Защитные реле: охрана промышленных энергетических систем

В энергетической отрасли защитное реле контролирует электрические параметры — ток, напряжение, частоту или другие измерения мощности — либо от генератора, либо к нагрузке. При обнаружении аварийного режима оно автоматически сигнализирует автоматическому выключателю о размыкании.

Электромеханические реле как автоматические выключатели

Промышленные выключатели высокой мощности — по сути, электромеханические реле. В отличие от бытовых, использующих биметаллическую полосу для срабатывания при перегреве от перетока, эти крупные блоки требуют внешнего сигнала для размыкания.

Каждый выключатель содержит две электромагнитные катушки: одну для замыкания контактов, другую — для размыкания. Размыкающая — trip — катушка питается защитными реле, ручными выключателями или другими устройствами, подающими 125 В DC. Использование DC позволяет батарейному резерву управлять схемой управления выключателем при отключении AC питания.

Защитные реле, контролирующие большие AC токи

Защита больших токов достигается через токовые трансформаторы (ТТ), обрамляющие проводники, питающие выключатель, трансформатор или генератор.

ТТ уменьшают первичный ток до 0–5 А вторичного, питающего внутреннюю схему реле. Если контролируемый ток превышает уставку, реле замыкает свой контакт, питая trip-катушку выключателя 125 В DC.

Защитные реле, контролирующие высокие AC напряжения

Напряжённые реле защищают от пере Напряжения, понижая высокое AC напряжение через измерительные трансформаторы (НТ) до вторичного диапазона 0–120 В.

Напряжённый сигнал питает внутренний механизм реле; при обнаружении избыточного напряжения реле замыкает контакт, питая trip-катушку выключателя 125 В DC.

Общие характеристики защитных реле

Защитные реле бывают многих видов, некоторые под конкретные функции, не все контролируют напряжение или ток. Объединяет их выход замыкания контакта, способный питовать trip-катушку выключателя, катушку или панель аварийной сигнализации оператора.

Большинство функций защитных реле категоризированы в стандартный код номеров ANSI. Несколько примеров из этого списка:

Номера обозначений защитных реле ANSI

12 = Превышение скорости
24 = Перевозбуждение
25 = Синхрочек
27 = Недостаточное напряжение шины/линии
32 = Обратная мощность (противо-моторинг)
38 = Перегрев статора (RTD)
39 = Вибрация подшипника
40 = Потеря возбуждения
46 = Отрицательная последовательность тока (дисбаланс фазных токов)
47 = Отрицательная последовательность напряжения (дисбаланс фазных напряжений)
49 = Перегрев подшипника (RTD)
50 = Мгновенный переток
51 = Переток с задержкой времени
51V = Переток с задержкой — напряжение-сдерживаемый
55 = Коэффициент мощности
59 = Пере Напряжение шины
60FL = Отказ предохранителя НТ
67 = Направленный ток фаза/земля
79 = Автовозврат
81 = Пере/недостаточная частота шины

ОБЗОР:

• Крупные автоматические выключатели не имеют встроенных автоматических механизмов срабатывания и должны управляться внешними устройствами.
• Защитные реле предназначены для автоматического запуска катушек актуирования этих выключателей при заданных условиях.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

• Рабочий лист по схемам защитных реле