Общие сведения
В электрических сетях могут возникать повреждения, приводящие к нарушению их нормальной работы. Наиболее опасны короткие замыкания (к. з.), при которых резко увеличивается ток в поврежденном участке и значительно понижается напряжение электрической сети. Длительное прохождение тока короткого замыкания может привести к значительным разрушениям в месте его возникновения, а понижение напряжения — к нарушению нормальной работы потребителей электроэнергии. Для предотвращения этого служат устройства релейной
защиты и автоматики (РЗА), обеспечивающие быстрое отключение поврежденного участка электрической сети и восстановление электроснабжения связанных с ним потребителей электроэнергии. Основными элементами устройств РЗА служат реле.
Реле — это автоматически действующий аппарат, скачкообразно изменяющий состояние управляемой цепи при заданном значении воздействующей величины. Основными конструктивными частями реле являются воспринимающая и исполнительная. К воспринимающей подводится воздействующая величина, а исполнительная скачкообразно изменяет состояние управляющей цепи. В электрических реле воздействующими являются электрические величины: ток, напряжение, мощность, частота тока и др.
Различают измерительные и логические реле. Измерительные реле, предназначенные для срабатывания с определенной точностью при заранее установленном значении воздействующей величины, по ее виду разделяют на токовые, напряжения, мощности и т. д. Логические реле служат для размножения и усиления поступающих к ним сигналов (промежуточные), создания выдержки времени (реле времени) и регистрации действия устройств РЗА (указательные).
В зависимости от включения воспринимающей части в управляемую электрическую цепь непосредственно или через измерительные трансформаторы различают первичные и вторичные реле.
По характеру воздействия на выключатели управляемой электрической цепи реле бывают прямого и косвенного действия. Первые непосредственно действуют на механизм привода выключателя, а вторые — через промежуточный элемент (отключающий электромагнит, контактор цепи включения и др.).
Реле характеризуются параметрами срабатывания, возврата и выдержкой времени, соответственно определяющими пороговое значение воздействующей величины, при котором реле срабатывает, возвращается в исходное положение, и замедление при передаче воздействия. Пороговое значение воздействующей величины, при котором реле срабатывает, и заданную выдержку времени называют уставками. Отношение параметра возврата к параметру срабатывания называют коэффициентом возврата.
Устройства РЗА должны быть надежны, селективны, чувствительны и обладать быстродействием. Под надежностью понимают постоянную готовность устройства к действию и безотказность работы. Селективность (избирательность) — это способность устройства действовать при коротком замыкании на отключение только поврежденного участка. Так как одновременно удовлетворить требования к быстродействию и селективности удается не всегда, для обеспечения селективности приходится замедлять действие устройства РЗА. Чувствительность — способность устройства действовать при коротком замыкании от наименьшего изменения величины, на которое оно рассчитано, характеризуется коэффициентом чувствительности. Для защиты, реагирующей на ток, коэффициент чувствительности равен отношению наименьшего тока короткого замыкания к току срабатывания защиты.