1. Введение

Автоматические устройства электроэнергетических систем (устройства автоматического управления, защиты и информационного обеспечения) составляют в настоящее время существующую часть электрооборудования энергосистем и играют большую роль в обеспечении надежности и экономичности их функционирования.

Автоматические устройства, реализованные на дискретных транзисторах (требующих большого количества соединений пайкой, в которых происходило нарушение контакта), имели надежность гораздо ниже, чем аналоговые, выполненные на электромеханической элементной базе. Поэтому автоматика (а особенно, релейная защита) электроэнергетических систем в течение длительного времени строилась на старой электромеханической элементной базе.

Научно-технический прогресс в микроэлектронике и вычислительной технике обусловил интенсивную разработку аналоговых активных (в основном, на базе операционных усилителей интегрального исполнения) и цифровых функциональных элементов автоматических устройств. С появлением и распространением микроэлектронных элементов – интегральных микросхем, используемых для обработки как дискретных, так и аналоговых сигналов, - произошли радикальные измерения в элементной базе, применяемой для построения устройств управления и защиты электроэнергетических систем.

Автоматические устройства управления и защиты электроэнергетических систем (УРЗиА) можно разделить на две неравные части: выходную или исполнительную, осуществляющую энергетические управляющие воздействия на управляемые объекты, и информационную часть, выполняющую преобразование и обработку информации о состоянии управляемого объекта и формирование сигналов управления.

Подход к УРЗиА как к устройствам обработки информации хорошо согласуется с современным принципом их создания, основа которого универсальные или специализированные средства вычислительной техники и способы обработки информации. В настоящее время применяются оба известных вида вычислительных устройств – аналоговые и цифровые, а также их сочетания. Первыми пришли в технику автоматического управления аналоговые устройства, основу которых составили операционные усилители (ОУ) с глубокими обратными связями. Интенсивно идет внедрение в автоматику методов и средств цифровой вычислительной техники на основе интегральных микросхем. В настоящее время имеются как микросхемы малого уровня интеграции, позволяющие только миниатюризировать элементы цифровой вычислительной техники, так и микросхемы сверхбольшого уровня интеграции (СБИС), способные выполнить в одном кристалле все функции цифровой ЭВМ, включая ввод информации, проведение арифметических и логических операций, запоминание информации и ее вывод.

Как известно, при построении определенных реле и комплексных устройств широко используется электромеханическая элементная база, которая, очевидно, еще долгие годы будет применяться для осуществления простых интегральных цифровых комплексах РЗА, появляется возможность перехода к новым нетрадиционным измерительным преобразователям тока и напряжения – на основе оптоэлектронных датчиков, трансформаторов без ферромагнитных сердечников и т.д.

В данной работе в разделах 2 4 излагаются вопросы релейной защиты генераторов, трансформаторов и блоков генератор-трансформатор, выполненных на электромеханических реле или реле на операционных усилителях. В разделе 7 рассмотрены принципы выполнения релейной защиты на микропроцессорах. В конце пособия приводятся контрольные вопросы.

Пособие написано для студентов специальности «Электрические станции» и может быть полезно для эксплуатационного персонала энергетических систем.