Релейная защита: взгляд в прошлое
Автор: Пуляев Виктор Иванович, заместитель начальника Департамента информационно-технологических систем – руководитель направления аналитики, мониторинга и эксплуатации ИТС ОАО «ФСК ЕЭС»
Совершенствование устройств релейной защиты (РЗ) непосредственно связано с общим прогрессом электроэнергетики, ставившей перед РЗ все новые и новые задачи.
Задача обеспечения надежной защиты электрооборудования встала перед энергетиками с первых дней развития отрасли.
Первая высоковольтная линия электропередачи (ВЛ) трехфазного переменного тока была построена под руководством выдающегося русского инженера Михаила Осиповича Доливо-Добровольского. Высоковольтная линия электропередачи длиной 170 км и напряжением 15 кВ соединила ГЭС близ местечка Лауфен с городом Франкфурт-на-Майне, где проходила Международная электротехническая выставка.
В числе других элементов на ВЛ были смонтированы и устройства ее защиты от повреждений.
Официальный пуск ВЛ состоялся 25 августа 1891 г. Однако перед пуском ВЛ возникли неожиданные затруднения. Дело в том, что ВЛ пересекла территории четырех германских земель, и местные власти очень опасались высокого напряжения. Люди испытывали страх перед деревянными столбами с табличками, на которых был изображен череп. Люди очень опасались обрыва провода и падения его на землю, хотя было разъяснено, что все меры безопасности предусмотрены и ВЛ надежно защищена. Тогда М. О. Доливо-Добровольскому пришлось провести опасный, но убедительный эксперимент. На границе двух земель собрались представители местных властей. Включили ВЛ под напряжение и на глазах у всех присутствующих искусственным путем оборвали провод, который с яркой вспышкой упал на рельсы железной дороги. М.О. Доливо-Добровольский сейчас же подошел и поднял провод голыми руками – настолько он был уверен, что спроектированная им защита сработает надежно. Это было первое короткое замыкание и первое правильное срабатывание РЗ, но чтобы этого достичь, учеными и практиками была проделана большая работа.
Самые первые «релейщики» – разработчики теории и конструкции электроизмерительных приборов, реле.
1751 г. Г. В. Рихманом создан первый измерительный прибор – электроскоп, который уже содержал основной принцип построения измерительного прибора и реле: взаимодействие двух сил, одна из которых является функцией измеряемой величины, а другая функцией положения подвижной части.
1757 г. М. В. Ломоносов, изучая электрические явления, дал идею использования сил взаимодействия электрических токов для построения электроизмерительных приборов.
1832 г. Русским ученым П. Л. Шиллингом был впервые разработан и построен аппарат (прототип реле). Этот аппарат составил существенную часть вызывного прибора в изобретенном им телеграфе.
1833–1844 гг. Русские ученые Э. Х. Ленц и Б. С. Якоби создали учение об электромагнитной индукции, дав, таким образом, предпосылки для построения индукционных приборов и реле.
1837 г. Аппарат получил применение в телеграфии, в связи с чем, по-видимому, и получил наименование «реле» (французское слово relais в первоначальном смысле соответствовало русским выражениям «перекладные лошади», «почтовая станция», где стояли сменные лошади).
1845 г. Немецкий физик Г.Р. Кирхгоф сформулировал основные законы расчета сложных электроэнергетических систем.
Широкое применение для защит реле получают в начале XX столетия.
В истории развития отечественной техники РЗ непосредственную роль сыграли две мировые войны и либерализация экономики. В 1888 г. в Риге был создан завод Всеобщей электрической компании (ВЭК). Во время Первой мировой войны летом 1915 г., когда немецкие войска приблизились к городу, завод был эвакуирован в Харьков, где был образован Харьковский электромеханический завод (ХЭМЗ). Во время Великой Отечественной войны, когда осенью 1941 г. немецкие войска приблизились к Харькову, несколько цехов завода, в том числе и цех, где изготовлялись реле защиты, были эвакуированы в Чебоксары. До 1992 г. Чебоксарский электроаппаратный завод (ЧЭАЗ) был единственным заводом производителем и поставщиком техники РЗА для электроэнергетической отрасли СССР. С 1992 г. в России появилось несколько фирм разработчиков, производителей и поставщиков техники РЗА.
Важную роль в развитии РЗА играли и играют эксплуатационные службы РЗА.
Первая служба РЗА была образована в УСЭ (Ленэнерго). Приказом от 4 октября 1928 года первым заведующим релейной службой был назначен Прилуцкий Иван Иванович. В то время в службе работали Рыжов П. И., Иванов В. И., автор первой в СССР книги по релейной защите (1931 г.), и другие выдающиеся «релейщики». Многие устройства, разработанные инженерами службы в то время (конец 20-х – начало 30-х годов), являются прообразами существующих и ныне устройств релейной защиты и автоматики.
Михаил Осипович Доливо-Добровольский (2.01.1862–15.11.1919) Родился в России, работал в Германии. Из-за участия в студенческом движении он был исключен из университета и поехал учиться в Германию, где в 1884-м окончил с отличием высшее техническое училище в Дармштадте и поступил на работу конструктором на заводы электротехнической компании Deutsche Edison-Gesellschaft fur angewandte Elektricitat (впоследствии фирма AEG; с 1909-го – директор этой фирмы). Доказал оптимальность системы трехфазного тока, построил первый трехфазный генератор переменного тока и создал трехфазный асинхронный двигатель (1888–1889), построил первую трехфазную систему передачи электроэнергии (1891).
Электротехника того времени использовала постоянный ток. Михаилу Осиповичу Доливо-Добровольскому и Николе Тесла принадлежит честь создания генераторов переменного тока, которые совершили революцию в электротехнике. В 1889 году Доливо-Добровольский построил трехфазный двигатель и электрическую систему, по которой передается трехфазный ток напряжением 8500 В, мощностью 220 кВт на расстояние 175 км. Он построил ее всего за один год.
Доливо-Добровольский первым обнаружил, что самый экономичный способ передачи энергии на расстояние — сверхвысокие напряжения в миллионы вольт и постоянный ток. Вынужденный эмигрировать из России, Доливо-Добровольский почти всю жизнь прожил в Германии, но не отказался от русского подданства.
Источник: Журнал «Релейщик» №1 декабрь 2008
Веб: http://energyexpert.ru/content/view/561/70/