Relejna zaštita

Uloga relejne zaštite

Automatski zaštitni uređaji elektroenergetskih postrojenja obuhvataju uređaje u postrojenjimaza proizvodnju, prenos i distribuciju električne energije koji imaju zadatak da upozore na nenormalne režime rada pojedinih elemenata elektroenergetskih sistema, a u slučaju pojave neizbježnih kvarova svojim djelovanjem brzo isključe oštećeni elemenat i na taj način smanje razaranje i negativan uticaj kvara na rad elektroenergetskog sistema. Električna energija predstavlja osnovni vid energije i preduslov razvoja privrede svake zemlje. S ciljem da se obezbjede dovoljne količine kvalitetne električne energije potrošačima svih kategorija, potrebno je izgraditi mnoge hidro, termo ili nuklearne elektrane, povezati Ih hiljadama kilometara visokonaponskih dalekovoda s potrošačkim područjima i putem transformatorskih stanica i distributivne mreže srednjeg i niskog napona dovesti energiju svakom potrošaču. S ciljem da se obezbjedi neprekinutost u napajanju i proizvodnji električne energije uz što je moguće manje troškove, elektrane, prenosna mreža i transformatorskestanice povezuju se u jedinstven elektroenergetski sistem, kako unutar manjih regija tako iunutar država pa i između više država. Savremen razvoj društva, indusrije i privrede uopštebaziran je na električnoj energiji. Osnovni zahtjev, pored dovoljnih količina raspoložive energije i kvalitetnog napona, je neprekinutost u napajanju. U savremenoj industriji I kratkotrajni prekidi u napajanju mogu izazvati dugotrajne zastoje u proizvodnji i velike materijalne štete.
Uprkos ispravnom projektovanju i dimenzionisanju izolacije i ostalih parametara elektroenergeskog sistema, kao i pažljive izgradnje i redovnog održavanja, u pogonu se mora računati sa mogućnošću pojave kvara na praktično svakom elementu sistema. Izolacija uređaja u postrojenjima ne može se iz ekonomskih razloga dimenzionisati tako da izdrži ogromna električna naprezanja koja mogu da se ponekad pojave, npr. Prilikom atmosferskih pražnjenja i direktnog udarca groma. Zbog mehaničkih, termičkih i hemijskih uticaja izolacija je izložena starenju, tako da vremenom gubi svoja svojstva i može da se probije kod naprezanja koja su neznatno veća od normalnih. Osim navedenog, postoji niz uticaja koji mogu da dovedu do kvara, kao što su, na primer, greške u materijalima od kojih su građeni uređaji, premoštenje izolacije dalekovoda granjem ili drugim predmetima koja prilikom oluja nanese vjetar, prljanje površine izolacije zbog jakih aerozagađenja, pucanje užadi dalekovoda ili konzolnih nosača kod stubova zbog pretjerano velikih dodatih tereta snijega ili leda, rušenje stubova dalekovoda prilikom velikih oluja, klizanje terena ili poplave, oštećenje kablova prilikom zemljanih radova, premoštenje izolacije zbog ulaska ptica ili životinja u postrojenje, pogrešne manipulacije u postrojenjima itd. Pojave kvarova na izolaciji u većini slučajeva izazivaju kratki spoj koji predstavlja najčešći I najopasniji oblik kvara, sa svim njegovim neugodnim posljedicama: – jako razaranje na mjestu kvara zbog djelovanja električnog luka s velikim strujama kratkogspoja (i do 50 KA) ; – izraziti padovi napona na velikom području koji ometaju normalan rad potrošača ili izazivajunjihovo ispadanje iz pogona; – mehaničko i termičko naprezanje neoštećenog dijela sistema kroz koji teku velike strujekratkog spoja; – negativan uticaj na stabilnost rada povezanog elektroenergetskog sistema. Osim kvarova u pogonu se javljaju i opasna stanja za rad pojedinih elemenata sistema koja bi dovela do kvara ukoliko se pravovremeno ne bi preduzele potrebne mjere. Takva opasna pogonska stanja npr. – nenormalno visoki naponi koji naprežu i ugrožavaju izolaciju uređaja; – preniski naponi koji otežavaju ili potpuno onemogućavaju normalan rad potrošača; – prevelike struje zbog preopterećenja ili kvarova u sistemu hlađenja i u vezi s tim previsoke temperature elemenata elektroenergetskog sistema; – nesimetrična opterećenja generatora, prevelik broj obrtaja itd. Prema tome zadatak relejne zaštite elektroenergetskih postrojenja je da trajno nadzire karakteristične električne ili druge veličine (npr. Struju, napon, temperaturu i sl.) štićenog objekta i da u slučaju kvara ili opasnog pogonskog stanja automatski preduzme sve potreb nemjere da se kvar izbjegne ili da se svedu na minimum njegove posljedice ako se već pojavio, kao i da o tome obavijesti pogonsko osoblje. S obzirom na veliku vrijednost štićenih objekata, kao i na značaj normalnog snabdjevanja potrošača električnom energijom, relejna zaštita ima vrlo važnu ulogu u pogonu elektroenergetskih sistema kao deo automatike elektroenergetskih postrojenja za proizvodnju, prenos i distribuciju električne energije.

Opšta zaštita (zaštitni relejni uređaj)

Osnovni element zaštitnih relejnih uređaja je relej. To je uređaj koji trajno kontroliše određenu električnu ili mehaničku veličinu, te kod unaprijed određene vrijednosti izaziva naglu promjenu u jednom ili više signalnih ili komandnih strujnih krugova. Prema svom sastavu, relej se može prikazati kao uređaj koji ima:

• mjerni (pogonski ili motorni) sistem, koji je priključen na kontrolisanu veličinu i njene promjene u odgovarajućem obliku prenosi na sistem za poređenje. Kod elektromehaničkih releja električne veličine se transformišu u mehaničku silu ili zakretni momenat, dok se kod statičkih releja pretvaraju u odgovarajući električni oblik (npr. Ispravljena struja ili napon određenog nivoa) koji se prenosi na član za poređenje;
• sistem za poređenje poredi prilagođenu kontrolisanu veličinu sa podešenom. Kad kontrolisana veličina premaši podešenu, dolazi do aktiviranja izvršnog člana;
• izvršni član svojim aktiviranjem izaziva trenutnu ili, nakon izvjesnog vremenskog zatezanja, naglu promjenu u komandnim i signalnim krugovima (davaje naloga za isključenje prekidača, zaustavljanje turbine, aktiviranje alarma i sl.).

Postoji više načina klasifikacije zaštitnih releja. Prema principu djelovanja (izvedbi mjernog člana) , releji se djele na:

• elektromagnetski releji: djeluju na principu djelovanja magnetskog toka kalema, kroz koji protiče struja, na feromagnetski dio (pomičnu kotvu) ;
• Indukcioni releji: djeluju na osnovu međusobnog djelovanja naizmjeničnih magnetskih tokova kalemova kroz koje protiče struja i struja indukovanih od ovih tokova u obrtnom aluminijskom ili bakrenom bubnjiću;
• elektrodinamički releji: djeluju na osnovu uzajamnog djelovanja magnetskih tokovapomičnog i nepomčnog kalema kroz koji protiče struja; – magnetno električni (galvanometarski) releji: djeluju na osnovu uzajamnog djelovanja magnetskog toka kalema kroz koji protiče struja i toka permanentnog magneta;
• termički releji: djeluju na osnovu savijanja bimetalne trake, istezanja materijala ili drugih pojava vezanih uz promjenu temperature; – statički releji sa poluprovodnicima ili beskontaktnim elementima: djeluju na osnovu komparacije ili druge vrste obrade električnih signala; – mikroprocesorski bazirani zaštitni releji.