Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таoлим вазирлиги

Т. Дадажонов

“РЕЛЕ ҲИМОЯСИ ВА АВТОМАТИКА“

фанидан

ЎҚУВ ҚЎЛЛАНМА


Фарғона-2004
Кириш

К.1. Фаннинг мақсади ва вазифалари

Реле ҳимояси энергосистеманинг ишончли ва тежамли ишлашини таъминловчи автоматиканинг бир қисми бўлиб электр системасида юзага келувчи шикастланиш ва нормал бўлмаган режимларни автоматик равишда бартараф қилиш учун хизмат қилади. Реле ҳимояси ҳимояланаётган энергосистема элементининг ҳолати ва ишлаш режимларини узлуксиз назорат қилади ва уларда шикастланиш ёки нормал бўлмаган режим юзага келганда ишга тушади.

Энергосистемада шикастланиш ҳосил бўлганда реле ҳимояси шикастланган элементни аниқлайди ва уни системанинг шикастланмаган қисмидан шикастланиш токларини узишга мўлжалланган махсус виключателларга таъсир қилиш йўли билан ажратиб қўяди. Нормал бўлмаган режим ҳосил бўлганда реле ҳимояси нормал режимни тиклаш учун зарур бўлган амалларни бажаради ёки назоратчи персоналга сигнал беради.
Автоматика қурилмалари системанинг нормал режимини тезлик билан автоматик равишда тиклаш учун хизмат қилади. Асосий автоматика қурилмаларига автоматик қайта улаш (AҚУ) резервни автоматик улаш (РАУ) ва автоматик частотавий енгиллаштириш (АЧЕ) киради.
Электр таъминоти системасиниинг ўзига хос характерли белгилари, уларда бўладиган жараёнларнинг катта тезликда кечиши ва авария характерига эга бўлган шикастланишларнинг юзага келиши мумкинлигидир. Шу сабабли электр таъминоти системасининг ишончли ва тежамли ишлашига автоматик бошқариш йўли билангина эришиш мумкин. Бунинг учун ҳар хил автоматик бошқариш қурилмалари ишлатилади. Улар орасида асосий ўринладан бирини автоматик реле ҳимояси қурилмалари эгаллайди.
Реле ҳимояси қурилмалари электр қурилмаларда шикастланиш ёки анормал режим юзага келганда ишлайди. Энг хавфли ва кўп содир бўладиган шикастланиш қисқа туташувдир. Қисқа туташувлар электр қурилмаларининг фазалари орасида ёки нейтрали ерга уланган электр тармоқларида фаза билан ер орасида бўлиши мумкин. Бундан ташқари қисқа туташувлар ва фаза узилиши билан боғлиқ бўлган мураккаб шикастланишлар ҳам содир бўлиши мумкин. Электр машиналари ва трансформаторларда юқорида кўрсатилган шикастланишлардан ташқари битта фаза ўрамлари орасида ҳам туташув юзага келиши мумкин.
Қисқа туташув натижасида электр таъминоти тизимининг нормал ишлаши бузилади. Жумладан,, синхрон генераторлар, компенсаторлар ва электр двигателларнинг синхронизациядан чиқиши ва истеъмолчиларнинг ишлаш режимлари бузилиши мумкин. Бундан ташқари қисқа туташув токининг иссиқлик ва динамик таъсирлари ҳам хавфли бўлиб ҳисобланади.
Авариянинг ривожланишига йўл қўймаслик ва шикастланиш оқибатларини камайтириш учун қисқа туташувни тезлик билан аниқлаш ва шикастланган элементни узиш зарур. Айрим ҳолларда шикастланиш сониянинг улушларига тенг бўлган вақт ичида бартараф қилиниши зарур бўлади. Бундай вазифани инсон бажара олмаслиги ўз-ўзидан маълум. Шикастланган элементни аниқлаш ва узилиши зарур бўлган виключателга таъсир қилиш учун узишга ишловчи реле ҳимояси хизмат қилади.
Фанни ўрганишдан асосий мақсад релели ҳимоя ва автоматика қурилмаларининг таркибий қисмлари тўғрисида маълумотларга эга бўлиш, уларни ишлатиш бўйича кўникмалар ҳосил қилишдир. Ушбу фанни ўрганган талабалар релели ҳимоя ва автоматика қурилмаларининг таркибий қисмларини электр таъминоти тизимларида қўллаш, уларни уланиш схемаларини қуриш, схемалардаги ўрнатма қийматларини ҳисоблаш учун зарур билими ва кўникмаларга эга бўлишлари керак. Релели ҳимоя, автоматика ва телемеханика мосламаларининг вазифалари, уларнинг таркибий қисмлари ва функционал қисмлари билан танишиш, ҳимоя қурилмаларига қўйиладиган асосий талабларни ва ишлаш принципларини билишдан иборат. ЭТТнинг РҲ ва А фанининг мақсади РҲ ва А қурилмаларини ҳисоблаш ва параметрларини танлашга доир техникавий масалаларни мустақил ечиш бўйича кўникмаларга эга бўлишга ёрдам беришдан иборат.
Реле ҳимоясининг асосий элементи бўлиб махсус аппарат реле ҳисобланади. Айрим ҳолларда узгич ва ҳимоя битта ҳимоя ҳамда коммутация қурилмасида бирлаштирилган бўлади, масалан эрувчан сақлагич кўринишида.
Нейтрали ердан изоляцияланган ёки ёй сўндирувчи реактор орқали ерга уланган электр тармоқларида бир фазали ерга туташув қисқа туташув бўлиб ҳисобланмайди, яъни катта токларнинг ҳосил бўлиши билан боғлиқ бўлмайди. Фазалар орасидаги кучланиш ўзгармайди ва электр таъминоти тизимининг иши бузилмайди. Лекин бундай режимни нормал деб ҳисоблаб бўлмайди, чунки шикастланмаган фазаларнинг ерга нисбатан кучланиши ортади ва бир фазали ерга туташувнинг кўп фазали қисқа туташувга ўтиш хавфи юзага келади. Шу сабабли бир фазали ерга туташув маълум вақт давомида бартараф қилиниши зарур. Ерга туташувдан реле ҳимояси асосан сигналга ишлайди. Фақат айрим ҳолларда, масалан, катта қувватли генераторларда ёки тоғ-кон саноати электр таъминоти тизимларида сигналга эмас балки узишга ишлайдиган қилиб бажарилади.
Айрим ҳолларда электр қурилмаларининг ўта юкланиши ёки ташқи қисқа туташувлар таъсирида нормал бўлмаган режимлар юзага келиши мумкин. Бу ҳолда шикастланмаган элементдан катта токлар ўтиб изоляциянинг вақтидан илгари эскиришига ва ишдан чиқишига олиб келиши мумкин. Ташқи қисқа туташувлар таъсирида ҳосил бўладиган катта токлар шикастланган элементнинг реле ҳимояси ишлагандан кейин узилиши натижасида бартараф қилинади.
Электр қурилмаларда ўта юкланишлардан сигналга ишловчи махсус ҳимоя ўрнатилади. Бундай ҳимоя ишлаб сигнал бергандан кейин оператив персонал ўта юкланишни бартараф қилиш чораларини кўради. Оператив персонал бўлмаган подстанцияларда ўта юкланишлардан реле ҳимоя истеъмолчиларнинг маълум қисмини узишга ёки электр қурилмани манбадан ажратишга ишлайдиган қилиб бажарилади.
Параллел ишлайдиган синхрон электр машиналарнинг тебраниш режими ҳам нормал бўлмаган режим бўлиб ҳисобланади. Бундай режим қисқа туташувлар натижасида юзага келади ва айрим синхрон машиналарнинг тормозланишига ҳамда бошқаларининг тезланишигага олиб келади. Натижада ток ортиб кучланиш камаяди. Ток ва кучланиш таъсир этувчи қийматларининг ўзгариши тебранувчи характерига эга бўлади. Бундай ҳолларда реле ҳимояси узишга ишламаслиги керак. Нормал режимни тиклаш учун айрим ҳолларда махсус аврияга қарши автоматика (АҚА) қўлланилади. АҚА тебранишлар юзага келганда ва турғунлик бузилганда системани синхрон ишламайдиган қисмларга бўлиб ташлайди. Бундан шундай хулоса келиб чиқадики истеъмолчиларни электр энергияси билан ишончли ва узилишларсиз таъминлаш учун фақатгина реле ҳимоясининг ўзи етарли эмас. Буни қуйидаги электр таъминотининг схемаси мисолида ҳам кўриш мумкин (К.1-расм). Тарқатиш пунктининг (ТП) шиналари одатда иккита секция кўринишда бажарилади. Секция орасидаги QЗ виключател нормал режимда узилган бўлади. Таъминлаш манбалари (ТМ) дан келадиган линиялар фақат ўз секцияларига уланади. ТП ни таъминловчи линиялардан бири шикастланганда ва ўз реле ҳимояси ишлаб узилганда у уланган секциянинг электр таъминоти тўхтайди. Электр таъминотини резервни автоматик улаш (РАУ) қурилмаси ёрдамида секция виключатели QЗ ни улаш йўли билан тиклаш мумкин.

К.1-расм. Тарқатиш пунктининг бир чизиқли схемаси

Электр таъминоти тизимларини автоматлаштириш электр энергиясини узатиш ва тақсимлаш жараёнларини ишончлигини орттиради, шикастланиш юз берганда оператив олдини олиш имконини беради. Электр таъминоти тизимларида қўлланилган автоматик бошқариш тизимларининг вазифаси қуйидагилардан иборат: шикастланган элемент ёки қисмни тез узиш ёки бошқа шикастланмаган қисмидан ажратиш; нормал бўлмаган иш режимининг (масалан, ўта юкланиш) олдини олиш; истемолчилар электр таъминотини тез тиклаш, авария юз берган манбани тармоқдан ажратиш; истеъмолчиларни белгиланган кучланишини таъминлаш; синхрон машиналарни ишга тушириш ва тўхтатиш; энергетик тизимда актив қувват етишмаганда истеъмолчиларни бир қисмини ўчириш ва шу кабилар.
Ҳаво электр узатиш линияларидан фойдаланиш тажрибаси уларда содир бўладиган шикастланишларнинг кўпчилиги турғун бўлмаслиги, яъни линия узилганда барҳам топиши ва қайта уланганда линия нормал ишлашда давом этиши мумкинлигини кўрсатади. Қайта улаш автоматик қайта улаш (АҚУ) қурилмаси ёрдамида бажарилади.
Ҳар қандай электр таъминоти тизими элементининг шикастланиш ва узилиши, умуман, электр тизимининг ишига таъсир қилади. Масалан, истеъмолчиларнинг бир қисмининг узилиши ишлаб чиқарилаётган электр энергиянинг керагидан ортиқча бўлишига ва натижада частотанинг рухсат этилмайдиган қийматларигача ортишига сабаб бўлиши мумкин. Бундан ташқари, қуввати катта генераторнинг узилиши электр энергиянинг етарли бўлмаслигига ва натижада энергосистема турғунлигининг бузилишига олиб келиши мумкин. Бундай жарёнлар тез амалга ошиши сабабли оператив персонал уларни бартараф қилиш ва тезликда нормал режимни тиклаш имкониятига эга эмас. Бундай вазифаларни автоматик қурилмалар бажариши мумкин. Масалан, частотани тиклаш вазифасини автоматик частотавий енгиллаштириш (АЧЕ) қурилмаси бажаради.