Учебник

Релейна защита
1
КАТЕДРА “ЕЛЕКТРОСНАБДЯВАНЕ И ЕЛЕКТРООБЗАВЕЖДАНЕ ”

КОНСПЕКТ

по дисциплината ”РЕЛЕЙНА ЗАЩИТА” спец. ЕЕЕО

1. Общи сведения за релейната защита (РЗ). Предназначение и изисквания към РЗ.
Видове релета. Параметри и изисквания към тях. Видове РЗ. Оперативни токови
вериги.
2. Максималнотокова защита (МТЗ) с независимо от тока нарочно забавяне (сх.). Ток
на заработване на токовото
реле. Постигане на избирателност в работата на защитата.
3. Поведение на МТЗ при двойни земни съединения (з.с.) – (сх.).
4. Токова защита със зависимо от тока нарочно забавяне.
5. Токова защита с блокиране по напрежение (сх.).
6. Мигновена токова отсечка. Ток на заработване. Мъртва зона (сх.).
7. Мигновена токова отсечка при електропроводи, захранвани
от две страни.
8. Защита на блок електропровод-трансформатор с неселектривна токова отсечка,
Многостъпална токова отсечка (сх.).
9. Посочна токова защита. Устройство. Схеми на свързване (сх.). Ток на заработване
на посочна МТЗ. Степенуване на нарочното забавяне.
10. Земни защити в мрежи с изолиран звезден център (ЗЦ). Неизбирателна земна
контрола. Максималнотокова защита за
токове с нулева последователност. Посочна
максималнотокова защита за токове и напрежения с нулева последователност (сх.).
11. Земни защити в компенсирани мрежи.
12. Земни защити в мрежи със заземен през резистор ЗЦ (сх.).
13. Надлъжна диференциална защита с циркулиращи токове (сх.)..
14. Напречна диференциална посочна защита (сх.). Зона на каскадно действие.
15.Токова РЗ
на малки, средни и големи понижаващи трансформатори (сх.).
16, Диференциална защита на трансформатори. Затруднения при изпълнението (сх.).
17. Газова защита (сх.).
18. Защита срещу корпусни съединения тип Шевалие.
19. РЗ на електродвигатели.
20. РЗ на генератори (сх.).

ЗАБЕЛЕЖКА: За въпросите означени със (сх.) студентите могат да ползват
предварително подготвени от тях схеми.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аврамов Н., Основи на релейната защита, С., Техника, 1984.
2.. Аврамов Н., С.Етърски, Т.Иванов, Електрически подстанции, С., Техника,1991
3. Иванов с., Ръководство за упражнения по електрически подстанции и релейна
защита, ПБ на ВТУ, Русе, 1991.
4. Михайлов Л., С. Иванов, Сборник задачи по електрически подстанции, ПБ на ТУ,
Русе, 1992.

Русе, 2014 г
. Съставил: ................................. …….
/доц. д-р инж. Л.Михайлов/

Релейна защита
2

1. ОБЩИ СВЕДЕНИЯ ЗА РЕЛЕЙНАТА ЗАЩИТА. ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
И ИЗИСКВАНИЯ КЪМ РЕЛЕЙНАТА ЗАЩИТА. ВИДОВЕ РЕЛЕТА.
ПАРАМЕТРИ И ИЗИСКВАНИЯ КЪМ ТЯХ. ВИДОВЕ РЕЛЕЙНИ ЗАЩИТИ.
ОПЕРАТИВНИ ТОКОВИ ВЕРИГИ.

1.1. Общи сведения за релейната защита
Повредите в електрическите съоръжения и недопустимите им претоварвания
могат да предизвикат нарушаване на нормалното електрозахранване на
потребителите. За бързото
отстраняване на повредените участъци от мрежата и
за възстановяването на електрозахранването към електрическите съоръжения се
поставят релейни защити (РЗ).
РЗ представлява отделно реле или комплект от релета и спомагателни
устройства, свързани в подходяща схема.
Предназначението на РЗ е да определи дали в защитавания обект има
повреда и при наличие на такава, за възможно най-кратко време да изключи
прекъсвача на защитавания обект и да сигнализира за това.
На РЗ се възлага и задачата да реагира и сигнализира за опасни ненормални
режими при работата на електрическите съоръжения и в някой случаи да
въздейства на автоматичните устройства за
регулиране на режима на работа.
За да изпълни своето предназначение РЗ трябва да отговаря на следните
основни изисквания:
1. Бързина. Бързото изключване на повредите намалява вредните
последствия от тях. Ето защо РЗ трябва да има малко собствено време на
сработване.
2. Селективност (избирателност). Способността на РЗ да определи къде е
мястото на повредата и да изключи само повредения участък от мрежата се
нарича избирателност (селективност). РЗ трябва да е така устроена, че да
изключва само прекъсвача, които е най-близко до повредата.
3. Чувствителност. РЗ трябва да бъде достатъчно чувствителна, за да може
да реагира на най-малките възможни стойности на електрическата величина,
характеризираща състоянието на защитавания обект. Количествено
чувствителността на РЗ се определя с коефициента на чувствителност
ч
К, който
е отношението на минималната стойност на електрическата величина, на която
защитата трябва да реагира по проект (
min
X) при повреда в зоната, в която
защитата трябва да действа, към стойността на същата електрическа величина,
при която защитата заработва -
зз
X:
зз
min
чX
Х
К=
(1.1)
Допустимите минимални стойности на
ч
Кза различните видове защити са
[3] различни. Те са в границите от 1,2 … 2.

Релейна защита
3
4. Надеждност (сигурност). Поради голямото значение на РЗ за
непрекъснатото електроснабдяване на потребителите тя трябва да бъде сигурна.
РЗ трябва да бъде винаги готова да действа при всички появили се повреди, при
които е предвидено да заработи по проект.
Сигурността на РЗ зависи, както от надеждността на релетата, които
участват в нея, така и от надеждността на съединителните проводници,
монтажа
на защитата, измервателните трансформатори, към които се свързва, и
от източниците на оперативен ток. РЗ е толкова по-надеждна, колкото по-малък
брой отделни елементи участват в нея, т.е. колкото схемата и е по-проста.
1.2. Видове релета. Параметри и изисквания към тях.
Релето (механично или електронно) е основен
елемент във всяка схема на
РЗ. То е електрически апарат, който следи изменението на някаква
електрическа величина, характеризираща състоянието на защитаваната верига и
при предварително определена стойност на тази величина сработва и
предизвиква внезапното (скокообразно) изменение на тока или напрежението в
друга верига.
1. Според предназначението на релетата в РЗ, релетата
са основни и
спомагателни. Основни са тези релета, които следят изменението на
величината, характеризираща състоянието на защитавания обект. Всички
останали релета, които помагат на основните да изпълнят своето
предназначение, са спомагателни. Към спомагателните релета спадат: релетата
за време, които създават необходимото закъснение (нарочно забавяне) за
постигане на селективност в работата на защитите; помощните релета
, които
препредават импулса на основното реле към изключвателния електромагнит на
прекъсвача; сигналните релета, които показват, че РЗ е сработила.
2. Според величината, на която реагират, основните релета биват токови,
напреженови, мощностни (посочни), съпротивителни (дистанционни), газови,
топлинни.
Тъй като мощностните релета реагират на посоката на пренасяната
мощност, то те се наричат още и посочни.
Съпротивителните релета се наричат още и дистанционни поради това, че
измереното от тях съпротивление е пропорционално на разстоянието
(дистанцията) между релето и мястото на късото съединение (
к.с.).
Газовите релета реагират на количеството газ, преминаващ през тях.
Спомагателните релета са най-често напреженови и по-рядко токови.
Основните релета могат да заработват при нарастване на електрическата
величина – тогава те се наричат максимални, или при намаляване – наричат се
минимални. Някои релета заработват при определена разлика в стойностите на

една и съща електрическа величина, измерена в две различни точки на
защитавания обект. Тези релета се наричат диференциални.
3. Според принципа си на работа релетата биват:
• Електромагнитни – фиг.1.1. Те представляват електромагнит с
подвижна котва във формата на клапа (фиг.1.1. – а) или във формата на буквата

Z (фиг.1
.
който пр
следстви
на тока.
положен
котва пр
които за
се привл
със Z-об
Освен то
много по

Нед
контакти
Елек
напрежен
клапа).

• И



В т
магнитни
момент,
индукци
използв
а
.1 – б). Ре
ротича пр
ие на това
При пр
ние под д
редставля
атварят др
лича котв
разна кот
ова релета
о-малък о
достатък
ите. За да
ктромагн
нови рел
Индукцио
тях се и
ите потоц
въздейс
онните ре
ат като то
елетата мо
рез намот
а се привл
рекъсване
действието
ява спира
руга вери
ата при р
тва, но ко
ата с клап
от тока им
на елект
се избегн
нитните р
лета (гла
онни – фи
зползва
ци и инд
стващ въ
елета е то
окови, пос
Реле
огат да бъ
тката 1, съ
лича котв
на прот
о на пруж
ала. на п
ига и преп
релетата с
онсумиран
па се възв
м на зараб
тромагнит
не това се
релета се
вно със
иг.1.2.
принципа
дуктирани
ърху дис
ова, че вър
сочни и ди
ейна защи
ъдат за по
ъздава ма
вата 3 със
тичащия
жината 4
подвижна
предават
с клапа е
ната мощ
връщат в и
ботване. Т
Фиг.
а - кл
б – съ
1 – на
3 – ко
5 – по
6 – не
7 – ог
тните рел
е вземат с
е използв
Z-образн
Фиг
бара
1,2 –
кух
5 –
а на Фе
ите от тя
ск или
ртящият
истанцио
та
остоянен
агнитен п
с сила, пр
ток, кот
, която п
ата котва
импулса
по-голям
щност от р
изходно п
Това е неб
1.1. Елект
лапанен ти
ъс z образ
амотка; 2
отва; 4 – п
одвижен
еподвиже
граничите
лета е в
специални
ват широ
на котва)
г.1.2. Инд
абанна ко
– намотки
алумини
плътен ст
ерарис –
ях вихров
барабанн
момент з
онни релет
или пром
поток в м
ропорцион
вата се в
при релет
са прик
на релето
ма, отколк
релето с к
положени
благоприя
тромагнит
ип;
зна котва
– магнит
пружина;
контакт;
ен контак
ел.
вибриране
и мерки.
око в РЗ
) и като
дукционно
отва
и; 3 – маг
ев цилинд
томанен ц
взаимод
ви токове
на котва.
ависи от
та – фиг.1
менлив то
магнитопр
нална на
връща в
тата със Z
крепени к
о. Силата
кото при
клапа е по
ие при ток
ятно.
тни релет
а;
топровод;
;
кт;
ето на к
З като т
спомага
о реле с
гнитопров
ндър;
цилиндър
действиет
е създава
. Недост
честотата
1.2.
4
ок. Токът,
ровода. В
квадрата
изходно
Z-образна
контакти,
а, с която
релетата
о-голяма.
к, който е
та
;
котвата и
токови и
ателни (с
вод; 4 –
р.
о между
а въртящ
татък на
а. В РЗ се
4
,
В
а
о
а
,
о
а
.
е
и
и
с
у
щ
а
е

•
е
Пр
магнитоп
която пр
получава
контакт,
чувствит
голямо с
• м
Въ
поток, с
протичан
чувствит
време на
поради т
протичащ
мостове.
• П
определе
промени
Фиг.1.5.
електроди
рез намот
провода
ротича то
а въртящ
затваря
телни от
собствено
магнитоел
ъртящият
създаван
нето на
телни и
а сработв
това, че
щия ток, р

Поляризов
ена посо
и посокат
Поляризо
инамични
тката 1
3. Котват
ок
2
I. От
момент,
ящ коман
индукцио
о забавяне
лектрични

момент с
от пост
тока пр
с малка
ване и с
посоката
релето се
вани реле
ка котва
а на тока
овано рел
Реле
релета –

Ф
1
2
3
протича
та на рел
взаимод
който зав
ндваната
онните, к
е. В РЗ се
и релета –
Фиг
1 – п
2 – п
3 – н
се получа
тоянния
рез подви
консумац
са много
а на върт
е използва
ета – фиг.
ата 4 се
а, котвата

ле
ейна защи
фиг.1.3.
Фиг.1.3. Е
1 – неподв
2 – подвиж
3 – магнит
ток
1
I,
лето предс
действието
върта боб
от рел
консумир
използва
– фиг.1.4.
.1.4. Магн
постоянен
подвижна
неподвиж
ава от вз
магнит
ижната б
ция (10
−
чувствит
тенето на
а като пос
1.5.

маг
пос
маг
изм
маг
пос
нам
час
намира
а се прем
та
Електроди
вижна на
жна намо
топровод
който съ
ставлява
о на магн
бината 2.
ето вери
рат по-мал
ат като по

нитоелект
н магнит;
а намотка
жен стоман
заимодейс
и магни
бобина 2
W
10−
), н
телни къ
а бобина
сочно в сх
Те
гнитоелек
стоянният
гнитопров
меня в за
гнитния п
стоянния
мотка 3, к
сти. При
в изходн
мества в
инамично
мотка;
отка;
д.
ъздава м
въртяща
нитния по
На нейна
ига. Тези
лка мощн
осочни рел
трично ре

;
нен магни
ствието м
тния пот
2. Тези
но имат г
ъм механ
ата зависи
хемите с т
са ра
ктричните
т магнит
вода 2. Н
ависимост
поток, кой
ток,
която е р
и протич
но полож
противоп
о реле
магнитен
се бобин
оток и то
ата ос е пр
и релета
ност, но
елета.
еле
итопрово
между ма
ток, създ
релета с
голямо с
нични сът
и от пос
токоизпр
азновидно
е
т 1 на
Намагнитв
т от пос
йто се съ
протичащ
азделенат
чане на
жение. К
положна
5
поток в
на 2, през
ока
2
I се
рикрепен
а са по-
имат по-
од.
агнитният
даван от
са много
собствено
тресения.
соката на
авителни
ост на
релета.
амагнитва
ването се
соката на
ъздава от
щ през
та на две
ток