Реле хамгаалалтын релений төрлүүд: цахилгаан механик, статик, тоон
Цахилгаан эрчим хүчний систем найдвартай, тасралтгүй ажиллахад реле хамгаалалт шийдвэрлэх үүрэгтэй. Богино залгаа, газардуулгын гэмтэл, хэт ачаалал зэрэг хэвийн бус горим үүсэхэд түүнийг богино хугацаанд илрүүлж, гэмтэлтэй хэсгийг таслуур-аар салгаснаар хүчний трансформатор, дамжуулагч, хөдөлгүүр зэрэг үнэтэй тоноглолыг эвдрэлээс хамгаалдаг. Технологийн хөгжилтэй уялдан хамгаалалтын элемент нь цахилгаан механик, статик, тоон гэсэн гурван үе шатыг дамжин өнөөгийн олон функцт төхөөрөмж болж хувьсан өөрчлөгдсөн юм.
Цахилгаан механик реле
Хамгийн анхны бөгөөд уламжлалт төрөл нь цахилгаан механик реле юм. Эдгээр нь хэмжигдэж буй гүйдэл болон хүчдэл-ийг соронзон орон, механик эргэлт болгон хувиргаж, тодорхой хязгаараас хэтрэхэд контактаа хааж ажилладаг. Индукцийн дискэн реле, соронзон таталцлын зарчмаар ажилладаг реле нар түгээмэл байв.
- Гаднын тэжээлгүйгээр хэмжих хэлхээний эрчим хүчээр шууд ажилладаг тул энгийн, бат бөх.
- Цахилгаан соронзон саатал (гармоник, шуугиан)-д харьцангуй тэсвэртэй.
- Гэхдээ хөдлөх эд ангитай тул элэгдэж, тос хатах, контакт исэлдэх зэргээр тогтмол засвар шаарддаг.
- Овор ихтэй, тохируулгын нарийвчлал бага, нэг реле нэг л функц гүйцэтгэдэг.
Статик буюу аналог электроник реле
ХХ зууны дунд үеэс транзистор, диод, операцын өсгөгч зэрэг хагас дамжуулагч элементэд суурилсан статик реле нэвтэрсэн. "Статик" гэдэг нь хөдлөх эд ангигүй гэсэн утгатай. Хэмжсэн дохиог аналог хэлбэрээр боловсруулж, харьцуулах хэлхээгээр шийдвэр гаргадаг.
- Хөдлөх эд ангигүй тул хурдан ажиллаж, элэгдэл багатай.
- Гүйдэл, хүчдэлийн трансформатор дээрх ачаалал (burden) бага, мэдрэмж сайжирсан.
- Харин хагас дамжуулагч элемент температур, чийг, хэт хүчдэлийн импульст мэдрэг, хугацаа өнгөрөхөд параметр нь хазайдаг сул талтай.
Тоон буюу микропроцессор реле
Өнөөгийн стандарт болсон тоон реле нь гүйдэл, хүчдэлийн аналог дохиог аналог-тоон хувиргагчаар дискрет утга болгож, микропроцессороор тооцоолон шийдвэр гаргадаг. Нэг төхөөрөмж дотор олон төрлийн хамгаалалт, хэмжилт, бүртгэл, харилцаа холбооны функцийг нэгтгэсэн байдаг.
- Олон функц: хэт гүйдэл, зайн, дифференциал, чиглэлт хамгаалалтыг нэг блокт багтаадаг.
- Өөрийгөө оношлох чадвартай тул гэмтлээ өөрөө мэдээлдэг.
- Осциллограм, эвентийн бүртгэл хөтөлж, гэмтлийн шинжилгээг хялбар болгодог.
- Тохируулгыг программ хангамжаар уян хатан өөрчилдөг, овор жижиг.
Хэт гүйдлийн хамгаалалтын ажиллах гүйдлийг тохируулахдаа дараах ерөнхий зарчмыг ашиглана: I_ажиллах = (k_найд × k_өөрөө_эхлэлт / k_буц) × I_ачаалал.макс. Энд k_найд нь найдварын коэффициент, k_буц нь буцалтын коэффициент, I_ачаалал.макс нь хамгаалж буй шин буюу фаз-ын дээд ачаалал-ын гүйдэл юм. Тоон реле энэ тооцооллыг өндөр нарийвчлалтай, тогтвортой хадгалдаг давуу талтай.
Давуу, сул талын харьцуулалт ба чиг хандлага
Гурван үеийн релений гол ялгааг дараах байдлаар нэгтгэж болно:
- Найдвартай байдал: цахилгаан механик реле нь бүтцээрээ энгийн ч засвар их; тоон реле нь өөрийгөө хянадаг тул илэрхий гэмтлийг эрт мэдэрдэг.
- Функцийн уян хатан байдал: цахилгаан механикаас тоон руу шилжих тусам нэг төхөөрөмжийн боломж эрс нэмэгдсэн.
- Өртөг, эзлэхүүн: тоон реле нь хэдэн уламжлалт релений үүргийг гүйцэтгэж, самбарын зайг хэмнэдэг.
Өнөөгийн чиг хандлага нь ухаалаг электрон төхөөрөмж (IED)-т суурилж, IEC 61850 протоколоор дэд станц-ын автоматжуулалт, SCADA системд нэгдэн ажиллах явдал юм. Нэг IED нь хамгаалалт, хэмжилт, удирдлага, харилцаа холбоог зэрэг гүйцэтгэж, реактив чадал, чадлын коэффициент (cosφ), гармоник зэрэг чанарын үзүүлэлтийг хянах боломжийг олгодог.
Дүгнэлт
Реле хамгаалалтын элемент нь цахилгаан механикаас статик, улмаар тоон микропроцессор технологи руу шилжсэн нь найдвар, хурд, олон функцийн шаардлагаас үүдэлтэй жам ёсны хөгжил юм. Хуучин цахилгаан механик реле өнөөг хүртэл зарим байгууламжид ажиллаж байгаа ч шинэ төсөл, шинэчлэлтэд тоон реле, IED давамгайлж байна. Монголын хүйтэн уур амьсгал, өргөн уудам сүлжээний нөхцөлд эдгээр төхөөрөмжийг зөв сонгож, туслах тэжээл, температурын горим, тохируулгын зохицуулалтыг стандартын дагуу нягтлах нь системийн найдвартай, аюулгүй ажиллагааны үндэс болно.