СЕТИ
РОССИИ
60
р
е
л
е
й
н
а
я
з
а
щ
и
т
а
релейная защит
а
ЧТО
ТАКОЕ
РЕЛЕЙНАЯ
ЗАЩИТА
ВООБЩЕ
?
Ажурные
опоры
линий
электропе
-
редачи
,
хитроумные
переплетения
проводов
,
фантастические
конструк
-
ции
подстанций
и
электростанций
—
все
это
яркие
приметы
современной
электроэнергетики
,
выделяющие
её
особым
своеобразием
.
Потоки
электрической
энергии
,
рождаясь
на
электрических
станци
-
ях
,
растекаются
к
городам
и
заво
-
дам
,
разделяются
на
ручьи
и
прони
-
кают
в
каждый
дом
,
к
каждому
по
-
требителю
электрической
энергии
.
Все
элементы
этой
огромной
систе
-
мы
большую
часть
времени
работа
-
ют
безупречно
и
слаженно
.
Но
,
какими
бы
надёжными
не
были
электроэнергетические
систе
-
мы
,
в
них
неизбежно
возникают
по
-
вреждения
и
ненормальные
режи
-
В журнале открывается новая рубрика «Релейная за-
щита», в которой читателям будут предложены публи-
кации (очерки) об оборудовании, устройствах и систе-
мах, используемых на объектах передачи и распреде-
ления электроэнергии. Целью такого начинания яв-
ляется расширение технического кругозора у специ-
алистов отрасли, ориентированных на другие виды
производственной деятельности, не имеющие непо-
средственного отношения к рассматриваемым темам.
Надеемся, она позволит читателям сформировать
ясное и целостное более полное представление о ре-
лейной защите. Открывает рубрику материал об
общих принципах построения систем релейной
защиты.
Релейная
защита. Общие
принципы
построения
Александр БУЛЫЧЁВ, заместитель генерального
директора ОАО «ВНИИР» по науке, профессор
кафедры «Релейная защита и автоматизация
электроэнергетических систем» МЭИ (ТУ),
д.т.н., профессор
61
№ 2 (5), март-апрель, 2011
мы
,
которые
в
свою
очередь
могут
приводить
к
возникновению
аварий
.
При
этом
управлять
электроэнергети
-
ческими
системами
нужно
так
,
что
-
бы
потребители
не
замечали
послед
-
ствий
этих
повреждений
и
нежела
-
тельных
возмущающих
воздействий
.
Из
-
за
дефицита
времени
и
необхо
-
димости
высочайшей
точности
дей
-
ствий
в
этих
условиях
управление
осуществляется
автоматически
с
по
-
мощью
устройств
автоматики
и
ре
-
лейной
защиты
.
При
возникновении
повреждения
или
нежелательного
режима
управ
-
ление
электрическими
системами
должно
осуществляться
по
особым
алгоритмам
.
Это
необходимо
,
что
-
бы
и
в
экстремальных
условиях
всё
же
обеспечить
нормальное
электро
-
снабжение
(
пусть
не
абсолютно
всех
)
потребителей
,
предотвратить
раз
-
витие
аварии
и
снизить
возможные
объёмы
разрушения
повреждённого
электрооборудования
.
Релейная
защита
—
это
огромная
управляющая
система
,
представля
-
ющая
собой
совокупность
согласо
-
ванно
и
целенаправленно
действую
-
щих
взаимосвязанных
(
разнообраз
-
ных
по
природе
)
элементов
и
авто
-
матических
устройств
[1].
Она
охва
-
тывает
практически
все
основные
элементы
электроэнергетической
си
-
стемы
(
крупные
и
мелкие
),
от
генера
-
торов
,
вырабатывающих
электриче
-
скую
энергию
,
до
приёмников
элек
-
трической
энергии
,
преобразующих
её
в
другие
виды
энергии
.
Независимо
от
того
,
какие
прин
-
ципы
положены
в
основу
отдельных
устройств
релейной
защиты
для
вы
-
явления
повреждений
,
система
в
це
-
лом
должна
безошибочно
находить
повреждённые
элементы
и
отделять
их
от
исправной
части
электроэнер
-
гетической
системы
.
Ключевую
роль
в
решении
этой
управленческой
за
-
дачи
играет
логика
целенаправлен
-
ного
взаимодействия
устройств
и
па
-
раметры
их
срабатывания
,
обеспе
-
чивающие
реализацию
процедур
взаимодействия
.
Расчёты
,
выполняемые
с
це
-
лью
определения
конкретных
зна
-
чений
параметров
срабатывания
устройств
релейной
защиты
,
имеют
в
связи
с
этим
высочайшую
прак
-
тическую
значимость
и
образуют
методическую
базу
согласования
устройств
релейной
защиты
в
еди
-
ной
системе
.
ЧТО
ДОЛЖНА
ЗАМЕЧАТЬ
РЕЛЕЙНАЯ
ЗАЩИТА
?
Ненормальные
режимы
обычно
связаны
с
относительно
небольшими
отклонениями
величин
напряжения
,
тока
и
(
или
)
частоты
от
допустимых
зна
-
чений
[2].
К
ненормальным
режимам
относят
перегрузки
,
однофазные
за
-
мыкания
на
землю
в
сетях
с
изолиро
-
ванной
или
компенсированной
нейтра
-
лью
,
а
также
понижение
уровня
масла
в
расширителе
масляного
трансформа
-
тора
[3].
Повреждения
чаще
всего
сопро
-
вождаются
значительным
увеличе
-
нием
тока
в
элементах
энергосисте
-
мы
и
глубоким
понижением
напря
-
жения
.
Наиболее
частыми
и
опасны
-
ми
повреждениями
являются
корот
-
кие
замыкания
.
Аварии
—
это
нарушения
работы
электроэнергетической
системы
или
её
части
,
сопровождающиеся
недо
-
отпуском
электроэнергии
потребите
-
лям
или
недопустимым
ухудшением
её
качества
,
разрушением
основ
-
ного
оборудования
,
возникновени
-
ем
угрозы
здоровью
и
жизни
лю
-
дей
.
Ненормальные
режимы
созда
-
ют
условия
для
возникновения
по
-
вреждений
,
а
вовремя
не
выявлен
-
ные
повреждения
могут
приводить
к
авариям
.
Релейная
защита
—
это
комплекс
автоматических
устройств
,
предна
-
значенных
для
быстрого
(
при
по
-
вреждениях
)
выявления
и
отделения
от
электроэнергетической
системы
повреждённых
элементов
этой
систе
-
мы
в
аварийных
ситуациях
с
целью
обеспечения
нормальной
работы
ис
-
правной
части
этой
системы
.
КАК
ОРГАНИЗОВАНА
РАБОТА
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
?
Действия
средств
релейной
за
-
щиты
организованы
по
принципу
не
-
прерывной
оценки
технического
со
-
стояния
отдельных
контролируемых
элементов
электроэнергетических
систем
.
На
рисунке
приведена
схе
-
ма
электрической
сети
,
содержащей
линии
электропередачи
разных
уров
-
ней
напряжения
W1 — W6,
транс
-
форматоры
Т
1 —
Т
4,
электродвига
-
тель
М
1,
предохранители
F1 — F3,
коммутационные
аппараты
и
экви
-
валентный
источник
питания
Е
С
.
От
-
дельные
устройства
релейной
защи
-
ты
(
УРЗ
),
установленные
на
элемен
-
тах
электроэнергетических
систем
(
генераторах
,
трансформаторах
,
ли
-
ниях
электропередачи
,
электродви
-
гателях
и
др
.),
объединены
в
единую
систему
релейной
защиты
общей
це
-
лью
функционирования
.
В
соответствии
с
этим
принци
-
пом
отдельные
устройства
релейной
защиты
(
например
,
УРЗ
-1 —
УРЗ
-13)
функционально
связаны
между
со
-
бой
практически
только
общей
логи
-
кой
действий
.
Причём
каждое
устрой
-
ство
релейной
защиты
для
локализа
-
ции
повреждения
может
воздейство
-
Рисунок
.
Пример
схемы
распределительной
электрической
сети
с
устройствами
релейной
защиты
62
СЕТИ РОССИИ
вать
только
на
коммутационные
ап
-
параты
того
объекта
,
на
котором
оно
установлено
.
Необходимо
отметить
,
что
систе
-
ма
релейной
защиты
,
как
правило
,
включает
в
себя
устройства
не
толь
-
ко
разные
по
принципам
выявления
повреждений
,
но
и
разные
по
спосо
-
бам
воздействия
на
контролируемый
объект
.
Так
,
единой
логике
действий
должны
подчиняться
как
сложней
-
шие
многофункциональные
устрой
-
ства
релейной
защиты
,
воздействую
-
щие
на
выключатели
и
другие
аппа
-
раты
управления
,
так
и
простейшие
защитные
устройства
(
например
,
предохранители
),
в
которых
функции
выявления
и
коммутации
повреж
-
дённой
электрической
цепи
совме
-
щены
.
На
рисунке
предохранители
F1, F2, F3
показаны
в
цепях
питания
трансформаторов
Т
2 —
Т
4.
В
некоторых
случаях
УРЗ
форми
-
руют
лишь
световые
и
звуковые
сиг
-
налы
,
а
отделение
повреждённого
элемента
от
исправной
части
элек
-
трической
сети
может
производиться
вручную
оперативным
персоналом
.
Согласованность
действий
уст
-
ройств
,
расположенных
на
значи
-
тельных
расстояниях
друг
от
дру
-
га
,
как
правило
,
достигается
за
счёт
определённых
параметров
сраба
-
тывания
(
без
применения
физиче
-
ских
каналов
связи
).
Эти
параметры
в
основном
определяют
точность
и
эффективность
действия
всей
систе
-
мы
релейной
защиты
.
В
свою
оче
-
редь
это
определяет
живучесть
элек
-
троэнергетических
систем
и
степень
риска
развития
аварийных
ситуаций
при
возникновении
повреждений
.
Логические
связи
действуют
в
лю
-
бых
условиях
и
не
подвержены
воз
-
действию
внешних
электрических
и
электромагнитных
помех
.
Во
многом
благодаря
этому
свойству
релейная
защита
имеет
высочайшую
степень
надёжности
.
КАКИМИ
ОСНОВНЫМИ
СВОЙСТВАМИ
ОБЛАДАЕТ
РЕЛЕЙНАЯ
ЗАЩИТА
?
Селективность
—
это
свойство
ре
-
лейной
защиты
,
характеризующее
её
способность
выявлять
и
отделять
от
электроэнергетической
системы
только
повреждённые
элементы
.
Другими
словами
,
селективность
—
это
избирательность
действия
.
Средства
релейной
защиты
могут
обладать
абсолютной
или
относитель
-
ной
селективностью
.
Быстродействие
—
это
свойство
релейной
защиты
,
характеризующее
скорость
выявления
и
отделения
от
электроэнергетической
системы
по
-
вреждённых
элементов
.
Быстродей
-
ствие
показывает
,
насколько
быстро
средства
релейной
защиты
реагиру
-
ют
на
возникновение
тех
или
иных
видов
повреждений
.
Показателем
быстродействия
яв
-
ляется
время
срабатывания
защиты
.
Это
интервал
времени
от
момента
возникновения
повреждения
до
от
-
деления
от
сети
повреждённого
эле
-
мента
.
Наиболее
быстродействую
-
щие
защиты
имеют
время
срабаты
-
вания
0,01—0,1
с
.
Медленные
защи
-
ты
могут
иметь
время
срабатывания
до
нескольких
секунд
.
Следует
отметить
,
что
не
во
всех
слу
-
чаях
от
релейной
защиты
требуется
вы
-
сокое
быстродействие
.
При
возникно
-
вении
одного
из
ненормальных
режи
-
мов
обычно
достаточно
дать
предупре
-
дительный
сигнал
дежурному
персона
-
лу
.
На
энергетических
объектах
без
по
-
стоянного
дежурного
персонала
произ
-
водится
отключение
неисправного
обо
-
рудования
,
но
обязательно
с
выдерж
-
кой
времени
[3].
Чувствительность
—
это
свойство
,
характеризующее
способность
ре
-
лейной
защиты
выявлять
поврежде
-
ния
в
конце
установленной
для
неё
зоны
действия
в
наиболее
неблаго
-
приятном
для
срабатывания
режиме
работы
электроэнергетической
систе
-
мы
.
Другими
словами
,
защита
должна
чувствовать
те
виды
повреждений
и
ненормальных
режимов
,
на
которые
она
рассчитана
,
в
любых
состояниях
работы
защищаемой
электрической
системы
.
Показателем
чувствительности
выступает
коэффициент
чувстви
-
тельности
,
который
для
максималь
-
ных
защит
(
реагирующих
на
возрас
-
тание
контролируемой
величины
)
определяется
как
отношение
мини
-
мально
возможного
значения
сигна
-
ла
,
соответствующего
отслеживаемо
-
му
повреждению
,
к
установленному
на
защите
параметру
срабатывания
(
уставке
).
Например
,
коэффициент
чувстви
-
тельности
максимальной
токовой
за
-
щиты
,
установленной
на
линии
элек
-
тропередачи
,
определяется
как
отно
-
шение
значения
минимального
тока
короткого
замыкания
при
поврежде
-
нии
в
конце
контролируемой
защи
-
той
линии
к
значению
тока
срабаты
-
вания
защиты
.
В
ряде
случаев
оценивается
так
-
же
чувствительность
к
повреждени
-
ям
на
соседнем
(
следующем
по
от
-
ношению
к
источнику
)
защищаемом
объекте
(
т
.
е
.
в
режиме
дальнего
ре
-
зервирования
).
Общее
название
свойства
Вид
функционирования
Срабатывание
при
внутренних
повреждениях
Несрабатывание
при
внешних
повреждениях
Несрабатывание
без
повреждений
Техническое
совершенство
Селективность
Селективность
срабатывания
при
внутренних
повреждениях
Селективность
несрабатывания
при
внешних
повреждениях
Селективность
несрабатывания
без
повреждений
Быстродействие
Устойчивость
быстроты
срабатывания
при
внутренних
повреждениях
Устойчивость
несрабатывания
при
внешних
повреждениях
Устойчивость
несрабатывания
без
повреждений
Чувствительность
Устойчивость
чувствительности
при
внутренних
повреждениях
Отстроенность
при
внешних
повреждениях
Отстроенность
без
повреждений
Надёжность
Надёжность
срабатывания
при
внутренних
повреждениях
Надёжность
несрабатывания
при
внешних
повреждениях
Надёжность
несрабатывания
без
повреждений
Таблица
.
Основные
свойства
релейной
защиты
63
№ 2 (5), март-апрель, 2011
Надёжность
—
это
свойство
ре
-
лейной
защиты
,
характеризующее
её
способность
действовать
правиль
-
но
и
безотказно
при
всех
видах
по
-
вреждений
и
ненормальных
режи
-
мов
,
для
действия
при
которых
дан
-
ная
защита
предназначена
,
и
не
дей
-
ствовать
в
нормальных
условиях
,
а
также
при
таких
повреждениях
и
на
-
рушениях
нормального
режима
,
при
которых
действие
данной
защиты
не
предусмотрено
[3].
Иными
словами
,
надёжность
—
это
свойство
релейной
защиты
,
характеризующее
ее
спо
-
собность
выполнять
свои
функции
в
условиях
эксплуатации
,
ремонта
,
хранения
и
транспортировки
.
Показателями
надёжности
высту
-
пают
время
безотказной
работы
и
интенсивность
отказов
—
количество
отказов
за
единицу
времени
.
Так
как
неправильно
действующая
защита
может
сама
служить
причи
-
ной
возникновения
аварий
,
её
надёж
-
ность
должна
быть
обеспечена
в
доста
-
точной
мере
.
Например
,
для
защит
ли
-
ний
электропередачи
предельно
допу
-
стимым
считается
один
отказ
за
десять
лет
работы
,
а
для
защит
генераторов
—
один
отказ
за
несколько
сотен
лет
.
Каждое
свойство
,
в
принципе
,
должно
рассматриваться
примени
-
тельно
к
состоянию
и
виду
функци
-
онирования
релейной
защиты
.
Де
-
тализация
свойств
может
быть
вы
-
полнена
по
общепринятой
форме
[1]
как
показано
в
таблице
.
Первые
три
свойства
,
характеризующие
тех
-
нические
свойства
релейной
защи
-
ты
,
объединяются
понятием
«
техни
-
ческое
совершенство
».
ЛИТЕРАТУРА
1.
Федосеев
А
.
М
.,
Федосеев
М
.
А
.
Релейная
защита
электроэнерге
-
тических
систем
:
учеб
.
для
вузов
.
— 2-
е
изд
.,
перераб
.
и
доп
. —
М
.:
Энергоатомиздат
, 1992. — 528
с
.
2.
Чернобровов
Н
.
В
.
Релейная
за
-
щита
:
учеб
.
пособие
для
техни
-
кумов
. — 5-
е
изд
.,
перераб
.
и
доп
. —
М
.:
Энергия
, 1974. — 680
с
.
3.
Беркович
М
.
А
.,
Молчанов
В
.
В
.,
Семёнов
В
.
А
.,
Основы
техники
релейной
защиты
. — 6-
е
изд
.,
пе
-
рераб
.
и
доп
. —
М
.:
Энергоатомиз
-
дат
, 1984. — 376
с
.
Ведущий
рубрики
—
Александр
Витальевич
БУЛЫЧЁВ
,
заместитель
генерального
директора
ОАО
«
ВНИИР
»
по
науке
,
профессор
кафедры
«
Релейная
защита
и
автоматизация
электроэнергетических
систем
»
МЭИ
(
ТУ
),
д
.
т
.
н
.,
ответит
на
все
интересующие
вопросы
по
данной
теме
,
которые
можно
направить
в
редакцию
по
e-mail: [email protected]
или
позвонить
по
тел
. +7 (495) 645 1221
Оригинал статьи: Об общих принципах построения РЗА
В журнале открывается новая рубрика «Релейная защита», в которой читателям будут предложены публикации (очерки) об оборудовании, устройствах и системах, используемых на объектах передачи и распределения электроэнергии. Целью такого начинания является расширение технического кругозора у специалистов отрасли, ориентированных на другие виды производственной деятельности, не имеющие непосредственного отношения к рассматриваемым темам. Надеемся, она позволит читателям сформировать ясное и целостное более полное представление о релейной защите. Открывает рубрику материал об общих принципах построения систем релейной защиты.
