Cum funcționează reînchiderile automate (AR) în rețelele electrice

Principalele cerințe de alimentare ale consumatorilor sunt fiabilitatea și alimentarea neîntreruptă. Fluxurile de energie de transport din rețelele electrice acoperă sute și mii de kilometri. La astfel de distanțe, liniile electrice pot fi afectate de diferite procese naturale și fizice care deteriorează echipamentele, creează curenți de scurgere sau scurtcircuite.

Pentru a preveni răspândirea accidentelor, toate liniile electrice sunt echipate cu protecții care monitorizează constant toți parametrii necesari ai energiei electrice în timp real și, în cazul unei defecțiuni, deconectați rapid alimentarea de la linia de alimentare prin acționarea unui întrerupător de alimentare instalat pe partea de capăt a liniei generatorului.

În acest scop, toate liniile electrice sunt așezate între nodurile de transport comutatoare, așa-numitele substații electrice, pe care se concentrează dispozitivele de putere, aparatele de măsură, precum și echipamentele de protecție și automatizare.

Defecțiunea liniei de alimentare poate apărea dintr-o varietate de motive, cu durate diferite. De obicei, aceștia sunt împărțiți în două grupuri care acționează:

1. pe termen scurt;

2. de mult timp.

Un exemplu de primă manifestare a unei defecțiuni ar putea fi o barză care zboară deasupra conductoarelor unei linii electrice aeriene, astfel încât, cu aripile sale întinse, reduce rezistența electrică a stratului izolator de aer dintre potențialele de fază și astfel creează o cale pentru un curent de scurtcircuit să-i treacă prin corpul.

Al doilea caz este caracterizat de vandali care împușcă izolatoare dintr-o pușcă de vânătoare cu o armă de foc, distrugerea suporturilor prin dezastre naturale sau impacturi de vehicule care se lovesc de stâlpi cu viteză mare în condiții de vizibilitate slabă.

În ambele cazuri, protecțiile vor detecta defecțiunea și vor deschide întrerupătorul. Curenții de scurtcircuit vor înceta să treacă prin locația de scurtcircuit, se formează o întrerupere fără curent în alimentare.

Dar consumatorii de energie electrică au nevoie de alimentare cu energie electrică pentru că nu mai pot trăi fără ea. Prin urmare, este necesar să transformați linia live cu un comutator și cât mai repede posibil.

Aceasta se realizează automat în mai multe etape sau manual de către personalul de exploatare conform unui algoritm strict definit.

Cum funcționează Reînchiderea automată (AR).

Toate substațiile electrice au întrerupătoare de alimentare care pot fi controlate prin sisteme de automatizare sau prin acțiunile dispecerului. Pentru asta sunt echipate solenoizi:

• porniți;

• închide.

Aplicarea tensiunii la solenoidul corespunzător are ca rezultat comutarea rețelei primare.Luați în considerare opțiunea de a controla automat întreruptoarele prin reînchidere automate dedicate.

Odată ce linia de alimentare este deconectată de la protecții, reînchiderea automată începe imediat. Dar nu aplică tensiune pe linie imediat după deconectare, ci cu o întârziere necesară pentru autodistrugerea cauzelor pe termen scurt, de exemplu, o barză electrocută la sol.

Pentru fiecare tip de linii electrice, pe baza unor studii statistice, se recomandă timpii proprii, asigurându-se perioada avariilor de scurtă durată. De obicei, aceasta este de aproximativ două secunde sau puțin mai mult (până la patru).

După trecerea timpului prestabilit, automatizarea furnizează tensiune solenoidului de pornire: linia este pusă în funcțiune. În această situație, activarea se poate face:

1. succes când defecțiunea s-a autoeliminat (barza a trecut prin zona firului);

2. a eșuat dacă, de exemplu, un zmeu a intrat pe fire și cablul atașamentului său nu a avut timp să ardă până la capăt.

După includerea cu succes, totul este clar. O scurtă întrerupere de curent nu va dăuna utilizatorilor și, în majoritatea cazurilor, pur și simplu nu o vor observa.

În cazul unei opriri automate eșuate, situația cu consumatorii este complicată: defecțiunea rămâne, iar protecția liniei a scos din nou tensiunea de la aceasta - consumatorii sunt din nou deconectați. Astfel, prima încercare de reînchidere a fost nereușită.

Pentru a crește fiabilitatea informațiilor, după un timp, de exemplu 15 ÷ 20 de secunde, se face o a doua încercare automată de a porni linia sub sarcină.

Practica folosirii închiderii automate duble a liniilor electrice de înaltă tensiune și-a demonstrat eficacitatea în 15 cazuri de acționare din o sută. Având în vedere că până la 50% dintre opririle de urgență sunt eliminate de primul întrerupător și până la 15% de al doilea, fiabilitatea globală a comutării liniei sub sarcină prin utilizarea unui ciclu dublu crește semnificativ, atingând un nivel de 60 ÷ 65% .

Dacă, după a doua încercare de reconectare, defecțiunea nu este rezolvată și protecția declanșează din nou întrerupătorul de circuit, atunci defecțiunea este permanentă și necesită evaluare vizuală de către personalul de service și reparații. Este imposibil să porniți o astfel de linie sub sarcină până când defecțiunea este eliminată de către echipajul de teren. Și este nevoie de ceva timp pentru a găsi acel loc și a face lucrări de reparații.

Tensiunea este aplicată în zona reparată în regim manual după ce au fost efectuate numeroase verificări pentru a exclude reapariția defecțiunii.

Principiile de funcționare ale reîncărcătoarelor automate luate în considerare pentru linia aeriană sunt pe deplin potrivite pentru dispozitivele de control ale autobuzelor, secțiilor, transformatoarelor, motoarelor electrice și altor echipamente de putere de joasă sau înaltă tensiune.

Cerințe de reînchidere automată

Viteza de pornire

Pentru a crea fiabilitatea sistemului, este necesar să selectați condițiile optime pentru configurarea automatizării pe baza următorilor factori:

• asigurarea întreruperii pentru prevenirea ionizării mediului, excluzând reaprinderea arcului în cazul pornirii în grabă;

• posibilitățile de proiectare tehnică a întreruptorului pentru trecerea rapidă a sarcinii în modul de urgență;

• limitarea întreruperii pauzei necurente în funcționarea echipamentelor și a altor caracteristici ale procesului tehnologic.

Condiții de lansare

Automatizarea trebuie să funcționeze după orice oprire prin protecții sau funcționare spontană, eronată a comutatorului. La pornirea manuală sau la utilizarea unei telecomenzi, reconectarea automată nu ar trebui să funcționeze, deoarece în cazul unor erori de personal, de exemplu, dacă o împământare portabilă sau staționară este lăsată și nu este îndepărtată, protecțiile vor declanșa defecțiunea, iar tensiunea nu poate fi reaplicat acestuia.

Prin urmare, structural, reînchiderea automată după o călătorie lungă nu este gata de funcționare și își revine caracteristicile în câteva secunde din momentul în care întrerupătorul este pornit.

Durata mai multor porniri

Rezerva de energie a dispozitivelor de închidere automată trebuie să asigure executarea automată a ciclurilor de către întrerupător:

1. Oprit — Pornit — Oprit pentru operare unică;

2. Oprit — Pornit — Oprit — Activat — Dezactivat pentru algoritmi duali.

La sfârșitul ciclului, automatizarea trebuie să fie dezactivată.

Setați un punct de referință oră

Lungimea întârzierii dintre declanșarea întreruptorului și punerea sub tensiune a echipamentului automat trebuie ajustată de către personalul de exploatare, ținând cont de condițiile locale specifice.

Recuperarea performanței

După funcționarea cu succes a sistemului automat, are loc o pierdere a rezervei de energie.Trebuie să se recupereze într-un timp scurt predeterminat pentru a alerta dispozitivele pentru o nouă operațiune la pornire.

Fiabilitatea comenzii emise de automatizare

Mărimea semnalului de ieșire și durata acestuia de la automatizare trebuie să fie suficiente pentru a controla în mod fiabil întrerupătorul.

Capacitate de blocare a operațiunilor

În rețelele electrice se creează condiții când anumite protecții trebuie să excludă operația de închidere automată după activarea lor. De exemplu, atunci când frecvența în rețea scade din cauza conectării unui număr mare de utilizatori, unii dintre aceștia trebuie deconectați. Secvența unor astfel de operații este prevăzută în proiectarea frecvenței de descărcare, unde sunt deja atribuite conexiuni mai puțin critice pentru a elimina puterea de la acestea. În acest caz, funcționarea reînchiderii automate a acestora trebuie blocată printr-o comandă de blocare venită de la protecția corespunzătoare.

Tipuri de dispozitive de închidere automată

Acțiuni multiple

În funcție de scopul reînchiderii automate, acestea sunt proiectate să funcționeze în unul sau două cicluri. Cercetările practice arată că, dacă instalați reînchidere automată triplă, atunci eficiența lor nu depășește 3%, iar acest lucru este foarte puțin. Prin urmare, astfel de sisteme de automatizare nu sunt utilizate deloc.

Metode de influentare a actionarii intreruptorului

Vechile actuatoare cu arc și sarcină foloseau modele de închidere mecanică, transferând forța unui arc preîncărcat sau a sarcinii ridicate direct către dispozitivul de deconectare fără întârziere.

Astfel de mecanisme nu necesită o sursă de alimentare suplimentară, dar au o mică întrerupere fără curent și un dispozitiv complex care nu este foarte fiabil. Acum nu sunt folosite și au fost complet înlocuite cu sisteme electrice.

Numărul de faze controlate de întrerupător

Circuitele de protectie si automate pot actiona simultan asupra tuturor celor trei faze ale circuitului sau pot selecta pe cea pe care s-a produs incidentul.

Închiderea automată trifazată (TAPV) este oarecum mai simplă în proiectare și principiu de funcționare, iar monofazată (OAPV) sunt construite după o schemă mai complexă, au un număr mare de elemente de măsurare și logice. De exemplu, în versiunea cu releu a panourilor standard, TAPV este plasat într-o cutie care are mai puțin de jumătate din lățimea panoului.

Plasarea elementelor logice care funcționează conform algoritmilor OAPV necesită spațiu în zona ocupată de un panou separat.

Odată cu introducerea releelor ​​statice și a dispozitivelor cu microprocesor, dimensiunea automatizării a început să scadă semnificativ.

Metode de control pentru circuitele de reînchidere automată

Când întrerupătorul este alimentat la comandă de la reînchiderea automată, după declanșarea protecției, circuitul este împărțit în două secțiuni. În acest moment, poate apărea o nepotrivire a armonicilor de tensiune în timp (schimbarea unghiului, fază), ceea ce creează tranzitorii complexe și determină funcționarea protecției.

În funcție de gradul de importanță al echipamentului, automatizarea poate fi efectuată pentru lucru:

1. fără verificări de sincronizare;

2. cu sincronizare.

Primele construcții pot fi utilizate:

• în sistemele de alimentare cu alimentare garantată când nu sunt necesare verificări ale sincronismului și calității tensiunii.Pentru acest caz sunt create scheme TAPV simple;

• de echipamente care permit pornirea asincronă — reconectare automată asincronă (NAPV);

• pentru întrerupătoarele echipate cu protecții de mare viteză și acționări capabile să funcționeze într-un moment care exclude împărțirea sistemului de alimentare în secțiuni asincrone-reînchidere automată de mare viteză (BAPV).

Verificările de sincronizare sunt efectuate atunci când:

• verificarea prezenței tensiunii, de exemplu pe linie — KNNL;

• lipsa controlului tensiunii — KONL;

• în așteptarea sincronizării — KOS;

• capturare sincronizată — KUS.

Compatibilitatea reînchiderii automate cu funcționarea dispozitivelor de protecție și automatizare cu relee

Algoritmii pot fi implementați pentru a reînchide automat:

• accelerarea apărării;

• stabilirea secvenței de funcționare a comutatoarelor pe diferite legături interconectate;

• interacțiunea cu echipamente automate pentru descărcarea în frecvență;

• utilizarea întreruperii curentului neselectiv în combinație cu reînchiderea automată, ceea ce face posibilă reducerea curenților de scurtcircuit;

• combinații cu operația de comutare automată a transferului și alte cazuri.

Tip de curent de funcționare

Dispozitivele de automatizare care funcționează pe baza energiei bateriilor de acumulare colectate în sistemul de alimentare cu energie electrică a circuitelor de lucru au cea mai bună fiabilitate. Dar necesită echipamente tehnice complexe și întreținere constantă de către specialiști.

În consecință, alte sisteme au fost dezvoltate pe baza puterii din circuitele de curent alternativ preluate de la transformatoare auxiliare (TSN), curent (CT) sau tensiune (VT).Ele sunt cel mai adesea folosite în substații mici, îndepărtate, deservite de electricieni mobili.

Principiul de funcționare a celei mai simple linii de închidere automată cu o singură lovitură

Logica folosită pentru reînchiderile automate cu un singur ciclu poate fi explicată pe diagrama vechiului, dar încă funcțional, principiu electromagnetic al releului AR (RPV-58).

Circuitul este alimentat cu tensiune de operare directă + ХУ și - ХУ. Releul AR este controlat de următoarele circuite:

• controlul sincronismului;

• poziția contactului întreruptorului în starea oprită (RPO);

• permisiunea de pregătire;

• interzicerea reînchiderii automate.

Setul AR include relee:

• timp RT;

• RP intermediar cu două bobine:

• curent I;

• tensiunea U.

Condensatorul C, după ce tensiunea este aplicată la cutia de comandă, este încărcat prin elementele circuitelor logice ale autorizației de pregătire. Și când se formează circuite automate de nereînchidere, încărcarea este blocată prin selectarea rezistențelor R1 și R2.

Tensiunea ShU este aplicată bobinei releului de timp RV după ce întrerupătorul este declanșat prin circuitele de control al temporizării și efectuează întârzierea de timp specificată cu contactul său.

După închiderea unui contact normal deschis RV, condensatorul se descarcă la bobina de tensiune a releului intermediar RP, care este declanșată și cu contactul său închis RP, prin propria bobină de curent, emite + ShU la solenoidul pentru închiderea întrerupătorului de alimentare.

Astfel, releul APV emite un impuls de curent de la condensatorul preîncărcat C pentru a închide întrerupătorul după ce acesta este declanșat de semnalul intermitent RU și suprapunerea N prin închiderea contactului RP.

Scopul plăcii H este de a dezactiva reînchiderea automată de către personalul de service la comutarea operațiunilor.

Releu pentru inchiderea automata a elementelor statice

Utilizarea tehnologiei semiconductoare a schimbat dimensiunea și designul releelor ​​electromagnetice concepute pentru dispozitivele de închidere automată. Au devenit mai compacte, mai convenabile în setări și setări.

Și principiul de funcționare al circuitului de relee, încorporat în logica releelor ​​electromagnetice, a rămas același.

Caracteristici ale suportului dispozitivelor de închidere automată

În timpul funcționării, dispozitivele de protecție și automatizare care au fost puse în funcțiune se află numai sub supravegherea personalului de service care controlează funcționarea corectă a echipamentului. Accesul la acestea al altor specialiști este limitat. conditii organizatorice.

Toate operațiunile de închidere automată sunt înregistrate de automatizări, înregistratoare și înregistrările dispecerului în jurnalul de operațiuni. Personalul de relee analizează corectitudinea fiecărei acțiuni a dispozitivelor de protecție și automatizare a releului și consemnează acest lucru în documentația tehnică.

Pentru efectuarea întreținerii periodice, dispozitivele de reînchidere automată, împreună cu alte sisteme, sunt scoase din funcțiune și transferate personalului serviciului MSRZAI pentru măsuri preventive, care, după finalizarea controalelor, întocmește un proces-verbal, formulează o concluzie asupra acestora. funcționalitatea și participarea la punerea în funcțiune a exploatării dispozitive de protecție cu relee a munci
Vezi si: Cum funcționează dispozitivele de comutare de transfer automat (ATS) în rețelele electrice