Для обеспечения надёжного электроснабжения потребителей, предотвращения разрушения оборудования электроустановок и сохранения устойчивой работы генераторов и энергосистем необходимо возможно быстрее отключать повреждённый участок, а так же своевременно ликвидировать появляющиеся ненормальные режимы, опасные для потребителей и оборудования. В процессе эксплуатации электрооборудования могут возникать повреждения, приводящие к коротким замыканиям (КЗ). Короткие замыкания возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции, обрывов проводов, ошибочных действий персонала и других причин. В большинстве случаев развитие аварий может быть предотвращено быстрым отключением повреждённого участка электроустановки или сети при помощи специальных автоматических устройств, получивших название р е л е й н а я з а щ и т а, которые действуют на отключение выключателей. Благодаря этому сокращаются размеры или даже совсем предотвращаются повреждения оборудования на котором возникло КЗ, а также восстанавливается работа неповреждённого оборудования.

Первым основным назначением РЗ является выявление места возникновения КЗ и быстрое автоматическое отключение выключателей повреждённого оборудования или участка сети от остальной неповреждённой части электроустановки или сети.

Кроме повреждений электрооборудования, могут возникать нарушения нормальных режимов работы, которые не представляют непосредственной опасности для оборудования и могут самоустраниться при помощи устройств электроавтоматики, т.е. включением АПВ, АВР, АЧР и отключением оборудования с выдержкой времени.

Вторым основным назначением РЗ является выявление нарушений нормальных режимов работы оборудования и подача предупредительных сигналов обслуживающему персоналу или отключение оборудования с выдержкой времени.

Основные требования к РЗ.

Быстродействие. Для обеспечения надёжной работы генераторы, трансформаторы, линии электропередачи и все другие части электроустановки или электросети должны оснащаться быстродействующей релейной защитой. Современные устройства быстродействующей РЗ имеют время действия 0,02—0,1с.

Селективность или избирательность. Селективностью называется способность релейной защиты выявлять место повреждения и отключать его только ближайшими к нему выключателями, при этом остальная неповреждённая часть электроустановки останется в работе. Очень важное значение имеет выполнение требования селективности для обеспечения правильной ликвидации аварии, в противном случае неселективные действия защиты могут привести к ещё более тяжёлым последствиям аварии. В ряде случаев одновременное выполнение требований селективности и быстродействия вызывает серьёзные трудности и требует существенного усложнения защиты. В таких случаях в первую очередь обеспечивается выполнение того из требований, которое в данных конкретных условиях являются определяющим.

Чувствительность. Защита должна обладать такой чувствительностью к тем видам повреждений и нарушений нормального режима работы в данной электроустановки или электросети, на которые она рассчитана, чтобы было обеспечено её действие в начале возникновения повреждения, чем сокращаются размеры повреждения оборудования в месте КЗ. Чувствительность защиты должна также обеспечивать её действие при повреждениях на смежных участках. Если по какой-либо причине не отключится ближайший к месту КЗ выключатель, то должна сработать защита следующего к источнику питания выключателя и отключить его. Такое действие защиты называется дальним резервированием смежного или следующего участка.

Надёжность. Требование надёжности состоит в том, что защита должна правильно и безотказно действовать на отключение выключателей оборудования при всех его повреждениях и нарушениях нормального режима работы, для действия при которых она предназначена, и не действовать в нормальных условиях, а также при таких повреждениях и нарушениях нормального режима работы, при которых действие данной защиты не предусмотрено, а должна действовать другая защита. Требование надёжности обеспечивается совершенством принципов защиты и конструкций аппаратуры, добротностью деталей, простотой выполнения, а также уровнем эксплуатации.

Изображение схем РЗ на чертежах.

Для изображения на чертежах схем релейной защиты применяются специальные условные обозначения электрических машин, аппаратов, реле, приборов и др. Условные обозначения периодически пересматриваются и вводятся для обязательного применения, приближая их к международным стандартам. Аппараты изображаются на схемах, как правило, в положениях, соответствующих отсутствию напряжения на всех цепях. Однако для схем РЗ допускается изображение контактов реле в рабочем положении готовности к действию.

В зависимости от назначения применяются три основных вида схем релейной защиты: принципиальные, монтажные и структурные.

Принципиальные схемы РЗ и цепей управления выключателями выполняются по отдельным цепям: тока, напряжения, оперативного тока, сигнализации и т.д. В этих схемах реле и другие аппараты изображаются в расчленённом виде, т.е. обмотки реле изображаются в одной части схемы, контакты – в другой и т.д. Схемы внутренних соединений реле, их зажимы и источники оперативного тока на принципиальных схемах не показываются. Сложные схемы поясняются надписями, указывающими назначение отдельных цепей.

Монтажные схемы представляют собой рабочие чертежи, по которым производится монтаж панелей релейной защиты, автоматики, управления, сигнализации и др. На монтажных схемах реле, приборы, зажимы и соединяющие их провода располагаются, как на панели, и маркируются. Монтажные схемы, на которых отражены все фактические соединения, выполненные при монтаже и наладке, называются исполнительными.

Структурные схемы применяются для изображения общей структуры устройств релейной защиты и автоматики без выделения отдельных реле и других аппаратов. Они изображаются не с помощью условных обозначений, а в виде целых узлов или органов устройства и взаимных связей между ними. Узлы и органы обычно изображаются прямоугольниками, в которые помещаются надписи или условные индексы, поясняющие назначение данного узла или органа. Для изображения структурных схем используются также условные обозначения логических элементов.