Hur fungerar skyddsreläer?

 

I moderna elkraftsystem spelar skyddsreläer en avgörande roll. De är speciellt utformade elektriska enheter som övervakar anomalier i det elektriska systemet, såsom överström, kortslutning, överbelastning och jordfel. När dessa anomalier upptäcks genererar skyddsreläer snabbt signaler som utlöser strömbrytare eller andra skyddsanordningar för att bryta den felaktiga kretsen, vilket förhindrar skador på utrustningen eller större elektriska avbrott. Den här artikeln kommer att fördjupa sig i arbetsprincipen, kärnkomponenterna, arbetsprocessen och betydelsen av skyddsreläer i det elektriska systemet för att hjälpa läsarna att bättre förstå denna nyckelenhet.

 

Vad du kommer att lära dig i den här artikeln:

 

 

• Grundläggande koncept för skyddsrelä
• Kärnkomponenter i skyddsrelä
• Arbetsprincip för skyddsrelä
• Skyddsreläets inre struktur
• Arbetsprocess för skyddsrelä
• Kooperativ Arbete Av Skydd Relä
• Responstid för skyddsrelä
• Test och underhåll av skyddsrelä
• Betydelsen av skyddsrelä

 

 

Skyddsreläer är speciellt utformade elektriska enheter som övervakar anomalier i det elektriska systemet, såsom överström, kortslutning, överbelastning och jordfel. När dessa anomalier upptäcks genererar skyddsreläer snabbt signaler som utlöser strömbrytare eller andra skyddsanordningar för att bryta den felaktiga kretsen, vilket förhindrar skador på utrustningen eller större elektriska avbrott. Om du vill lära dig mer om denna del kan du läsa vår tidigare artikel "Vad gör ett skyddsrelä?"

 

 

 

Sensorer:

Sensorer används för att detektera parametrar som ström och spänning i det elektriska systemet. Till exempel används strömtransformatorer (CT) för att mäta ström, och spänningstransformatorer (PT) används för att mäta spänning.

 

Relä:

Ett relä är en elektromagnetisk enhet som kan styra öppning och stängning av utgångskretsar baserat på insignaler som ström och spänning.

 

Ange värdeinställningar:

Skyddsreläer har vanligtvis justerbara inställningsvärden för att definiera när skyddsåtgärder ska utlösas. Exempelvis kan inställningsvärdet för överströmsskydd ställas in något högre än den normala driftströmmen.

 

 

 

Överströmsskydd:

Överströmsskyddsreläer fungerar när den detekterade strömmen överstiger ett inställt värde. Den är lämplig för att upptäcka kortslutningar och överbelastningsfel. Dess prestanda kan optimeras genom att justera inställt värde och tidsegenskaper.

 

Differentiellt skydd:

Differentialskyddsreläer jämför strömmen på båda sidor av utrustningen för att avgöra om ett fel har uppstått internt. Det är avgörande för att skydda viktig utrustning som transformatorer och generatorer. Differentialskyddsreläer kan använda strömtransformatorer (CT) för att noggrant mäta strömmen.

 

Avståndsskydd:

Avståndsskyddsreläer uppnår selektiv verkan baserat på de olika funktionsegenskaperna för felpunktsavståndet från skyddsanordningen. Den beräknar felavståndet genom att mäta fasskillnaden mellan spänning och ström. Avståndsskyddsreläer implementeras vanligtvis med hjälp av impedansreläer. Att förstå typerna av skyddsreläer är till stor hjälp för att förstå deras arbetsprinciper. Du kan hänvisa till vår tidigare artikel "Vilka är de olika typerna av skyddsreläer?" för mer detaljerad information.

 

 

 

Elektromagnetisk spole:

Hjärtat i ett skyddsrelä är en elektromagnetisk spole som kan generera ett magnetfält när en ström passerar genom den. När strömmen överstiger ett inställt värde förstärks magnetfältet, vilket gör att reläet agerar.

 

Kontaktsystem:

Reläets kontakter är en viktig del av styrkretsen. När reläet verkar, drar eller trycker den magnetiska kraft som genereras av den elektromagnetiska spolen till kontakterna, vilket öppnar eller stänger kretsen.

 

Mekanisk struktur:

Reläets mekaniska struktur inkluderar fjädrar, spakar och stöd, som hjälper kontakterna att röra sig korrekt när reläet verkar, vilket säkerställer att kretsen öppnas eller stängs ordentligt.

 

Ställdon:

I vissa typer av skyddsreläer används ett ställdon för att förstärka reläets åtgärdssignal för att driva större brytare.

 

 

Övervakning:

Skyddsreläer övervakar kontinuerligt parametrar som ström och spänning i det elektriska systemet genom sensorer.

 

Jämförelse och bedömning:

Reläet jämför de övervakade parametrarna med förinställda värden. Om parametrarna överskrider det inställda värdeområdet, bedömer reläet det som en anomali.

 

Åtgärdssignal:

När en anomali upptäcks genererar skyddsreläet en åtgärdssignal.

 

Utlösande kretsbrytare:

Åtgärdssignalen överförs till strömbrytaren, vilket gör att den löser ut och bryter den felaktiga kretsen.

 

Återställ och återstänga:

Efter att felet har upptäckts och isolerats återgår skyddsreläet till normal drift.

 

01. Övervakning av skyddsrelä

 

Övervakningssteget för skyddsreläet är en nyckellänk i säker drift av det elektriska kraftsystemet. Det involverar hur skyddsreläet kontinuerligt övervakar nyckelparametrar i det elektriska systemet, såsom ström, spänning, effekt och frekvens, för att bedöma det elektriska systemets tillstånd och upptäcka avvikelser. Följande är en detaljerad beskrivning av övervakningsstadiet:

 

Sensorernas roll:

I övervakningsstadiet använder skyddsreläer sensorer för att detektera nyckelparametrar i det elektriska systemet. Dessa sensorer inkluderar strömtransformatorer (CT) och spänningstransformatorer (PT), som omvandlar högspänning och högström till lågspänning och liten ström som reläet kan hantera för övervakning och analys.

 

Realtidsövervakning:

Skyddsreläer övervakar kontinuerligt parametrar som ström, spänning, effekt och frekvens i det elektriska systemet. Dessa parametrar är avgörande för att utvärdera det elektriska systemets tillstånd och för att upptäcka anomalier. Genom realtidsövervakning kan skyddsreläer snabbt identifiera avvikelser i det elektriska systemet, såsom överström, kortslutning, överbelastning etc., och vidta motsvarande skyddsåtgärder.

 

Datainsamling och bearbetning:

Skyddsreläer samlar in och bearbetar övervakad data, vilket gör det lättare att analysera och bedöma det elektriska systemets drifttillstånd. Detta kan innefatta sampling, filtrering och förstärkning av data för parametrar som ström och spänning för att förbättra övervakningens noggrannhet och tillförlitlighet.

 

Parameterjämförelse:

Skyddsreläer jämför parametrarna som övervakas i realtid med förinställda värden. Dessa inställda värden bestäms utifrån det elektriska systemets egenskaper och skyddskrav. Om de övervakade parametrarna överskrider det förinställda värdeområdet kommer skyddsreläet att bedöma det som en anomali och utlösa motsvarande skyddsåtgärd.

 

Felvarning:

Förutom att utlösa skyddsåtgärder när parametrar överskrider inställda värden, kan skyddsreläer även avge varningssignaler när parametrar närmar sig förinställda värden, vilket påminner drift- och underhållspersonal att vidta lämpliga förebyggande åtgärder för att undvika fel.

 

Övervakning av dataregistrering och lagring:

Under övervakningsstadiet registrerar och lagrar skyddsreläer övervakad data, inklusive realtidsvärden och historiska värden för parametrar som ström, spänning, effekt och frekvens. Dessa data är avgörande för felanalys och systemoptimering, vilket hjälper drift- och underhållspersonal att förstå driftstatusen för det elektriska systemet, identifiera potentiella problem och göra motsvarande underhåll och justeringar.

 

02. Jämförelse- och bedömningsstadiet för skyddsrelä

 

Jämförelse- och bedömningsstadiet för skyddsreläet är kärnlänken i detekteringen av elsystemfel och skyddsåtgärder. I detta skede jämför skyddsreläet parametrarna som övervakas i realtid med förinställda värden för att avgöra om det finns fel i det elektriska systemet, såsom överström, kortslutning, överbelastning och jordfel. Följande är en detaljerad beskrivning av detta steg:

 

Ange värdeinställningar:

Skyddsreläer har justerbara inställningsvärden, som bestäms utifrån det elektriska systemets egenskaper och skyddskrav. Till exempel inställt värde för överströmsskydd, startström för differentialskydd och felavstånd för avståndsskydd. Rimliga inställningsvärden är avgörande för att skyddsreläet ska kunna bedöma fel korrekt och undvika felfunktioner.

 

Parameterjämförelse:

Skyddsreläer jämför parametrarna som övervakas i realtid, såsom ström, spänning, effekt och frekvens, med förinställda värden. Genom jämförelse kan man avgöra om parametrarna i det elektriska systemet ligger inom normalområdet och på så sätt identifiera om det finns fel.

 

Felsökning:

Baserat på jämförelseresultaten bedömer skyddsreläet om det finns fel i det elektriska systemet, vilket kan innefatta överström, kortslutning, överbelastning och jordfel. Om de övervakade parametrarna överskrider det förinställda värdeområdet kommer skyddsreläet att bedöma det som en anomali och utlösa motsvarande skyddsåtgärd.

 

Feltypsbedömning:

Efter att ha upptäckt ett fel måste skyddsreläet bedöma typen av fel för att vidta rätt skyddsåtgärder. Till exempel, om den övervakade strömmen överstiger det inställda värdet, måste skyddsreläet bedöma om det är ett överbelastnings- eller kortslutningsfel och vidta motsvarande skyddsåtgärd.

 

Felets svårighetsgrad:

Efter att ha fastställt feltypen måste skyddsreläet bedöma hur allvarlig felet är för att fastställa prioritet och strategi för skyddsåtgärden. Till exempel, om ett kortslutningsfel upptäcks måste skyddsreläet bedöma storleken och varaktigheten av kortslutningsströmmen för att avgöra om omedelbar effektbrytare krävs.

 

Utförande av skyddslogik:

Enligt bedömningen av feltyp och svårighetsgrad exekverar skyddsreläet motsvarande skyddslogik, såsom att utlösa strömbrytarens utlösning, utfärda larmsignaler och starta reservutrustning. Utförandet av skyddslogik är avgörande för att snabbt kunna isolera fel och säkerställa en stabil drift av det elektriska systemet.

 

03. Åtgärdssignalssteg för skyddsrelä

 

Handlingssignalsteget är en nyckellänk i skyddsreläets arbetsprocess. Det handlar om hur skyddsreläet snabbt genererar och sänder åtgärdssignaler efter att ha upptäckt avvikelser i det elektriska systemet, såsom överström, kortslutning, överbelastning etc., för att utlösa strömbrytare eller andra skyddsanordningar för att bryta den felaktiga kretsen. Följande är en detaljerad beskrivning av handlingssignalsteget:

 

Generering av åtgärdssignal:

När skyddsreläet upptäcker avvikelser som överström, kortslutning eller överbelastning, genererar det en åtgärdssignal baserat på den förinställda skyddslogiken och inställda värden. Denna signal kan vara en elektrisk signal eller en mekanisk signal, beroende på den specifika designen och implementeringen av skyddsreläet.

 

Signalöverföring:

Åtgärdssignalen överförs sedan till strömbrytaren eller andra skyddsanordningar. I komplexa elektriska system kan signalen behöva överföras via kablar eller kommunikationsnät till motsvarande skyddsanordningar. Signalöverföringens tillförlitlighet är avgörande för att snabbt kunna isolera fel och säkerställa en stabil drift av det elektriska systemet.

 

Signalförstärkning och överföring:

I vissa fall kan åtgärdssignalen som genereras av skyddsreläet behöva förstärkas för att utlösa större skyddsanordningar som strömbrytare. Manöverdon och andra enheter kan användas för att förstärka signalen för att säkerställa tillförlitlig funktion av skyddsanordningarna.

 

Signalbekräftelse och utförande:

När åtgärdssignalen tas emot måste strömbrytaren eller andra skyddsanordningar bekräfta signalen och utföra motsvarande åtgärd. Detta kan inkludera att strömbrytaren löser ut eller starta backup-skyddsanordningar. Hastigheten för signalbekräftelse och utförande är avgörande för att snabbt kunna isolera fel och säkerställa en stabil drift av det elektriska systemet.

 

Signalinspelning och övervakning:

Under åtgärdssignalsteget kommer funktionsstatusen för skyddsreläet och tillhörande utrustning att övervakas, och relevanta data kommer att registreras för efterföljande analys och utvärdering. Detta hjälper drift- och underhållspersonal att förstå skyddsreläets arbetsstatus, bedöma effektiviteten av skyddsåtgärder och utföra motsvarande underhåll och justeringar.

 

Sammanfattningsvis är åtgärdssignalsteget för skyddsreläet en viktig del av hanteringen av elsystemfel. Det involverar signalgenerering, överföring, förstärkning och exekvering för att snabbt stänga av felaktiga kretsar, vilket förhindrar expansion av fel och strömavbrott. Korrekt hantering av åtgärdssignaler kan säkerställa snabb återställning och tillförlitlig drift av det elektriska systemet.

 

04. Utlösande kretsbrytarsteg för skyddsrelä

 

Det utlösande brytarsteget är en nyckellänk i skyddsreläets arbetsprocess. Det handlar om hur skyddsreläet snabbt genererar signaler för att utlösa effektbrytare efter att ha upptäckt anomalier i det elektriska systemet, såsom överström, kortslutning, överbelastning, etc., för att bryta den felaktiga kretsen och förhindra expansion av felet och strömavbrott . Följande är en detaljerad beskrivning av utlösningsbrytarsteget:

 

Detektering av anomali:

När skyddsreläet upptäcker anomalier som överström, kortslutning eller överbelastning genom sensorer, kommer det att bedöma det som en anomali och generera en åtgärdssignal. Denna signal kan vara en elektrisk signal eller en mekanisk signal, beroende på den specifika designen och implementeringen av skyddsreläet.

 

Signalöverföring:

Åtgärdssignalen överförs sedan till strömbrytaren eller andra skyddsanordningar. I komplexa elektriska system kan signalen behöva överföras via kablar eller kommunikationsnät till motsvarande skyddsanordningar. Hastigheten på signalöverföringen är avgörande eftersom den direkt påverkar hastigheten på felisoleringen och det elektriska systemets stabilitet.

 

Effektbrytare:

När åtgärdssignalen tas emot kommer strömbrytaren att lösas ut snabbt och bryta den felaktiga kretsen. Detta förhindrar fortsatt flöde av felström och skyddar andra delar av det elektriska systemet från skador.

 

Felisolering:

Strömbrytarens utlösningsverkan isolerar det defekta området från resten av det elektriska systemet, vilket begränsar inverkan av felet och förhindrar ytterligare expansion. Sammanfattningsvis är skyddsreläets utlösningsbrytarsteg en kritisk länk för att vidta åtgärder efter att ha upptäckt avvikelser. Det involverar signalgenerering, överföring och strömbrytare för att snabbt stänga av felaktiga kretsar, vilket skyddar en stabil och säker drift av det elektriska systemet.

 

05. Återställning och återstängning av skyddsrelä

 

I det elektriska systemet är återställnings- och återstängningssteget för skyddsreläet ett nyckelsteg för att säkerställa att systemet kan återhämta sig från fel och återuppta driften. Detta steg innefattar följande steg:

 

Feleliminering:

Efter att skyddsreläet löser ut strömbrytaren för att bryta den felaktiga kretsen, kommer underhållspersonal att utföra felelimineringsarbete. Detta kan innefatta att inspektera och reparera skadad utrustning, rensa bort skräp från ledningar och byta ut felaktiga komponenter för att säkerställa att felet inte längre existerar.

 

Reläåterställning:

Efter feleliminering måste skyddsreläet återställas för att återuppta övervakningen av det elektriska systemets funktion. Återställningsprocessen kan innefatta att radera reläets felposter, återställa skyddsreläets status och återställa skyddsvärdena för att återställa det till dess ursprungliga normala övervakningstillstånd.

 

Återstängning av strömbrytare:

Efter att ha bekräftat att felet har eliminerats och att systemet är säkert, kommer strömbrytaren att stängas igen för att återställa normal strömförsörjning till det elektriska systemet. Återförslutningsprocessen kan innebära mekaniska operationer eller automatiska återförslutningskommandon från styrsystemet.

 

Systemverifiering:Efter att strömbrytaren har återstängts är det nödvändigt att verifiera det elektriska systemet för att säkerställa att det har återgått till normal drift. Detta kan innefatta att kontrollera parametrar som spänning, ström och frekvens för att bekräfta att det inte finns några avvikelser.

 

Övervakning och inspelning:Under återställnings- och återstängningsskedet kommer skyddsreläets och tillhörande utrustnings funktionsstatus att övervakas och relevanta data kommer att registreras för efterföljande analys och utvärdering. Sammanfattningsvis, återställnings- och återförslutningsstadiet för

skyddsrelä är en viktig del av hanteringen av elsystemfel. Det säkerställer att det elektriska systemet snabbt kan återhämta sig från fel och återuppta normal drift. Korrekt återställning och återstängning kan minska tiden för strömavbrott och förbättra det elektriska systemets tillförlitlighet och stabilitet.

 

 

Samarbete mellan sensorer och relä:

Strömtransformatorer (CT) och spänningstransformatorer (PT) omvandlar högspänning och högström till lågspänning och liten ström som reläet kan hantera. Dessa sensorer måste vara nära anpassade till reläet för att säkerställa noggrann mätning och tillförlitlig prestanda.

 

Samarbete mellan relä och effektbrytare:

Åtgärdssignalerna som genereras av skyddsreläet måste snabbt och tillförlitligt kunna överföras till effektbrytaren. Detta uppnås vanligtvis genom kablar eller kommunikationsnätverk. Strömbrytaren måste kunna reagera snabbt på signalen att bryta den felaktiga kretsen.

 

Samarbete mellan relä och skyddssystem:

I komplexa elektriska system kan flera skyddsreläer arbeta tillsammans för att bilda ett skyddande nätverk. Dessa reläer måste kunna kommunicera med varandra, samordna sina handlingar och uppnå bästa skyddseffekt.

 

 

Åtgärdstid:

Skyddsreläets åtgärdstid är tiden från det att ett fel detekteras till att en åtgärdssignal genereras. Denna tid måste vara så kort som möjligt för att minimera inverkan av felet på det elektriska systemet.

 

Strömbrytarens åtgärdstid:

Efter att ha mottagit åtgärdssignalen från reläet behöver strömbrytaren en viss tid för att lösa ut och bryta kretsen. Denna tid måste också vara så kort som möjligt för att säkerställa snabb felisolering.

 

 

Regelbundna tester:

För att säkerställa skyddsreläets tillförlitlighet och prestanda är regelbundna tester väsentliga. Detta inkluderar simulering av feltillstånd, kontroll av reläets aktionstid och noggrannhet med mera.

 

Underhåll och kalibrering:

Skyddsreläer behöver regelbundet underhåll och kalibrering för att säkerställa deras långsiktiga stabila drift. Detta inkluderar rengöring av kontakter, kontroll av sensorer och kalibrering av inställda värden. I processen för att säkerställa säker och stabil drift av det elektriska systemet är tillförlitligheten och prestandan hos skyddsreläet avgörande. Regelbundna tester och underhåll är väsentliga för att säkerställa långtidsstabil drift av skyddsreläet. Här rekommenderar vi RDJB-1600KSkyddsrelätestset, som kan tillhandahålla exakta och effektiva testlösningar för skyddsreläer.

 

RDJB-1600KSkyddsrelätestsetFördelar:

 

• Simulering av olika feltillstånd:RDJB-1600K kan simulera olika feltillstånd, såsom överström, kortslutning, överbelastning, etc., för att heltäckande testa prestandan hos skyddsreläer.
• Exakt åtgärdstid och noggrannhetstestning:Testaren kan noggrant mäta skyddsreläets verkanstid för att säkerställa tillförlitligt slutförande av feldetektering och strömbrytares verkan inom en angiven tid.
• Lätt att använda:Gränssnittet för RDJB-1600KAvståndsskyddsrelätestareär enkel och lätt att använda, vilket gör att du enkelt kan bemästra testprocessen.
• Perfekta inspelnings- och analysfunktioner:Testresultat kan visas i realtid och sparas, skrivas ut och exporteras för efterföljande analys och utvärdering.
• Regelbundet underhåll och kalibrering:RDJB-1600KAvståndsskyddsrelätestare har även perfekta underhålls- och kalibreringsfunktioner, inklusive rengöring av kontakter, kontroll av sensorer och kalibrering av inställda värden, för att säkerställa att skyddsreläet förblir i bästa skick.
• Kompatibilitet:RDJB-1600K kan vara kompatibel med olika typer av skyddsreläer och strömbrytare, vilket uppfyller testbehoven för olika elektriska system.
• Professionell service efter försäljning:Vi tillhandahåller omfattande eftermarknadstjänster, inklusive felsökning av utrustning, utbildning och teknisk support, för att säkerställa din sinnesfrid.

 

Välj RDJB-1600KAvståndsskyddsrelätestareför att skydda ditt elsystem. Vi tror att denna testare kommer att ge dig exakta och pålitliga testupplevelser av skyddsrelä och bidra till säker och stabil drift av det elektriska systemet. Kontakta oss nu för att lära dig mer om produktdetaljerna och lägga till ett lager av skydd för din elsäkerhet.

 

 

Skyddsreläer är väsentliga för säker drift av det elektriska kraftsystemet. De kan snabbt upptäcka och isolera fel, vilket förhindrar skador på utrustning och omfattande elektriska avbrott. I komplexa elektriska nätverk säkerställer skyddsreläer systemets tillförlitlighet och stabilitet.

 

 

Arbetsprincipen för skyddsreläer är baserad på realtidsövervakning och jämförelse av elektriska systemparametrar. När anomalier upptäcks utlöser de omedelbart strömbrytare för att stänga av felaktiga kretsar. Att förstå mekanismen för skyddsreläer är avgörande för elektriker och kraftsystemdesigners, eftersom det är direkt relaterat till säkerheten och effektiv drift av det elektriska systemet. När det elektriska systemet utvecklas och tekniken går framåt, kommer skyddsreläer att fortsätta att spela en viktig roll för att säkerställa tillförlitligheten och stabiliteten hos strömförsörjningen.