зависит
от сдвига фаз φ между токами, подведенными к реле. Это означает, что индукционные реле могут служить для сравнения фаз входных токов. Реле имеет максимальный момент при φ = 90° и не действует при φ = 0;

2) знак момента зависит от sinφ. Результирующая сила F_Э направлена от оси опережающего к оси отстающего магнитного потока;

3) конструкция реле должна обеспечить создание не менее двух переменных магнитных потоков (Ф₁ и Ф₂), пронизывающих
подвижную систему в разных точках и сдвинутых по фазе на угол φ ≠0;

4) поскольку действующие значения магнитных потоков Ф₁ и Ф₂ являются постоянными величинами, то мгновенное
значение моментов индукционных реле в отличие от электромагнитных не изменяется во времени. Поэтому у индукционных реле отсутствует вибрация контактов, если токи и напря­жения, создающие соответствующие потоки, синусоидальны;

на индукционном принципе могут выполняться только реле переменного тока: реле тока, направления мощности,
сопротивления и др.

Область применения

Данная защита устанавливается только как дополнительная, что связано с серьёзным её недостатком: в случае выведения из эксплуатации одной из линий, защита перестаёт быть селективной, поэтому её приходится отключать. Однако, этот вид защиты довольно прост в исполнении, а также позволяет производить селективное отключение в тех сетях, где нет возможности установить токовую отсечку. Поперечную защиту применяют для защиты кабельных линий, генераторов

Принцип действия продольных дифференциальных РЗ основан на сравнении значения и фазы токов в начале и конце защищаемой ЛЭП.

при КЗ на защищаемой ЛЭП (рис. 10.1,6) они направлены в разные стороны и, как правило, не равны друг другу. Следовательно, сопоставляя значение и фазу токов I1 и I2, можно определять, где возникло КЗ - на защищаемой ЛЭП или за ее пределами. Такое сравнение то­ков по значению и фазе осуществляется в реагирующем орга­не (реле тока). Для этой цели вторичные обмотки ТТ TA1 и ТА2, установленных по концам защищаемой ЛЭП и имеющих одинаковые коэффициенты трансформации, при помощи соединительного кабеля подключаются к дифференциально­му реле КА (реагирующему органу)

В нашей стране применяется схема дифференциальной РЗ с циркулирующими токами основанная на сравнении вторичных токов (рис. 10.1). Реаги­рующий орган - токовое реле КА включается параллельно вторичным обмоткам ТТ.

Дифференциальная защита реагирует на полный ток I_КЗ в месте повреждения, поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большей чувствительностью, чем токовые защиты.

1. Магнитоэлектрическое реле.

МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ

Магнитоэлектрическое реле (рис. 2.37) состоит из постоян­ного магнита 1, подвижной рамки 2, на которую намотана об­мотка 3, питающаяся током I_р, и контактов 4. Принцип рабо­ты магнитоэлектрических реле основан на взаимодействии тока 1_р в обмотке рамки с магнитным потоком постоянного магнита.

Таким образом, магнитоэлектрические реле реагируют на направление тока и поэтому, так же как и поляризованные реле, не могут работать на переменном токе. Магнитоэлектри­ческие реле имеют высокую чувствительность и малое потреб­ление. Мощность срабатывания достигает Вт и пре­восходит чувствительность поляризованных реле, что объяс­няется наличием сильного поля постоянного магнита 1и ма­лым противодействующим моментом подвижной системы.

Магнитоэлектрические реле имеют контактную систему с малой отключающей способностью. Зазор между контактами мал - около 0,3 - 0,5 мм. Магнитоэлектрические реле отличаются плохим возвратом. Надежный возврат этих реле обеспечи­вается подачей в обмотку реле тормозного тока, действующе­го на размыкание контактов. Время действия реле равно 0,01 - 0,02 с. Магнитоэлектрические реле применялись в ка­честве высокочувствительных нуль-индикаторов в схемах на выпрямленном токе и еще находятся в эксплуатации. В настоящее время вместо них применяют электронные реле.

Магнитоэлектрическое высокочувствительное реле предназначено для коммутирования электрических цепей в системах автоматики, сигнализации, дифференциальных схемах, в качестве нуль-органа мостовых схем.
Реле может работать от различных датчиков (фотоэлементов, термопар, пьезо, индуктивных и д.р. датчиков). Оно может включать своими контактами различные исполнительные устройства непосредственно, либо через промежуточное устройство.

Дистанционная защита

Применяется в сетях сложной конфигурации с несколькими источниками питания, так как простые и направленные МТЗ не могут обеспечить селективного отключения КЗ.

Дистанционная защита применяется с выдержкой времени.

Основным элементов дистанционной защиты является – дистанционный измерительный орган, определяющий удаленность КЗ от места установки релейной защиты.

Основным элементом МТЗ является дистанционный измерительный орган (ДО), определяющий удаленность КЗ от места установки РЗ. В качестве ДО используются реле сопротивления (PC), реагирующие на полное, реактивное или активное сопротивление поврежденного участка ЛЭП.

Дистанционным измерительным органом является - реле сопротивления, которые реагируют на активное, реактивное и полное сопротивление поврежденного участка линии ЛЭП.

Рис.11.1

Кольцевая сеть с двумя источниками питания:

Δ - максимально токовая направленная защита

О - дистанционная защита

□ - автоматические выключатели, высоковольтные

W1,W2,W3, - линии ЛЭП

При коротком замыкании на линии W2 направленная токовая защита МТЗ №3 должна подействовать быстрее, чем МТЗ №1 по условию селективности, а при КЗ на линии W1, МТЗ №1 будет действовать быстрее, чем МТЗ №3.

Но МТЗ и направленная токовая защита (НТЗ) часто не удовлетворяют требованиям быстродействия и чувствительности, поэтому применяется дистанционная защита.

Выдержка времени дистанционной защиты зависит от расстояния между местом установкой релейной защиты и местом короткого замыкания и нарастает с увеличением этого расстояния.

Рис 11.2

Зависимость выдержки времени дистанционной защиты от расстояния до места КЗ.

В зависимости от вида сопротивления, на которые реагирует дистанционный орган, дистанционные защиты делятся: на релейные защиты полного, реактивного и активного сопротивления.

Наибольшее сопротивление, на которое реле срабатывает, называется – сопротивление срабатывания реле.

Токи небаланса.

Токи небаланса в дифференциальной защите.

Токи не баланса возникают из-за различии токов намагничивания трансформаторов тока. Токи намагничивания зависят от разности погрешностей трансформаторов токов.

Для уменьшения тока небаланса необходимо выравнивать токи намагничивания по значению и фазе.

Ток небаланса возрастает с увеличением магнитной индукции, которая в свою очередь повышается при увеличении первичного тока короткого замыкания и вторичной нагрузки, поэтому стремятся, что бы при максимальном токе внешнего КЗ магнитопровода трансформатора тока не перенасыщались, для этого принимаются меры для ограничения значения ЭДС от которой зависит значение магнитной индукции.

Для уменьшения напряжения вторичной обмотки (ЭДС) один из концов вторичной обмотки заземляют, это приводит к уменьшению значения насыщения магнитопровода и как следствие уменьшения токов намагничивания и в последствии токов небаланса.

(Можно рассказать на примере дифференциальной защиты. Два реле на разных концах ЛЭП и надо сказать, что эти реле соединены соединительным проводами, поэтому идёт дополнительное сопротивление этих проводов и т.к. реле тока на разных концах ЛЭП очень чувствительные к изменению токов, то эти токи небаланса могут создавать разные ложные срабатывания и надо сказать как эти токи надо уменьшить.)

20. Поляризованное реле.

Поляризованное реле - это разновидность электромагнитного реле отличающаяся от нейтрального наличием постоянного магнита, в нем два магнитных потока: рабочий- создаваемый обмотками по которым протекает ток и поляризующий - создаваемый постоянным магнитом.

Поляризованные реле выполняются в двух вариантах: с дифференциальной магнитной системой и с мостовой.

Поляризованное реле состоит: из стального сердечника с двумя намагничивающими катушками, подвижным стального якоря имеющим контакты слева и справа, двух подвижных контактов и постоянного магнита.

Якорь этого реле может занимать три положения: если тока в этих обмотках нет- якорь находится в нейтральном (среднем) положении, при прохождении постоянного тока данного направления N магнитный поток электромагнита в одной части сердечника будет складываться с магнитным током постоянного магнита, а другой вычитаться из него. Поэтому якорь притягивается в ту или другую сторону и замыкает соответствующие контакты. При изменении направления тока I_р поток Ф_а также меняет свое направление, вследствие чего в зазоре _ᵟа возникает раз­ность магнитных потоков, а в зазоре _ᵟб их сумма. Тогда при Ip≥Icp поток Ф_б > Ф_а, F₆ > F_a и якорь отклоняется вправо. Таким образом, благодаря наличию поляризующего потока реле реагирует не только на значение тока, но и на его направ­ление.

При изменении направления тока магнитные потоки будут складываться в другой части сердечника. Поляризованные реле непригодны для работы на перемен­ном токе.

Достоинства:

Поляризованные реле обладают высокой чувствительностью, большим коэффициентом усиления и малым временем срабатывания, достигающим при минимальном токе срабатывания и зазоре между контактами 0,5 мм 0,005 Вт; высокой кратностью тока термической стойкости (20-50)I_cpmin, у обычных электромаг­нитных реле термическая кратность не превышает l,5 I_cpmin; быстротой действия 0,005 с.

Недостатками

малая мощ­ность контактов, небольшой зазор между ними 0,1-0,5 мм; невысокий коэффициент возврата. поэтому их применяют в схемах маломощной автоматики в тех случаях когда требуется большая чувствительность или быстродействие.

Дифференциальное реле тока.

Дифференциальное реле.

Устройство защитного отключения. УЗО. дифференциальное реле,

диффавтомат - все это одно и тоже конструктивное устройство.

Дифференциальное реле или УЗОпредназначено для обеспечения

защиты человека от поражения электрическим током при прямом

прикосновении к одной из токоведущих частей (оголенный провод,

корпус электрического аппарата попавшего под напряжения и т.д.)- и

способно защитить от возгораний и пожаров, возникающих на

объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования. УЗО устройствозащитного отключения (диффреле) определяет возникший в проводке дисбаланс тока вследствие возникновения тока утечки и отключает в течении 10-20 мсек (механическая инерция аппарата) подачу электропитания.

Устройство защитного отключения (УЗО) отслеживает утечку тока из цепи (тело

человека выступает в роли проводника) и обеспечивает автоматическое отключение

электропитания аварийного участка электроснабжения за время, не превышающее 20мсек

(+40...-60%) с момента возникновения утечки.

Второй вариант (дифференциального реле):

Схема УЗО и принцип работы

Принцип работы УЗО основан на измерении баланса токов между входящими в него токоведущими проводниками с помощью дифференциального трансформатора тока. Если баланс токов нарушен, то УЗО немедленно размыкает все входящие в него контактные группы, отключая таким образом неисправную нагрузку.

УЗО измеряет алгебраическую сумму токов^{[источник не указан 1180 дней]}, протекающих по контролируемым проводникам (двум для однофазного УЗО, четырём для трехфазного и т. д.): в нормальном состоянии ток, «втекающий» по одним проводникам, должен быть равен току, «вытекащему» по другим, то есть сумма токов, проходящих через УЗО равна нулю (точнее, сумма не должна превышать допустимое значение). Если же сумма превышает допустимое значение, то это означает, что часть тока проходит помимо УЗО, то есть контролируемая электрическая цепь неисправна — в ней имеет место утечка.

Условия срабатывания УЗО:

· Прямое прикосновение человека к частям находящимся под напряжением и его контакте с «землей».

· Повреждение основной изоляции и контакте токоведущих частей с заземленным корпусом.

· Замена нулевого и заземляющего проводников.

· Замена фазного и нулевого проводников и прикосновении человека к частям оказавшимся под напряжением и одновременном его контакте с «землей».

· Обрыв нулевого проводника до (и после УЗО) и прикосновении человека к токоведущим или оказавшимся под напряжением частям и одновременном его контакте с «землей».

Реле сопротивления.

Реле сопротивления реагируют на величину отношения напряжения и тока - (КРС, ДЗ-10)

Основным органом дистанционной защиты является реле сопротивления, которое измеряет сопротивление линии до места КЗ. Реле определяет на каком участке произошло замыкание и отключает его с заданной выдержкой времени.

В России наиболее часто используется реле полного сопротивления, реагирующее на полное сопротивление линии.

К ре­ле сопротивления подводят­ся напряжение U_p и ток I_р. Расчетное комплексное сопротивление

Z_p = U_p/I_p, называется ха­рактеристической величиной. Наиболее часто применяют минимальное ре­ле сопротивления, срабатывающее при снижении значения Z_p до заданного сопротивления срабатывания Z_ср.

Еще что то по реле

Реле сопротивления типов КРС-131, 132, 121 представляют собой комплект­ные устройства, состоящие каждое из индукционного реле с цилиндрическим ротором, трансформаторов и других вспомогательных элементов, смонтиро­ванных в общем корпусе.
Направленное реле сопротивления ти­па КРС-131 применяется в качестве ди­станционного органа различных схем релейной защиты и реагирует на откло­нение от установленной величины пол­ного сопротивления на зажимах реле при трехфазных к. з., а также при к. з. двух фаз (с землей или без земли), на которые включено реле.
Реле сопротивления типа КРС-131 позволяет выполнять двухступенчатую ди­станционную защиту. Реле обладает направленностью, т. е. совмещает в себе и орган направления мощности.

Переменный оперативный ток.

Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение первичной цепи. В качестве источника переменного оперативного тока служат:

трансформаторы тока,

трансформатор напряжения,

и трансформаторы собственных нужд.

Трансформаторы тока являются надежным источником питания оперативных цепей релейной защиты, вторичный ток трансформатора тока при коротком замыкании резко возрастает, соответственно возрастает вторичные напряжения и мощность трансформатора тока, что обеспечивает надежное питание оперативных цепей при коротком замыкании. Однако чаще всего при повреждениях и ненормальных режимах работы не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении, ток и мощность трансформатора тока оказываются не достаточными для действия логических элементов релейной защиты и выключателей тока. Поэтому трансформатора тока нельзя использовать для дистанционного управления выключателями в нормальном режиме, а так же при отсутствии напряжения (тока) на защищаемом объекте.

Трансформаторы напряженияитрансформаторы собственных нужд, подключенные к сети, питающий защищаемый объект не пригодны для питания оперативных цепей релейной защиты от короткого замыкания, так как при КЗ напряжение в этой цепи резко снижается.

При повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся понижением, повреждениями сети, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд могут использоваться для питания релейной защиты при перегрузках и при замыкании на землю.

Достоинства:

меньшая стоимость, менее сложное обслуживание, они не нуждаются в специальном помещении.

Недостатки:

ограниченная мощность, как правило, не достаточная для отключения выключателей в сетях напряжения выше 35 кВ, с применяемыми в отечественной практике электромагнитными и пневматическими приводами.

Источники переменного тока, как правило, применяются для питания токовых релейных защит в сетях напряжения 6-35 кВ и отчасти 110 кВ.

(учебник - Чернобров РЗ Эн.систем)

Назначение и основные требования. Источники оператив­ного тока осуществляют питание цепей дистанционного управления выключателями, устройств РЗ, автоматики и дру­гих средств управления.

Питание оперативных цепей управления, цепей РЗ и дру­гих устройств, от которых зависит отключение поврежденных элементов энергосистемы и ликвидация ненормальных режи­мов, должно отличаться особой надежностью. Поэтому глав­ное требование, которому должен отвечать источник опе­ративного тока, состоит в том, чтобы во время любых повреж­дений и ненормальных режимов напряжение источника опе­ративного тока и его мощность всегда имели достаточное зна­чение как для безотказного действия устройств РЗ, автома­тики, телемеханики и сигнализации, так и для надежного отключения и включения соответствующих выключателей.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.

Постоянный оперативный ток. В качестве источника по­стоянного тока служат аккумуляторные батареи с номиналь­ным напряжением 220-110 В; на небольших подстанциях иног­да применяются батареи 48 В. От аккумуляторных батарей осуществляется централизованное питание всех устройств РЗ, автоматики, цепей управления и сигнализации.

1.Аккумуляторная батарея GB подключается к сбо