Kako rade automatski reklozeri (AR) u električnim mrežama

Glavni energetski zahtjevi potrošača su pouzdanost i neprekinuto napajanje. Transportni tokovi energije iz električnih mreža pokrivaju stotine i tisuće kilometara. Na takvim udaljenostima dalekovodi mogu biti pod utjecajem različitih prirodnih i fizičkih procesa koji oštećuju opremu, stvaraju struje curenja ili kratke spojeve.

Kako bi se spriječilo širenje nesreća, svi dalekovodi opremljeni su zaštitama koje konstantno prate sve potrebne parametre električne energije u stvarnom vremenu te u slučaju kvara brzo isključuju napajanje iz dalekovoda pritiskom na prekidač ugrađen na strane kraja voda generatora.

U tu svrhu svi dalekovodi polažu se između sklopnih transportnih čvorova, tzv električne trafostanice, na kojem su koncentrirani energetski uređaji, mjerni uređaji, kao i oprema za zaštitu i automatizaciju.

Do kvara na dalekovodu može doći iz različitih razloga s različitim trajanjem. Obično se dijele u dvije skupine koje djeluju:

1. kratkoročno;

2. dugo vremena.

Primjer prve manifestacije kvara može biti roda koja leti iznad vodiča nadzemnog dalekovoda tako da raširenim krilima smanjuje električni otpor izolacijskog sloja zraka između faznih potencijala i tako stvara put za struja kratkog spoja proći kroz njegovo tijelo.

Drugi slučaj karakteriziraju vandali koji vatrenim oružjem gađaju izolatore iz lovačke puške, uništavaju nosače elementarnim nepogodama ili udarima vozila koja se pri slaboj vidljivosti velikom brzinom zabijaju u stupove.

U svakom slučaju, zaštita će otkriti kvar i otvoriti prekidač. Struje kratkog spoja prestat će prolaziti kroz mjesto kratkog spoja, stvara se prekid napajanja bez struje.

No potrošačima električne energije potrebna je opskrba električnom energijom jer bez nje više ne mogu živjeti. Stoga je potrebno sklopkom i što je brže moguće vod uključiti pod napon.

To se radi automatski u nekoliko faza ili ručno od strane operativnog osoblja prema strogo definiranom algoritmu.

Kako funkcionira automatsko ponovno zatvaranje (AR).

Sve trafostanice imaju sklopke za napajanje koje se mogu kontrolirati sustavima automatizacije ili radnjama dispečera. Za to su opremljeni solenoidi:

• upaliti;

• ugasiti.

Primjenom napona na odgovarajući solenoid dolazi do komutacije primarne mreže.Razmotrite opciju automatskog upravljanja prekidačima putem namjenskih automatskih reklozera.

Nakon što se strujni vod odvoji od zaštite, odmah počinje automatsko ponovno uključivanje. No, ne daje napon na vod odmah nakon isključenja, već s vremenskom odgodom potrebnom za samouništenje kratkotrajnih uzroka, na primjer, strujnog udara rode na tlu.

Za svaku vrstu dalekovoda, na temelju statističkih studija, preporučuju se vlastita vremena koja osiguravaju razdoblje kratkotrajnih kvarova. Obično je to oko dvije sekunde ili nešto više (do četiri).

Nakon isteka zadanog vremena, automatizacija daje napon solenoidu za uključivanje: linija se stavlja u rad. U ovoj situaciji aktivacija se može izvršiti:

1. uspješno kada se kvar sam otklonio (roda je prošla kroz zonu žice);

2. nije uspio ako je, na primjer, zmaj dobio na žice i kabel njegovog pričvršćivanja nije imao vremena da izgori do kraja.

Nakon uspješnog uključivanja sve je jasno. Kratki prekid struje neće naškoditi korisnicima i u većini slučajeva oni to jednostavno neće primijetiti.

U slučaju neuspjelog automatskog isključivanja, situacija s potrošačima je komplicirana: kvar ostaje, a linijska zaštita je ponovno skinula napon s njega - potrošači se ponovno isključuju. Tako je prvi pokušaj ponovnog zatvaranja bio neuspješan.

Kako bi se povećala pouzdanost informacija, nakon nekog vremena, na primjer 15 ÷ 20 sekundi, ponovno se automatski pokušava uključiti linija pod opterećenjem.

Praksa korištenja dvostrukog automatskog zatvaranja visokonaponskih vodova pokazala je svoju učinkovitost u 15 slučajeva aktiviranja od stotinu. Uzimajući u obzir da se do 50% hitnih isključenja eliminira prvim prekidačem, a do 15% drugim, ukupna pouzdanost prebacivanja linije pod opterećenjem korištenjem dvostrukog ciklusa značajno se povećava, dosežući razinu od 60 ÷ 65% .

Ako se nakon drugog pokušaja ponovnog spajanja kvar ne riješi i zaštita ponovno aktivira prekidač, tada je kvar trajan i zahtijeva vizualnu procjenu servisnog osoblja i popravak. Nemoguće je uključiti takav vod pod opterećenjem dok kvar ne otkloni terenska ekipa. I potrebno je neko vrijeme da se pronađe to mjesto i poprave.

Napon se primjenjuje na popravljeno područje u ručnom načinu rada nakon brojnih provjera kako bi se isključila ponovna pojava kvara.

Načela rada automatskih reklozera razmatranih za nadzemni vod u potpunosti su prikladna za upravljačke uređaje autobusa, dionica, transformatora, elektromotora i druge niskonaponske ili visokonaponske energetske opreme.

Zahtjevi za automatsko ponovno zatvaranje

Brzina uključivanja

Kako bi se stvorila pouzdanost sustava, potrebno je odabrati optimalne uvjete za postavljanje automatizacije na temelju sljedećih čimbenika:

• osiguranje prekida za sprječavanje ionizacije medija, isključujući ponovno paljenje luka u slučaju brzog uključivanja;

• mogućnosti tehničkog dizajna prekidača za brzo prebacivanje opterećenja u hitni način rada;

• ograničavanje prekida nestrujne pauze u radu opreme i drugih karakteristika tehnološkog procesa.

Uvjeti lansiranja

Automatizacija mora raditi nakon bilo kakvog isključivanja zaštite ili spontanog, pogrešnog rada prekidača. Prilikom ručnog uključivanja ili pomoću daljinskog upravljača, automatsko ponovno spajanje ne bi trebalo raditi, jer u slučaju pogreške osoblja, na primjer, ako se prijenosno ili stacionarno uzemljenje ostavi i ne ukloni, zaštita će aktivirati kvar, a napon ne može biti ponovno primijenjen na njega.

Stoga, strukturno, automatsko ponovno uključivanje nakon dugog putovanja nije spremno za rad i vraća svoje karakteristike u nekoliko sekundi od trenutka uključivanja prekidača.

Trajanje višestrukih pojačanja

Rezerva energije uređaja za automatsko zatvaranje mora osigurati automatsko izvršavanje ciklusa prekidača:

1. Isključeno — Uključeno — Isključeno za jednokratni rad;

2. Isključeno — Uključeno — Isključeno — Uključeno — Isključeno za dvostruke algoritme.

Na kraju ciklusa, automatizacija mora biti onemogućena.

Postavite zadanu točku za sat

Duljinu kašnjenja između okidanja prekidača strujnog kruga i uključivanja automatske opreme mora prilagoditi operativno osoblje, uzimajući u obzir specifične lokalne uvjete.

Oporavak performansi

Nakon uspješnog rada automatskog sustava dolazi do gubitka njegove rezerve energije.Mora se oporaviti uz kratko unaprijed određeno vrijeme kako bi upozorio uređaje na novu operaciju pri pokretanju.

Pouzdanost naredbe koju izdaje automatizacija

Veličina izlaznog signala i njegovo trajanje iz automatizacije moraju biti dovoljni za pouzdano upravljanje prekidačem.

Mogućnosti blokiranja operacija

U električnim mrežama stvaraju se uvjeti kada određene zaštite moraju isključiti operaciju automatskog zatvaranja nakon njihove aktivacije. Na primjer, kada se frekvencija u mreži smanji zbog priključenja velikog broja korisnika, neki od njih se moraju isključiti. Redoslijed takvih operacija predviđen je u dizajnu frekvencijskog rasterećenja, gdje su manje kritični priključci već dodijeljeni za uklanjanje snage iz njih. U tom slučaju, rad njihovog automatskog ponovnog uključivanja mora biti blokiran naredbom za blokiranje koja dolazi od odgovarajuće zaštite.

Vrste uređaja za automatsko zatvaranje

Višestruke akcije

Ovisno o namjeni automatskog ponovnog uključivanja, projektirani su za rad u jednom ili dva ciklusa. Praktična istraživanja pokazuju da ako instalirate trostruko automatsko ponovno zatvaranje, njihova učinkovitost ne prelazi 3%, a to je vrlo malo. Stoga se takvi sustavi automatizacije uopće ne koriste.

Metode utjecaja na aktiviranje prekidača

Stari aktuatori s oprugom i opterećenjem koristili su mehanički dizajn zatvaranja, prenoseći silu prednapregnute opruge ili podignutog tereta izravno na uređaj za isključivanje bez vremenskog kašnjenja.

Takvi mehanizmi ne zahtijevaju dodatni izvor napajanja, ali imaju mali prekid bez struje i složeni uređaj koji nije vrlo pouzdan. Sada se ne koriste i potpuno su zamijenjeni električnim sustavima.

Broj kontroliranih faza prekidača

Zaštitni i automatski sklopovi mogu istovremeno djelovati na sve tri faze strujnog kruga ili odabrati onu na kojoj se dogodio incident.

Trofazno automatsko zatvaranje (TAPV) je nešto jednostavnije u dizajnu i principu rada, a jednofazni (OAPV) izgrađeni su prema složenijoj shemi, imaju veliki broj mjernih i logičkih elemenata. Na primjer, u relejnoj verziji standardnih ploča, TAPV se nalazi u kutiji koja je manja od polovice širine ploče.

Postavljanje logičkih elemenata koji rade prema OAPV algoritmima zahtijeva prostor u prostoru koji zauzima posebna ploča.

Uvođenjem statičkih releja i mikroprocesorskih uređaja, veličina automatizacije počela se značajno smanjivati.

Metode upravljanja za krugove automatskog ponovnog uključivanja

Kada se prekidač aktivira na naredbu iz automatskog ponovnog uključivanja, nakon aktiviranja zaštite, strujni krug se dijeli na dva dijela. U ovom trenutku može doći do neusklađenosti harmonika napona u vremenu (kutni pomak, faza), što stvara složene prijelazne pojave i uzrokuje rad zaštite.

Prema stupnju važnosti opreme, automatizacija se može provesti za rad:

1. nema provjere sinkronizacije;

2. sa synchrocheckom.

Prve konstrukcije mogu se koristiti:

• u elektroenergetskim sustavima sa zajamčenom opskrbom kada nisu potrebne provjere sinkronizma i kvalitete napona.Jednostavne TAPV sheme stvorene su za ovaj slučaj;

• opreme koja omogućuje asinkrono uključivanje — asinkrono automatsko ponovno spajanje (NAPV);

• za prekidače opremljene brzim zaštitama i pogone koji mogu raditi u vremenu koje isključuje podjelu elektroenergetskog sustava na asinkrone dionice-brzo automatsko ponovno uključivanje (BAPV).

Provjere sinkronizacije izvode se kada:

• provjera prisutnosti napona, na primjer na liniji - KNNL;

• nedostatak kontrole napona — KONL;

• čekanje sinkronizacije — KOS;

• sinkronizacija — KUS.

Kompatibilnost automatskog ponovnog uključivanja s radom uređaja relejne zaštite i automatizacije

Algoritmi se mogu implementirati za automatsko ponovno zatvaranje:

• ubrzanje obrane;

• postavljanje redoslijeda rada prekidača na različitim međusobno povezanim vezama;

• interakcija s automatskom opremom za frekvencijsko rasterećenje;

• korištenje neselektivnog prekida struje u kombinaciji s automatskim ponovnim uključivanjem, što omogućuje smanjenje struje kratkog spoja;

• kombinacije s automatskim prebacivanjem prijenosa i nekim drugim slučajevima.

Vrsta radne struje

Najveću pouzdanost imaju uređaji za automatizaciju koji rade na temelju energije akumulacijskih baterija prikupljenih u sustavu napajanja radnih krugova. Ali zahtijevaju složenu tehničku opremu i stalno održavanje od strane stručnjaka.

Posljedično, razvijeni su drugi sustavi koji se temelje na snazi ​​iz krugova izmjenične struje preuzetih iz pomoćnih transformatora (TSN), struje (CT) ili napona (VT).Najčešće se koriste u malim, udaljenim trafostanicama koje servisiraju mobilni električari.

Princip rada najjednostavnije jednostrelne automatske linije za zatvaranje

Logika koja se koristi za automatske reklozere s jednim ciklusom može se objasniti na dijagramu starog, ali još uvijek radnog elektromagnetskog principa AR releja (RPV-58).

Krug se napaja istosmjernim radnim naponom + HU i - HU. AR relejem upravljaju sljedeći krugovi:

• kontrola sinkronizma;

• položaj kontakta prekidača u isključenom stanju (RPO);

• dopuštenje za pripremu;

• zabrana automatskog ponovnog uključivanja.

AR komplet uključuje releje:

• vrijeme RT;

• srednji RP s dvije zavojnice:

• struja I;

• napon U.

Kondenzator C se nakon dovođenja napona u upravljačku kutiju puni preko elemenata logičkih sklopova pripremne dozvole. A kada se formiraju automatski krugovi bez ponovnog uključivanja, naboj se blokira odabirom otpornika R1 i R2.

ShU napon se dovodi na zavojnicu vremenskog releja RV nakon što se prekidač isključi kroz vremenske upravljačke krugove i on svojim kontaktom izvodi zadanu vremensku odgodu.

Nakon zatvaranja normalno otvorenog kontakta RV, kondenzator se prazni na naponsku zavojnicu srednjeg releja RP, koji se aktivira i svojim zatvorenim kontaktom RP preko vlastite strujne zavojnice izdaje + ShU solenoidu za zatvaranje sklopke za napajanje.

Prema tome, APV relej šalje strujni impuls iz prethodno napunjenog kondenzatora C za zatvaranje strujnog prekidača nakon što ga aktivira treptalica RU signala i preklapanje N zatvaranjem RP kontakta.

Svrha H ploče je onemogućiti automatsko ponovno uključivanje servisnog osoblja prilikom prebacivanja.

Relej za automatsko zatvaranje statičkih elemenata

Korištenje poluvodičke tehnologije promijenilo je veličinu i dizajn elektromagnetskih releja dizajniranih za uređaje za automatsko zatvaranje. Postali su kompaktniji, praktičniji u postavkama i postavkama postavki.

A princip rada relejnog kruga, ugrađen u logiku elektromagnetskih releja, ostao je isti.

Značajke potpore uređaja za automatsko zatvaranje

Tijekom rada, uređaji za zaštitu i automatizaciju koji su pušteni u rad samo su pod nadzorom servisnog osoblja koje kontrolira ispravan rad opreme. Pristup drugih stručnjaka njima je ograničen. organizacijski uvjeti.

Sve operacije automatskog zatvaranja bilježe automatika, zapisničari i zapisnici dispečera u dnevnik rada. Relejno osoblje analizira ispravnost svakog aktiviranja uređaja relejne zaštite i automatike i to evidentira u tehničkoj dokumentaciji.

Za provođenje periodičkog održavanja, uređaji za automatsko ponovno uključivanje, zajedno s drugim sustavima, povlače se iz upotrebe i prenose osoblju službe MSRZAI za preventivne mjere, koji nakon obavljenih pregleda sastavljaju zapisnik, donose zaključak o njihovoj uporabnosti i sudjelovati u puštanju u pogon eksploat uređaji relejne zaštite raditi
Vidi također: Kako rade automatski sklopni uređaji (ATS) u električnim mrežama