1. Техническое обслуживание и ремонт устройств релейной защиты и автоматики
Введение Электрические машины и аппараты, воздушные и кабельные линии электропередачи и другие элементы энергосистемы могут повреждаться в процессе эксплуатации. Наиболее опасным видом повреждения являются короткие замыкания, возникающие вследствие разрушения изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала и других причин. Токи коротких замыканий, значительно превышающие номинальные, оказывают двоякое воздействие: с одной стороны, даже кратковременное протекание больших токов вызывает повышенный нагрев электрооборудования, с другой стороны, во время протекания больших токов между токоведущими частями возникают электродинамические силы взаимодействия, которые могут разрушить или повредить электрооборудование. Однако этим не ограничивается вредное воздействие короткого замыкания на энергосистему. Чрезвычайно опасно также понижение напряжения в сети, связанной с поврежденным участком, происходящее при коротких замыканиях. Глубокое понижение напряжения вызывает торможение электродвигателей и нарушение параллельной работы генераторов.
Для предотвращения нарушения нормальной работы энергосистемы и уменьшения размеров повреждения короткие замыкания должны быть выявлены и отключены как можно быстрее, за время, исчисляемое сотыми и десятыми долями секунды. Понятно, что такое быстродействие может быть обеспечено лишь с помощью специальных автоматических устройств, определяющих место и характер повреждения. Эти устройства получили название релейной защиты. Таким образом, основное назначение релейной защиты состоит в том, чтобы быстро выявить и автоматически отделить поврежденный участок, благодаря чему сокращаются размеры разрушения поврежденного элемента и обеспечивается нормальная работа неповрежденной части электроустановки или энергосистемы.
1.1. Назначение и требования к релейной защите При повреждении изоляции электроаппаратов, кабельных или воздушных линий может возникнуть короткое замыкание (к. з.), сопровождающееся большим током. Ток короткого замыкания во много раз превышает длительно допустимый и поэтому, вызывая сильный нагрев, может привести к повреждению оборудования. Для уменьшения вредного действия тока короткого замыкания необходимо быстро отключить поврежденный участок оборудования релейной защитой, т. е. специальными устройствами, отключающими выключатель. Релейная защита должна отвечать определенным требованиям: быть селективной, быстродействующей, чувствительной и надежной. Селективностью, или избирательностью, называется способность защиты отключать только поврежденный участок сети. Ступень селективности в электрических сетях напряжением 6—10 кВ обычно выбирается в пределах 0,3—0,7 с. Быстродействие — одно из основных требований, предъявляемых к защите. Чем быстрее произойдет отключение, тем меньше время протекания тока короткого замыкания через оборудование и тем меньше разрушительное действие он производит. Чувствительность релейной защиты должна обеспечивать ее действие при минимальных токах короткого замыкания, т. е. при к. з. в конце защищаемого участка или при к. з. через какое-то переходное сопротивление. Надежность защиты обеспечивается прежде всего простотой схемы, уменьшением числа реле и контактов, качеством аппаратуры и монтажных работ и должной культурой эксплуатации.
1.2. Устройство и принцип действия реле Основным назначением устройства релейной защиты является быстрое автоматическое отключение поврежденного элемента энергосистемы при коротких замыканиях для сохранения в работе неповрежденных элементов энергосистемы и устойчивости параллельной работы ее частей. Реле — это автоматический прибор, который воспринимает изменение режима работы электроустановки, реагирует на определенные величины и приводит в действие свой исполнительный механизм, т.е. срабатывает, подавая сигнал на включение или отключение участка сети. Реле могут быть классифицированы: - по принципу действия (электромагнитные, индукционные - и др.); - по роду величины, вызывающей срабатывание (тока, напряжения, мощности, сопротивления и т. д.); - по способу включения воспринимающего органа (первичные, включаемые непосредственно в цепь защищаемого элемента, вторичные, присоединяемые к защищаемому элементу через измерительные трансформаторы); - по способу воздействия исполнительного органа на выключатель (прямого или косвенного действия); - по роду контакта (с замыкающим, размыкающим или другим контактом). Электромагнитный принцип основан на том, что при пропускании тока по катушке О (рис. 1, а), навитой из изолированного проводника, возникает магнитный поток, пронизывающий катушку. Такая катушка обладает всеми свойствами магнита и в зависимости от направления тока, протекающего по этому электромагниту,
у него образуются северный и южный полюса. Стальной стержень якоря Я с укрепленным на нем подвижным контактом ПК будет втягиваться внутрь электромагнита, а расположенные на другом конце стержня контакты НК1 и НК2 будут соответственно замыкаться и размыкаться. Такое реле называется электромагнитным с втягиваемым якорем. Два других электромагнитных реле (рис. 1, б и в) состоят из стального сердечника С, обмотки О, стального якоря Я, противодействующей пружины Я, подвижного контакта ПК и неподвижных контактов НК. В реле с притягиваемым якорем клапанного типа при возникновении магнитного потока вследствие прохождения тока по обмотке О якорь притягивается к сердечнику, в результате чего замыкаются контакты НК. В реле с поворотным якорем якорь, представляющий собой стальную пластину с отогнутыми краями, под действием магнитного потока поворачивается (притягивается своими концами) по часовой стрелке, преодолевая действие спиральной пружины, в результате чего замыкаются контакты ПК (реле РТ-40). Электромагнитные реле могут работать на постоянном и переменном токе, так как при изменении полярности обмотки электромагнита изменяется и полярность якоря.
Индукционный принцип основан на взаимодействии переменных магнитных потоков и токов, индуктируемых данными потоками в подвижной части системы. Поэтому индукционные реле могут работать только в цепях переменного тока. Для получения вращающегося магнитного потока необходимо наличие минимум двух магнитных полей, сдвинутых относительно друг друга как в пространстве, так и по фазе. На рис. 2 приведена схема устройства индукционного реле мощности. На оси 1, закрепленной в нижнем 13 и верхнем 2 подпятниках, установлены алюминиевый ротор (барабанчик) 7, упор 6, планка 4 с подвижным контактом 5 и один конец моментной пружины 3. Противодействующий момент у реле двустороннего действия создается двумя пружинами, и планка несет на себе не один, а два подвижных контакта. Магнитная цепь реле состоит из замкнутого квадратного магнитопровода 12 с четырьмя выступающими внутрь полюсами. В центре между полюсами расположен стальной цилиндрический сердечник 5 для уменьшения междуполюсного пространства. Между полюсами и стальным сердечником образуется равномерный зазор 1-2 мм. В зазоре расположен цилиндрический алюминиевый ротор, укрепленный на оси. Магнитные потоки, создающие вращающий момент ротора, образуются двумя обмотками — тока 10 и напряжения 9. Цифрой 11 обозначено сопротивление.
По назначению все реле делят на три группы: основные — непосредственно реагирующие на изменение контролируемых величин, например тока, напряжения, мощности, частоты и т. п.; вспомогательные — управляемые другими реле и выполняющие функции выдержки времени, размножения числа контактов, передачи команды от одних реле к другим, воздействия на выключатели, подающие сигналы и т. п.; сигнальные (указательные) — фиксирующие действие защиты и управляющие световыми и звуковыми сигналами. Все реле имеют орган, воспринимающий изменение контролируемой величины, и орган исполнительный, отключающий выключатели, подающий предупредительные сигналы или замыкающий цепи других реле. Некоторые реле имеют орган замедления, или выдержки времени. По контролируемой величине реле делят на токовые, напряжения, мощности и др. Кроме того, применяют газовые реле защиты от внутренних повреждений в обмотках трансформаторов. По характеру изменения контролируемой величины реле разделяют на максимальные и минимальные. Максимальные реле действуют при достижении контролируемой величиной своего максимального значения, а минимальные— минимального значения. На практике применяют следующие группы реле: первичные реле прямого действия, которые пристраиваются непосредственно к выключателю и исполняются электромагнитными. Они работают как реле максимального тока мгновенного действия выдержкой времени и реле минимального напряжения мгновенного действия; вторичные реле прямого действия, выполняемые обычно на электромагнитном и индукционном принципах. Они используются как реле максимального тока и минимального напряжения, действующие мгновенно и с выдержкой времени; вторичные реле косвенного действия. В эту группу входит большинство реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, частоты как максимальные, так и минимальные, выполняемые на электромагнитном, индукционном, электродинамическом и магнитоэлектрическом принципах.
1.3. Устройство МТЗ Подавляющее большинство релейных защит реагирует на электрические величины, изменяющиеся при коротких замыканиях и иных повреждениях: ток, напряжение, направление мощности в месте установки защиты, входное сопротивление линии электропередачи, разность токов в параллельных линиях и др. Исключение составляет газовая защита трансформаторов, которая реагирует на появление газов в баке трансформаторов, образующихся в результате разложения изоляции. Максимальная токовая защита проста по устройству, надежна и широко применяется для защиты электрических сетей и различного силового электрооборудования (генераторов, трансформаторов, электродвигателей и др.). Селективность действия максимальных токовых защит обеспечивается различным замедлением на разных участках электрической сети тем большим, чем ближе этот участок к источнику питания. Основными параметрами максимальной токовой защиты являются ток срабатывания и выдержка времени. В нормальном режиме при токе нагрузки линии, не превышающем номинального, защита не действует, но когда ток вследствие аварии увеличится и достигнет (или превысит) заранее установленную величину, защита придет в действие (сработает) и отключит выключатель. Максимальная токовая защита состоит из двух органов: пyскового органа, который выявляет момент возникновения короткого замыкания или другого нарушения нормального режима и производит пуск защиты, и замедляющего органа (органа выдержки времени), который замедляет действие защиты для обеспечения селективности. В качестве пусковых органов максимальной токовой защиты используются максимальные токовые реле, а в качестве замедляющего органа — реле времени. Схемы максимальной токовой защиты (МТЗ) делятся на двухфазные и трехфазные. Двухфазная МТЗ с независимой выдержкой времени служит для защиты трансформаторов, электродвигателей, ЛЭП при возрастании тока сверх определенного значения. Ее применяют в установках с малым током замыкания на землю. Она реагирует только на междуфазное КЗ и перегрузки. Преимущества защиты: 1.Простота схемы. 2.Число реле сокращено до минимума. 3.Надежность в эксплуатации. 4.Хорошая селективность. Недостатки защиты: 1.Большая выдержка времени вблизи источника питания при защите сетей. 2. Недостаточная чувствительность при КЗ в разветвленных цепях. Устройство: схему собирают с применением двух трансформаторов тока ТА, по одному реле тока КА, реле времени КТ, реле промежуточного КL, вольтметра, амперметра, сигнальных ламп. Реле тока включено на разность токов двух фаз: Iреле= IА – IС Реле тока является пусковым органом защиты. Выдержку времени создает реле времени. Промежуточное реле служит для усиления контактов и размножения сигналов. Трехфазная МТЗ с независимой выдержкой времени служит для защиты от токов КЗ в ЭУ с заземленной нейтралью. Она реагирует как на междуфазные замыкания, так и на замыкания на землю. В ряде случаев трехфазная МТЗ имеет преимущества перед двухфазной, но требует большего числа трансформаторов тока и реле тока. Она дороже. Схема реагирует на все виды междуфазных и однофазных КЗ, имея при этом равную чувствительность. Схема состоит из трех трансформаторов тока ТА, трех реле тока КА, реле времени КТ и реле промежуточного КL, а также вольтметра и сигнальной лампы. Реле тока выполняет функцию пускового органа. Контакты всех токовых реле соединены параллельно. Максимальную токовую защиту устанавливают всегда со стороны источника питания и по возможности ближе к нему. Максимальная защита должна надежно действовать при коротких замыканиях в конце защищаемой линии и на шинах противоположной подстанции (основной участок), а также при коротких замыканиях на всем протяжений смежного с защищаемым участка сети, расположенного дальше от источника питания (резервный участок).
1.4. Ремонт и обслуживание механической и электрической части устройств РЗ и А К механической части аппаратов РЗА относятся корпуса и несущие конструкции (цоколи, панели, шасси, кожухи и др.), электромеханические механизмы, детали внешнего оформления и крепежные элементы. При ремонте наиболее часто приходится иметь дело с опорами поворачивающихся частей механизмов, противодействующими пружинами, а из деталей внешнего оформления - со шкалами. Отдельные детали и механизмы исправляют, заменяют запасными, а некоторые изготовляют на месте. К электрической части аппаратов РЗА относятся намоточные изделия (обмотки и катушки и магнитопроводы для них), электрические контакты (различные контактные соединения и разрывные контакты), а также резисторы, конденсаторы, выключатели, полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, тиристоры). При их ремонте в основном приходится выполнять намоточные работы, а также выправлять и регулировать контакты. Неисправные электрорадиокомпоненты, как правило, ремонту не подлежат и заменяются новыми. При ремонте реле приходится удалять, устанавливать, затачивать и полировать керны, а также удалять, устанавливать и завальцовывать подпятники. При незначительных отклонениях подгибают пружинодержатели или непосредственно возле них пружину. В иных случаях пружину заменяют. Деталями внешнего оформления являются шкалы и таблички аппаратов и приборов, а также рамки с надписями и накладные буквы, элементы мнемонических схем панелей и щитов. Наиболее часто при ремонте приходится наносить надписи и рисунки на шкалы аппаратов и приборов. В простейшем случае — это деления, цифры и другие знаки, которые наносят на плотную бумагу или тонкий картон тушью с помощью рейсфедера или набора стеклянных трубочек с суженными концами различного диаметра. При этом пользуются трафаретами, что способствует быстрому и качественному выполнению работ. Намоточные работы занимают значительное место при ремонте устройств РЗА. При этом выполняют обмотки реле, магнитных усилителей, дросселей, электроизмерительных приборов, а также наматывают проволочные резисторы. Основной операцией намоточных работ является собственно намотка, т. е. укладка требуемого числа витков обмоточного провода, выполняемая, как правило, на намоточных станках. Кроме того, изготовляют каркасы (для каркасных обмоток), заготовляют вывод и изоляционные прокладки, закрепляют выводы и выполняют влагозащитные работы — покрытие, пропитку или заливку обмоток изоляционными лаками или компаундами, сушку до и после этих операций. Тщательный осмотр и выявление дефектов, зачистка контактных поверхностей, полная или частичная замена разборного контактного соединения - вот перечень работ, которые выполняют при ремонте контактных соединений. При осмотре резьбовых контактных соединений обращают внимание на исправность резьбы винтов и гаек или винтовых втулок, целостность головок и шлицев винтов, граней гаек и концов шпилек, наличие гаек и контргаек, нормальных и пружинных шайб. Неисправные элементы резьбовых соединений, как правило, заменяют и лишь в редких случаях изготовляют отдельные детали, например фасонные, нестандартные или другие, если они отсутствуют. Прочность паек проверяют, осматривая и легко подергивая провода у места соединения. Ненадежные и окислившиеся соединения перепаивают. Особое внимание уделяют печатным платам. Дефектные пайки можно часто обнаружить по темным кольцам вокруг проводников. Выводы реле некоторых типов выполняют в виде резьбовых втулок, запрессованных в пластмассовый цоколь, в которые с одной стороны ввертывают винты для внутреннего подсоединения проводов, а с другой — винты или шпильки для внешнего. Если винты или шпильки ввернуты слишком глубоко, то винты, ввернутые с внутренней стороны реле, будут упираться в их торцы и надежного контакта внутренних проводников с выводами не будет. Поэтому установку шпилек нужно производить в такой последовательности. Сначала подключить внутренний проводник, завернув до предела в резьбовую втулку цоколя, затем с наружной стороны ввернуть шпильку до упора во внутренний винт, после чего ее отвернуть на два оборота и зафиксировать в этом положении контргайкой. Если для подключения проводов с задней стороны используют винты или колки, необходимо подбирать их так, чтобы резьбовая часть, входящая при ввертывании в резьбовую втулку цоколя до упора, была равна резьбовой части внутреннего винта или несколько меньше ее. Кроме того, необходимо убедиться в надежном креплении самих резьбовых втулок в цоколе, так как в ином случае при подключении внешних проводников они будут проворачиваться и в месте подключения внутреннего проводника контакт нарушится. При подключении к зажимам проводов, оконцованных наконечниками, необходимо убедиться в надежности их пайки или опрессовки. При подключении к винтовым зажимам алюминиевых жил проводов и кабелей необходимо, чтобы к ним примыкала ограничивающая шайба, например шайба-звездочка, на ней находилась нормальная шайба и, наконец, со стороны головки винта — пружинная. Иногда алюминиевые проводники оконцовывают блочным (кольцевым) наконечником; при этом отпадает необходимость в ограничивающей и нормальной шайбах. Состояние подвижных и неподвижных контактов проверяют осмотром, обращая особое внимание на контактирующие поверхности. Подгоревшие и оплавившиеся участки аккуратно очищают надфилем с самой мелкой насечкой и полируют воронилом. Промывание контактов какими-либо составами или жидкостями не разрешается. Иногда на металлических частях, в том числе контактах промежуточных реле, длительно находящихся под напряжением, появляется белый или серый налет, образующий непроводящую пленку. Причиной этого может быть испарение пропитывающего состава изоляции обмоток. Если налет на металлических частях реле незначителен, следует очистить только контактирующие поверхности контактов, а если значителен — все металлические части реле, чтобы частички его не попали на контакты или подвижную систему. Металлокерамические контакты не зачищают; при износе их заменяют новыми. Контролируют такие параметры контактов, как зазор, провал (прогиб), контактное нажатие, а также движение подвижного контакта относительно неподвижного, после их соприкосновения (скольжение, перекатывание) и последовательность замыкания и размыкания. При ремонте аппаратов РЗА в ряде случаев приходится для изменения числа замыкающих и размыкающих контактов или последовательности замыкания и размыкания переделывать контактную систему. Регулировка контактов является одной из трудных операций и требует определенных знаний и навыков. При обслуживании реле выявляют их неисправности, ослабленные участки и устанавливают их причины. При этом выполняют внешний и внутренний осмотры и необходимые измерения реле как в собранном виде, так и с частичным демонтажем и разборкой. При внешнем осмотре предварительно очищают кожух и цоколь реле от пыли и загрязнений, проверяют состояние кожуха и плотность его прилегания к цоколю, выводные детали (винтовые зажимы, шпильки, лепестки под пайку), которыми реле подключается к внешним электрическим цепям. При внутреннем осмотре все детали тщательно очищают щеточками и мягкой чистой тканью от пыли и загрязнений, проверяют контактные соединения и изоляцию. В аппаратах, бывших в эксплуатации, плохие контакты можно обнаружить по характерному потемнению на них, нарушению лакокрасочного покрытия, подгоранию изоляции, соприкасающейся с контактным соединением, специфическому запаху изоляции, подвергавшейся сильным перегревам. Нарушение контакта в месте подсоединения провода можно установить, потягивая его пинцетом. Изоляцию кроме осмотра контролируют, измеряя ее сопротивление мегаомметром. При осмотре электромеханических реле обращают внимание на состояние механизма, а также входящих в него кинематических цепей, звеньев и деталей. Плавность хода механизма проверяют, приводя его в движение от руки. При этом не должно быть значительного продольного и заметного на глаз поперечного люфтов (для большинства реле продольный люфт должен лежать в пределах от 0,2 до 0,5 мм). Контакты должны быть чистыми, не иметь подгаров, оплавлений и деформаций, быть правильно отрегулированы (угол подхода подвижного контакта к неподвижному, совместный ход, давление, одновременность замыкания и размыкания всех замыкающих и размыкающих контактов). О неисправности данного аппарата или прибора можно судить по некоторым электрическим величинам, характеризующим его работу: значительному отклонению (более 5 — 10%) параметров срабатывания и возврата реле от установленных, большому току начала работы реле РТ80 и РТ90 (более 20% тока уставки), наличию самохода по току и напряжению реле направления мощности и др. Поэтому при осмотре измеряют их основные параметры. Спиральные пружины не должны иметь следов окисления; между их витками должен сохраняться равномерный зазору а витки лежать в одной плоскости, перпендикулярной оси движущейся части реле. Кроме того, обращают внимание на состояние магнитной системы, равномерность воздушных зазоров, отсутствие посторонних частиц в них. При разборке реле проверяют детали и их участки, скрытые, когда реле собрано. Особое внимание обращают на состояние осей, кернов, подшипников и подпятников, осматривая их через лупу (лучше бинокулярную) с 40-50-кратным увеличением. Концы осей и керны должны быть отполированы и не иметь искривлений, вмятин и царапин. Подпятники должны быть чистыми, гладкими, без сколов, трещин и царапин. Керны должны быть заточены; под углом 45-55° и иметь закругления, соответствующие закруглению подпятников. При быстром затухании колебаний подвижной системы причинами затирания могут быть: посторонние тела в зазоре, дефекты подпятников, погнутости концов оси или царапины на них, задевание прокладок катушек за барабанчик, несовпадение осей подвижной системы и нижнего или верхнего подпятников. Подвижная система должна иметь определенные люфты. Вертикальный люфт, который должен быть 0,2 — 0,3 мм, регулируют, изменяя положение подпятников. Горизонтальный люфт, который должен быть 0,2 — 0,3 мм, не регулируется, а определяется диаметром концов оси и отверстиями в направляющих камнях подпятников. В устройствах РЗА широко используются электрорадиокомпоненты: намоточные изделия, резисторы, конденсаторы, электронные и полупроводниковые приборы. Проверка их состоит в осмотре, контроле целостности и измерении отдельных параметров. Осмотр аналогичен рассмотренному выше осмотру других частей аппаратов РЗА, а контроль целостности можно выполнить обычным омметром. Сопротивление исправных резисторов должно быть близко к номинальному, а обмоток трансформаторов, магнитных усилителей, реле — в пределах от единиц до нескольких тысяч Ом и для каждого конкретного элемента соответствовать паспортным данным или результатам предыдущих измерений. У исправных конденсаторов и контактов реле в разомкнутом состоянии при измерении сопротивления стрелка прибора устанавливается около деления 00, указывая на разрыв цепи. При проверке конденсаторов большой емкости (0,1 мкФ и более) прибор вначале может показать небольшое сопротивление, но по мере их заряда его стрелка будет приближаться к делению 00. Для замкнутого состояния контактов реле прибор покажет очень маленькое сопротивление (стрелка установится около нулевого деления). Проверка исправности электронных приборов ограничивается определением целостности нитей накала и отсутствием короткого замыкания между электродами. В первом случае прибор, подключаемый к выводам, идущим от нити накала, показывает ее сопротивление, а во втором при подключении между выводами любой пары электродов или между любым электродом и корпусом (если соответствующий электрод не соединен с корпусом) его стрелка устанавливается против деления 00. Исправность полупроводниковых приборов определяется, в первую очередь, целостностью электронно-дырочных переходов и контактных соединений между выводами и соответствующими слоями. Поэтому в исправном полупроводниковом приборе сопротивление между любой парой выводов при одной полярности источника, соответствующей их полярности, будет сравнительно небольшим (от единиц до десятков Ом), а при другой — достаточно большим (от десятков до сотен тысяч Ом). Если сопротивления одинаковы, проверяемый полупроводниковый прибор неисправен. Надежный и часто применяемый способ проверки исправности отдельных электрорадиокомпонентов состоит в том, что их устанавливают вместо заведомо исправного в действующее устройство и, если это устройство работает нормально, можно сделать вывод об исправности проверяемого элемента. На этом принципе работает, например, устройство, представляющее собой генератор низкой частоты на транзисторе с трансформаторной обратной связью и сигнальной лампочкой на выходе. При хорошем качестве транзистора генерируемое напряжение достаточно велико, чтобы лампочка загорелась. Для измерения параметров резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности пользуются измерительными мостами постоянного и переменного тока, а электронных и полупроводниковых приборов — специальными устройствами.
2.Охрана труда
2.1. Охрана труда при обслуживании устройств РЗ и А Для обеспечения безопасности работ, проводимых в цепях измерительных приборов и устройств релейной защиты, все вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения должны иметь постоянное заземление. В сложных схемах релейной защиты для группы электрически соединенных вторичных обмоток трансформаторов тока независимо от их числа допускается осуществление заземления только в одной точке. При необходимости разрыва токовой цепи измерительных приборов и реле цепь вторичной обмотки трансформатора тока должна быть предварительно закорочена на специально предназначенных для этого зажимах. Запрещается производить в цепях между трансформатором тока и зажимами, где установлена закоротка, работы, которые могут привести к размыканию цепи. При производстве работ на трансформаторах тока или в их вторичных цепях должны соблюдаться следующие меры безопасности: а) шины первичных цепей не должны использоваться в качестве вспомогательных токопроводов при монтаже или токоведущих цепей при выполнении сварочных работ; б) присоединение к зажимам указанных трансформаторов тока цепей измерений и защиты должно производиться после полного окончания монтажа вторичных схем; в) при проверке полярности приборы, которыми она производится, должны быть до подачи импульса тока в первичную обмотку надежно присоединены к зажимам вторичной обмотки. Работа в цепях устройств РЗАиТ должна производиться по исполнительным схемам; работа без схем, по памяти, запрещается. При работах в устройствах РЗАиТ необходимо пользоваться специальным электротехническим инструментом с изолированными ручками: металлический стержень отверток должен быть изолирован от ручки до жала отвертки. При проверке цепей измерения, сигнализации, управления и защиты в случае необходимости разрешается оставаться в помещении электроустановок напряжением выше 1000 В одному лицу из состава бригады по условиям работы (например, регулировка выключателей, проверка изоляции); квалификация лица, находящегося отдельно от производителя работ, должна быть не ниже группы III, и ему при этом производителем работ должны быть даны необходимые указания по технике безопасности. При работах в цепях трансформаторов напряжения с подачей напряжения от постороннего источника необходимо снять предохранители со стороны высшего и низшего напряжения и отключить автоматы от вторичных обмоток. При необходимости производства каких-либо работ в цепях или на аппаратуре РЗАиТ при включенном основном оборудовании должны быть приняты дополнительные меры против его случайного отключения. Запрещается на панелях или вблизи места размещения релейной аппаратуры производить работы, вызывающие сильное сотрясение релейной аппаратуры, грозящие ложным действием реле. Коммутационные переключения, включение и отключение выключателей, разъединителей и другой аппаратуры, пуск и остановка агрегатов, регулировка режима их работы, необходимые при наладке или проверке устройства РЗАиТ, производятся только оперативным персоналом. При монтаже и эксплуатации измерительных приборов, устройств релейной защиты, вторичных цепей, устройств автоматики, телемеханики и связи, проводимых по нарядам и распоряжениям, без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, разрешается совмещение в одном лице обязанностей допускающего и производителя работ. На щитах управления и в помещениях электроустановок, где токоведущие части напряжением выше 1000 В находятся за сплошными или сетчатыми ограждениями высотой не менее 1,7 м, а над проходом расположены на высоте не менее 2,75 м при напряжении 35 кВ включительно и 3,5 м при напряжении до 110 кВ включительно, допускается по распоряжению оперативного персонала производить запись показаний измерительных приборов специально выделенному для этой цели проинструктированному одному лицу электротехнического персонала предприятия или энергосбыта с квалификационной группой не ниже III. Максимальная токовая защита Максима́льная то́ковая защи́та (МТЗ)— вид релейной защиты, действие которой связано с увеличением силы тока в защищаемой цепи при возникновении короткого замыкания на участке данной цепи. Данный вид защиты применяется практически повсеместно и является наиболее распространённым в электрических сетях. Принцип действия МТЗ аналогичен принципу действия токовой отсечки. В случае повышения силы тока в защищаемой сети защита начинает свою работу. Однако, если токовая отсечка действует мгновенно, то максимальная токовая защита даёт сигнал на отключение только по истечении определённого промежутка времени, называемого выдержкой времени. Выдержка времени зависит от того, где располагается защищаемый участок. Наименьшая выдержка времени устанавливается на наиболее удалённом от источника участке. МТЗ соседнего (более близкого к источнику энергии) участка действует с большей выдержкой времени, отличающейся на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности определяется временем действия защиты. В случае короткого замыкания на участке срабатывает его защита. Если по каким-то причинам защита не сработала, то через определённое время (равное ступени селективности) после начала короткого замыкания сработает МТЗ более близкого к источнику участка и отключит как повреждённый,так и свой участок. По этой причине важно, чтобы ступень селективности была больше времени срабатывания защиты, иначе защита смежного участка отключит как повреждённый, так и рабочий участок до того, как собственная защита повреждённого участка успеет сработать. Однако важно так же сделать ступень селективности достаточно небольшой, чтобы защита успела сработать до того, как ток короткого замыкания нанесёт серьёзный ущерб электрической сети. Уставку (или величину тока, при которой срабатывает защита) выбирают, исходя из наименьшего значения тока короткого замыкания в защищаемой сети (при разных повреждениях токи короткого замыкания отличаются). Однако при выборе уставки следует так же учитывать характер работы защищаемой сети. Например, при самозапуске электродвигателей после перерыва питания, значение силы тока в сети может быть выше номинального, и защита не должна его отключать. Разновидности максимально-токовых защит Максимально-токовые защиты по виду время-токовой характеристики подразделяются: МТЗ с независимой от тока выдержкой временем МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени Применяются также комбинированный вид защиты МТЗ - Максимально-токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения. МТЗ с независимой от тока выдержкой времени МТЗ с независимой от тока выдержкой времени имеет во всём рабочем диапазоне величину выдержки времени, независимую от тока (время-токовая характеристика в виде прямой, отстоящей от оси абсцисс на величину времени выдержки tсраб; при токе, равном и меньшем тока срабатывания время-токовая характеристика скачкообразно становится равной нулю). МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени имеет нелинейную обратную зависимость выдержки времени от тока (обычно время-токовая характеристика близка к гиперболе, как к кривой постоянной мощности). Применение МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени позволяет учитывать перегрузочную способность оборудования и осуществлять т.н. "защиту от перегрузки". МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени Характеристика МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени состоит из двух частей, в первой части зависимость времени от тока-гиперболическая, вторая часть-независимая (или почти независимая)-время-токовая характеристика состоит из плавно сопряжённых гиперболы и прямой. Переход из независимой в зависимую часть характеристики может происходить при малых кратностях от тока срабатывания (150%)-т.н. "крутая характеристика", и при больших кратностях (300-400%)- т.н. "пологая характеристика" (обычно МТЗ с "пологой характеристикой" применяются для защит двигателей большой мощности для лучшей отстройки от пусковых токов). МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения Для улучшения чувствительности МТЗ и отстройки её от токов нагрузки применяется ещё одна разновидность МТЗ - это максимальная токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения (комбинация МТЗ и защиты минимального напряжения). Такая защита будет действовать только при повышении тока, большем или равном току уставки, сопровождающееся уменьшением напряжения в сети ниже напряжения уставки. При пуске двигателей ток в сети резко возрастает, что может привести к ложному срабатыванию защит. Для этого устанавливается реле минимального напряжения, которое не дает защитам отработать, т.к. напряжение в сети остается прежним, то и защиты соответственно не реагируют на резкое увеличение тока. Задание уставок При задании уставок МТЗ задаются параметры тока срабатывания, выдержки времени и напряжения срабатывания (для МТЗ с блокировкой по напряжению). Для МТЗ с независимой выдержкой времени срабатывания от тока эти параметры очевидны. Для защит с зависимой и ограниченно-зависимой время-токовой характеристикой эти параметры требуют дополнительных пояснений. Для таких типов МТЗ вводится понятие тока срабатывания, как тока при котором реле находится на границе срабатывания, а время задаётся для независимой части характеристики (для ограниченно-зависимой время-токовой характеристики); иногда время задаётся при токе, равном шестикратному току номинального (например в автоматических выключателях с полупроводниковым расцепителем серий А-37, "Электрон"). Реализация Традиционно МТЗ реализуются на базе электромеханических токовых реле и реле времени; иногда функция пускового органа и органа выдержки времени может быть совмещена (например в индукционных токовых реле серии РТ-80). В 1970-х годах появились реализации МТЗ на базе полупроводниковых элементов (например в некоторых моделях отечественных автоматических выключателей серий А37, ВА, "Электрон"). В настоящее время имеется тенденция реализации МТЗ на базе микропроцессоров, которые обычно помимо МТЗ выполняют также несколько функций релейной защиты и автоматики: АЧР, АПВ, АВР, дифзащиты и др.
Литература по данной теме Федосеев А.М. Релейная защита энергетических систем. – Москва: Энергия, 1976 г.-560 с. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. – Москва: Энергоатомиздат, 1998 г.-800 с. Павлов Г.М. Автоматизация энергетических систем. – Ленинград: Издательство Ленинградского университета, 1977 г.-237 с. Булычев А.В. Релейная защита электроэнергетических систем. – Санкт-Петербург: Издательство Политехнического университета, 2008 г. - 211 с. РД 153-34.0-04.418-98 Типовое положение о службах релейной защиты и электроавтоматики. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита – Москва: Энергоатомиздат, 2007 г. - 549 с. Басс Э.И. Электромонтер по эксплуатации релейной защиты и автоматики. – Москва: Высшая школа, 1967. – 303 с. Камнев В.Н. Ремонт устройств релейной защиты и автоматики. – Москва: Высшая школа, 1984. – 240 с. Чернобровов Н.В. Релейная защита. – Москва: Энергия, 1974. – 680 с.
Лезнов С.И., Тайц А.А. Обслуживание электрооборудования электростанций и подстанций. – Москва: Высшая школа, 1976. – 320 с.
Павлович С.Н., Фираго Б.И. Ремонт и обслуживание электрооборудования. – Минск: Вышэйшая школа, 2006.
Атабеков В.Б. Ремонт трансформаторов, электрических машин и аппаратов. – Москва: Высшая школа, 1988.
Атабеков В.Б. Ремонт электрооборудования промышленных предприятий. – Москва: Высшая школа, 1979.
Сибикин Ю.Д. Обслуживание электроустановок промышленных предприятий. – Москва: Высшая школа, 1989.
Голыгин А.Ф., Ильяшенко Л.А. Устройство и обслуживание электрооборудования промышленных предприятий. – Москва: Высшая школа, 1986.
Баран А.Н. Технология электромонтажных работ. – Минск: Ураджай, 2000.
Атабеков В.Б., Покровский К.Д. Монтаж электрических сетей и силового электрооборудования. – Москва: Высшая школа, 1977.
Дайнеко, В.А. Электрооборудование сельскохозяйственного производства/ В.А. Дайнеко, И.Н. Шаукат. Минск, 2011.
Дайнеко, В.А. Электрооборудование сельскохозяйственного производства. Практикум / В.А. Дайнеко, И.Н. Шаукат, Т.Г. Базулина. Минск, 2011.
Москаленко, В.В. Справочник электромонтера / В.В. Москаленко. М., 2003.