Kuinka automaattiset jälleenkytkimet (AR) toimivat sähköverkoissa

Kuluttajien tärkeimmät tehovaatimukset ovat luotettavuus ja keskeytymätön virransyöttö. Sähköverkoista peräisin olevat liikenteen energiavirrat kattavat satoja ja tuhansia kilometrejä. Tällaisilla etäisyyksillä voimalinjoihin voivat vaikuttaa erilaiset luonnolliset ja fyysiset prosessit, jotka vahingoittavat laitteita, aiheuttavat vuotovirtoja tai oikosulkuja.

Onnettomuuksien leviämisen estämiseksi kaikki voimalinjat on varustettu suojauksilla, jotka valvovat jatkuvasti kaikkia tarvittavia sähkötehoparametreja reaaliajassa ja toimintahäiriön sattuessa katkaisevat virran nopeasti sähköjohdosta käyttämällä virtakytkintä, joka on asennettu generaattorin linjan pään puoli.

Tätä tarkoitusta varten kaikki voimajohdot vedetään kytkentäkuljetussolmujen, ns sähköasemat, johon on keskitetty teholaitteet, mittalaitteet sekä suoja- ja automaatiolaitteet.

Sähkölinjan vikaantuminen voi johtua useista eri syistä ja kesto vaihtelee. Yleensä ne jaetaan kahteen ryhmään, jotka toimivat:

1. lyhytaikainen;

2. pitkään.

Esimerkki vian ensimmäisestä ilmentymisestä voisi olla haikara, joka lentää ilmajohdon johtimien yli siten, että se levittäytyneillä siipillään vähentää eristävän ilmakerroksen sähkövastusta vaihepotentiaalien välillä ja luo siten polun oikosulkuvirta kulkemaan hänen kehonsa läpi.

Toiselle tapaukselle on tunnusomaista se, että vandaalit ampuvat eristeitä metsästyskivääristä ampuma-aseella, tukien tuhoutuminen luonnonkatastrofeissa tai törmäykset ajoneuvoissa, jotka törmäävät pylväisiin suurella nopeudella huonon näkyvyyden vuoksi.

Kummassakin tapauksessa suojat havaitsevat vian ja avaavat katkaisijan. Oikosulkuvirrat lakkaavat kulkemasta oikosulkukohdan läpi, syöttöön muodostuu virtakatkos.

Mutta sähkönkuluttajat tarvitsevat sähköä, koska he eivät voi enää elää ilman sitä. Siksi linja on käännettävä suoraksi kytkimellä ja mahdollisimman nopeasti.

Tämä tapahtuu automaattisesti useissa vaiheissa tai manuaalisesti käyttöhenkilöstön toimesta tiukasti määritellyn algoritmin mukaisesti.

Kuinka automaattinen uudelleenkytkentä (AR) toimii

Kaikilla sähköasemilla on tehokytkimet, joita voidaan ohjata automaatiojärjestelmillä tai välittäjätoimilla. Tätä varten ne on varustettu solenoidit:

• kiihottua;

• sammuttaa.

Jännitteen syöttäminen vastaavaan solenoidiin johtaa ensiöverkon kommutaatioon.Harkitse mahdollisuutta ohjata katkaisijoita automaattisesti erityisten automaattisten uudelleensulkimien avulla.

Kun sähköjohto on irrotettu suojauksista, automaattinen uudelleensulkeminen käynnistyy välittömästi. Mutta se ei syötä jännitettä linjaan välittömästi katkaisun jälkeen, vaan aikaviiveellä, joka on tarpeen lyhytaikaisten syiden, esimerkiksi maahan sähköiskun saaneen haikaran, itsensä tuhoamiseksi.

Kullekin voimalinjatyypille suositellaan tilastollisten tutkimusten perusteella omaa ajankohtaa, joka varmistaa lyhytaikaisten vikojen jaksot. Yleensä tämä on noin kaksi sekuntia tai hieman enemmän (jopa neljä).

Kun esiasetettu aika on kulunut, automaatio syöttää jännitteen päällekytkentäsolenoidille: linja otetaan käyttöön. Tässä tilanteessa aktivointi voidaan tehdä:

1. onnistunut, kun toimintahäiriö on poistunut itsestään (haikara on kulkenut lanka-alueen läpi);

2. epäonnistui, jos esimerkiksi leija joutui johtojen päälle ja sen kiinnityksen kaapeli ei ehtinyt palaa loppuun asti.

Onnistuneen sisällyttämisen jälkeen kaikki on selvää. Lyhyt sähkökatkos ei vahingoita käyttäjiä ja useimmissa tapauksissa he eivät yksinkertaisesti huomaa sitä.

Epäonnistuneen automaattisen sammutuksen sattuessa kuluttajien tilanne on monimutkainen: vika pysyy, ja linjasuoja on jälleen poistanut siitä jännitteen - kuluttajat irrotetaan jälleen. Näin ollen ensimmäinen yritys sulkea uudelleen epäonnistui.

Tietojen luotettavuuden lisäämiseksi jonkin ajan kuluttua, esimerkiksi 15 ÷ 20 sekunnin kuluttua, yritetään toinen automaattinen kytkeä linja päälle kuormitettuna.

Suurjännitejohtojen kaksinkertaisen automaattisen sulkemisen käytäntö on osoittanut tehokkuutensa 15 käyttötapauksessa sadasta. Ottaen huomioon, että jopa 50 % hätäpysäytyksistä eliminoituu ensimmäisellä katkaisijalla ja jopa 15 % toisella, kokonaisluotettavuus linjan kytkemisessä kuormitettuna käyttämällä kaksoisjaksoa kasvaa merkittävästi saavuttaen tason 60 ÷ 65 %. .

Jos vika ei poistu toisen uudelleenkytkentäyrityksen jälkeen ja suoja laukaisee katkaisijan uudelleen, vika on pysyvä ja vaatii huoltohenkilöstön silmämääräisen arvioinnin ja korjauksen. Tällaista linjaa ei voi kytkeä päälle kuormitettuna ennen kuin kenttähenkilökunta on poistanut vian. Ja sen paikan löytäminen ja korjaustöiden tekeminen kestää jonkin aikaa.

Jännite syötetään korjattavalle alueelle manuaalisessa tilassa useiden tarkastusten jälkeen vian toistumisen poissulkemiseksi.

Ajojohtoon harkitut automaattisten jälleenkytkimien toimintaperiaatteet soveltuvat täysin linja-autojen, osien, muuntajien, sähkömoottoreiden ja muiden pien- tai suurjännitelaitteiden ohjauslaitteisiin.

Automaattisen uudelleensulkemisen vaatimukset

Käynnistysnopeus

Järjestelmän luotettavuuden luomiseksi on tarpeen valita optimaaliset olosuhteet automaation asennukselle seuraavien tekijöiden perusteella:

• keskeytys väliaineen ionisoitumisen estämiseksi, valokaaren uudelleensytyttäminen hätätilanteessa;

• katkaisijan teknisen suunnittelun mahdollisuudet kuorman nopeaan kytkemiseen hätätilaan;

• rajoittaa jatkuvan tauon keskeytystä laitteiston toiminnassa ja muita teknologisen prosessin ominaisuuksia.

Käynnistysehdot

Automatisoinnin on toimittava suojausten tai kytkimen spontaanin, virheellisen toiminnan aiheuttaman sammutuksen jälkeen. Kun kytketään päälle manuaalisesti tai kaukosäätimellä, automaattinen uudelleenkytkentä ei saisi toimia, koska henkilöstövirheiden sattuessa, esimerkiksi jos kannettava tai kiinteä maadoitus jätetään pois, suojaukset laukaisevat vian, eikä jännite pääse sovelletaan siihen uudelleen.

Siksi rakenteellisesti automaattinen uudelleensulkeminen pitkän matkan jälkeen ei ole käyttövalmis ja palauttaa ominaisuudet muutamassa sekunnissa katkaisijan kytkemisestä päälle.

Useiden käynnistysten kesto

Automaattisten sulkemislaitteiden energiareservin on varmistettava jaksojen automaattinen suorittaminen katkaisijalla:

1. Pois — Päällä — Pois kertakäyttöä varten;

2. Pois — Päällä — Pois — Päällä — Pois kahdelle algoritmille.

Jakson lopussa automaatio on kytkettävä pois päältä.

Aseta tunnin asetuspiste

Katkaisijan laukaisun ja automaattisen laitteiston jännityksen välisen viiveen pituus on säädettävä käyttöhenkilöstön toimesta ottaen huomioon paikalliset erityisolosuhteet.

Suorituskyvyn palautuminen

Automaattijärjestelmän onnistuneen toiminnan jälkeen sen energiavarasto menetetään.Sen on palautuva lyhyessä ennalta määrätyssä ajassa varoittaakseen laitteita uudesta toiminnasta käynnistyksen yhteydessä.

Automaation antaman komennon luotettavuus

Automaatista tulevan lähtösignaalin suuruuden ja sen keston tulee olla riittävä ohjaamaan katkaisijaa luotettavasti.

Mahdollisuudet estää toiminnot

Sähköverkoissa luodaan olosuhteet, jolloin tiettyjen suojausten on suljettava pois automaattinen sulkeutuminen niiden aktivoitumisen jälkeen. Esimerkiksi kun verkon taajuus pienenee suuren käyttäjien määrän vuoksi, osa heistä on katkaistava. Tällaisten toimintojen järjestys on säädetty taajuuden purkamisen suunnittelussa, jossa vähemmän kriittisiä yhteyksiä on jo osoitettu virran poistamiseksi niistä. Tällöin niiden automaattisen uudelleensulkemisen toiminta on estettävä vastaavalta suojalta tulevalla lukituskomennolla.

Automaattisten sulkemislaitteiden tyypit

Useita toimia

Automaattisen uudelleensulkemisen tarkoituksesta riippuen ne on suunniteltu toimimaan yhdessä tai kahdessa jaksossa. Käytännön tutkimukset osoittavat, että jos asennat kolminkertaisen automaattisen uudelleensulkemisen, niiden tehokkuus ei ylitä 3%, ja tämä on hyvin vähän. Siksi tällaisia ​​automaatiojärjestelmiä ei käytetä ollenkaan.

Keinot vaikuttaa katkaisijan toimintaan

Vanhoissa jousi- ja kuormitustoimilaitteissa käytettiin mekaanisia sulkemismalleja, jotka siirsivät esikuormitetun jousen tai nostetun kuorman voiman suoraan katkaisulaitteeseen ilman aikaviivettä.

Tällaiset mekanismit eivät vaadi ylimääräistä virtalähdettä, mutta niissä on pieni tauko ilman virtaa ja monimutkainen laite, joka ei ole kovin luotettava. Nyt niitä ei käytetä ja ne on korvattu kokonaan sähköjärjestelmillä.

Ohjattujen katkaisijoiden vaiheiden lukumäärä

Suoja- ja automaattipiirit voivat vaikuttaa samanaikaisesti piirin kaikkiin kolmeen vaiheeseen tai valita sen, jossa tapahtuma tapahtui.

Kolmivaiheinen automaattinen sulkeminen (TAPV) on suunnittelultaan ja toimintaperiaatteeltaan hieman yksinkertaisempi, ja yksivaiheiset (OAPV) on rakennettu monimutkaisemman järjestelmän mukaan, ja niissä on suuri määrä mittaus- ja logiikkaelementtejä. Esimerkiksi vakiopaneelien releversiossa TAPV sijoitetaan laatikkoon, joka on alle puolet paneelin leveydestä.

OAPV-algoritmien mukaan toimivien logiikkaelementtien sijoittaminen vaatii tilaa erillisen paneelin varaamalle alueelle.

Staattisten releiden ja mikroprosessorilaitteiden käyttöönoton myötä automaation koko alkoi pienentyä merkittävästi.

Ohjausmenetelmät automaattisille uudelleensulkemispiireille

Kun katkaisija on virrattu automaattisen jälleenkytkimen käskystä, suojauksen laukaisun jälkeen piiri jaetaan kahteen osaan. Tässä vaiheessa voi tapahtua jännitteen harmonisten ajallinen yhteensopimattomuus (kulmasiirto, vaihe), mikä luo monimutkaisia ​​transientteja ja saa suojauksen toimimaan.

Laitteen tärkeysasteen mukaan automaatio voidaan suorittaa työhön:

1. ei synkronointitarkastuksia;

2. synkronointitarkistuksella.

Ensimmäisiä rakenteita voidaan käyttää:

• sähköjärjestelmissä, joissa on taattu syöttö, kun synkronoinnin ja jännitteen laaduntarkastuksia ei vaadita.Tätä tapausta varten luodaan yksinkertaiset TAPV-järjestelmät;

• laitteet, jotka mahdollistavat asynkronisen päällekytkennän — asynkroninen automaattinen uudelleenkytkentä (NAPV);

• katkaisimille, jotka on varustettu nopeilla suojauksilla ja käytöillä, jotka pystyvät toimimaan aikana, joka sulkee pois sähköjärjestelmän jakamisen asynkronisiin osiin - nopea automaattinen jälleenkytkentä (BAPV).

Synkronointitarkistukset suoritetaan, kun:

• jännitteen olemassaolon tarkistaminen esimerkiksi linjalla - KNNL;

• jännitteen ohjauksen puute — KONL;

• odottaa synkronointia — KOS;

• synkronointikaappaus — KUS.

Automaattisen uudelleensulkemisen yhteensopivuus releen suoja- ja automaatiolaitteiden toiminnan kanssa

Algoritmeja voidaan toteuttaa sulkemaan automaattisesti uudelleen:

• puolustus kiihtyvyys;

• kytkimien toimintajärjestyksen asettaminen eri toisiinsa kytketyissä linkeissä;

• vuorovaikutus automaattisten laitteiden kanssa taajuuden purkamiseen;

• ei-selektiivisen virrankatkaisun käyttö yhdessä automaattisen uudelleenkytkennän kanssa, mikä mahdollistaa oikosulkuvirtojen vähentämisen;

• yhdistelmät automaattisen siirron kytkentätoiminnon kanssa ja joissakin muissa tapauksissa.

Käyttövirran tyyppi

Parhaalla luotettavuudella on työpiirien tehonsyöttöjärjestelmään kerättyjen akkujen energian perusteella toimivia automaatiolaitteita. Mutta ne vaativat monimutkaisia ​​teknisiä laitteita ja asiantuntijoiden jatkuvaa huoltoa.

Tästä syystä on kehitetty muita järjestelmiä, jotka perustuvat apumuuntajista (TSN) otetuista vaihtovirtapiireistä, virrasta (CT) tai jännitteestä (VT).Niitä käytetään useimmiten pienissä etäasemissa, joita huoltavat liikkuvat sähköasentajat.

Yksinkertaisimman yhden laukauksen automaattisen sulkemislinjan toimintaperiaate

Yksitahtisissa automaattisissa jälleenkytkimissä käytetty logiikka voidaan selittää AR-releen (RPV-58) vanhan, mutta edelleen toimivan sähkömagneettisen periaatteen kaaviolla.

Piiriin syötetään suora käyttöjännite + ХУ ja - ХУ. AR-relettä ohjataan seuraavilla piireillä:

• synkronoinnin ohjaus;

• katkaisijakoskettimen asento off-tilassa (RPO);

• lupa valmistautua;

• automaattisen uudelleen sulkemisen kielto.

AR-sarja sisältää releet:

• aika RT;

• väli-RP kahdella kelalla:

• nykyinen I;

• jännite U.

Kondensaattori C, sen jälkeen kun jännite on kytketty ohjausrasiaan, ladataan valmisteluluvan logiikkapiirien elementtien kautta. Ja kun muodostuu automaattisia ei-sulkeutuvia piirejä, lataus estetään valitsemalla vastukset R1 ja R2.

ShU-jännite syötetään aikareleen RV käämiin sen jälkeen, kun katkaisija on lauennut ajoituksen ohjauspiirien kautta ja se suorittaa määritetyn aikaviiveen koskettimellaan.

Normaalisti avoimen koskettimen RV sulkemisen jälkeen kondensaattori purkautuu välireleen RP jännitekäämiin, joka laukeaa ja suljetulla koskettimellaan RP antaa oman virtakelansa kautta + ShU solenoidille virtakytkimen sulkemiseksi.

Siten APV-rele antaa virtapulssin esiladatusta kondensaattorista C sulkeakseen katkaisijan sen jälkeen, kun RU-signaalivilkku ja N-peittokuva on lauennut sulkemalla RP-koskettimen.

H-kilven tarkoitus on estää huoltohenkilöstön automaattinen uudelleensulkeminen toimintojen vaihtamisen yhteydessä.

Rele staattisten elementtien automaattiseen sulkemiseen

Puolijohdetekniikan käyttö on muuttanut automaattisesti sulkeutuville laitteille suunniteltujen sähkömagneettisten releiden kokoa ja rakennetta. Niistä on tullut kompakteja, käteviä asetuksissa ja asetuksissa.

Ja sähkömagneettisten releiden logiikkaan upotetun relepiirin toimintaperiaate pysyi samana.

Automaattisten sulkemislaitteiden tuen ominaisuudet

Käytön aikana käyttöönotetut suoja- ja automaatiolaitteet ovat vain laitteiden oikeaa toimintaa valvovan huoltohenkilöstön valvonnassa. Muiden asiantuntijoiden pääsy niihin on rajoitettu. organisaation ehdot.

Kaikki automaattiset sulkemistoimenpiteet kirjaavat automaation, tallentimet ja lähettäjän tietueet toimintalokiin. Relehenkilöstö analysoi releen suoja- ja automaatiolaitteiden jokaisen aktivoinnin oikeellisuuden ja kirjaa tämän tekniseen dokumentaatioon.

Määräaikaishuollon suorittamista varten automaattiset uudelleensulkulaitteet otetaan pois käytöstä muiden järjestelmien kanssa ja siirretään MSRZAI-palvelun henkilökunnalle ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä varten, jotka tarkastusten jälkeen laativat raportin ja tekevät päätelmänsä huollettavuutta ja osallistua käyttöönottokäyttöön releen suojalaitteet työskennellä
Katso myös: Kuinka automaattiset siirtokytkentälaitteet (ATS) toimivat sähköverkoissa