Hvordan automatiske gjenlukkere (AR) fungerer i elektriske nettverk

De viktigste strømkravene til forbrukerne er pålitelighet og uavbrutt strømforsyning. Transportenergistrømmer fra elektriske nettverk dekker hundrevis og tusenvis av kilometer. På slike avstander kan kraftledninger bli påvirket av ulike naturlige og fysiske prosesser som skader utstyr, skaper lekkasjestrømmer eller kortslutninger.

For å forhindre spredning av ulykker er alle kraftledninger utstyrt med beskyttelse som konstant overvåker alle nødvendige parametere for elektrisk kraft i sanntid, og i tilfelle feil, koble raskt fra strømmen fra kraftledningen ved å bruke en strømbryter installert på siden av enden av linjen til generatoren.

Til dette formål legges alle kraftledninger mellom vekslende transportnoder, såkalte elektriske transformatorstasjoner, hvor kraftenheter, måleenheter, samt beskyttelses- og automatiseringsutstyr er konsentrert.

Strømledningsfeil kan oppstå av en rekke årsaker med varierende varighet. Vanligvis er de delt inn i to grupper som handler:

1. kortsiktig;

2. i lang tid.

Et eksempel på den første manifestasjonen av en feil kan være en stork som flyr over lederne til en kraftledning slik at den med sine spredte vinger reduserer den elektriske motstanden til det isolerende luftlaget mellom fasepotensialene og dermed skaper en bane for en kortslutningsstrøm for å passere gjennom kroppen hans.

Det andre tilfellet er preget av vandaler som skyter isolatorer fra en jaktrifle med et skytevåpen, ødeleggelse av støtter ved naturkatastrofer eller sammenstøt av kjøretøy som krasjer inn i stolpene i høy hastighet ved dårlig sikt.

I begge tilfeller vil beskyttelsene oppdage feilen og åpne bryteren. Kortslutningsstrømmer vil slutte å passere gjennom kortslutningsstedet, det dannes et ikke-strømbrudd i tilførselen.

Men strømforbrukere trenger strømforsyning fordi de ikke lenger kan leve uten. Derfor er det nødvendig å slå ledningen live med en bryter og så raskt som mulig.

Dette gjøres automatisk i flere trinn eller manuelt av betjeningspersonell etter en strengt definert algoritme.

Hvordan automatisk gjenlukking (AR) fungerer

Alle kraftoverføringsstasjoner har strømbrytere som kan styres av automasjonssystemer eller av ekspeditører. Det er dette de er utstyrt for solenoider:

• Slå på;

• skru av.

Påføring av spenning til den tilsvarende solenoiden resulterer i kommutering av primærnettverket.Vurder muligheten for å automatisk kontrollere effektbrytere gjennom dedikerte automatiske gjenlukkere.

Når strømledningen er koblet fra beskyttelsene, starter automatisk gjenlukking umiddelbart. Men det påfører ikke spenning til linjen umiddelbart etter frakobling, men med en tidsforsinkelse som er nødvendig for selvdestruksjon av kortsiktige årsaker, for eksempel en stork som er elektrisk støtet på bakken.

For hver type kraftledninger, basert på statistiske studier, anbefales egne tider, noe som sikrer perioden med kortsiktige sammenbrudd. Vanligvis er dette omtrent to sekunder eller litt mer (opptil fire).

Etter at den forhåndsinnstilte tiden har gått, leverer automatikken spenning til innkoblingssolenoiden: ledningen settes i drift. I denne situasjonen kan aktivering gjøres:

1. vellykket når funksjonsfeilen har eliminert seg selv (storken har gått gjennom trådsonen);

2. mislyktes hvis for eksempel en drage kom på ledningene og kabelen til festet ikke hadde tid til å brenne til slutten.

Ved vellykket inkludering er alt klart. Et kort strømbrudd vil ikke skade brukerne og i de fleste tilfeller vil de rett og slett ikke legge merke til det.

I tilfelle en mislykket automatisk avstengning er situasjonen med forbrukerne komplisert: feilen gjenstår, og linjebeskyttelsen har igjen fjernet spenningen fra den - forbrukerne kobles fra igjen. Dermed var det første forsøket på å lukke på nytt mislykket.

For å øke påliteligheten til informasjonen, etter en tid, for eksempel 15 ÷ 20 sekunder, gjøres et nytt automatisk forsøk på å slå på linjen under belastning.

Praksisen med å bruke dobbel automatisk stenging av høyspentledninger har vist sin effektivitet i 15 tilfeller av aktivering av hundre. Tatt i betraktning at opptil 50 % av nødstansene elimineres av den første effektbryteren og opptil 15 % av den andre, øker den generelle påliteligheten ved å bytte linjen under belastning ved å bruke en dobbel syklus betydelig, og når et nivå på 60 ÷ 65 % .

Hvis feilen ikke er løst etter det andre gjentilkoblingsforsøket og vernet slår ut effektbryteren igjen, er feilen permanent og krever visuell vurdering av servicepersonell og reparasjon. Det er umulig å skru på en slik linje under belastning før feilen er eliminert av feltmannskapet. Og det tar litt tid å finne det stedet og utføre reparasjonsarbeid.

Spenningen påføres det reparerte området i manuell modus etter at det er utført en rekke kontroller for å utelukke gjentakelse av feilen.

Prinsippene for drift av automatiske gjenlukkere som vurderes for luftledningen er fullt egnet for kontrollenheter for busser, seksjoner, transformatorer, elektriske motorer og annet lavspent eller høyspent kraftutstyr.

Krav til automatisk gjenlukking

Slå på hastighet

For å skape systempålitelighet er det nødvendig å velge de optimale betingelsene for å sette opp automatiseringen basert på følgende faktorer:

• tilveiebringelse av avbrudd for å forhindre ionisering av mediet, unntatt gjentenning av lysbuen i tilfelle forhastet påslagning;

• mulighetene for den tekniske utformingen av strømbryteren for raskt å bytte lasten til nødmodus;

• begrense avbruddet av den ikke-strømmen pause i driften av utstyret og andre egenskaper ved den teknologiske prosessen.

Oppskytningsbetingelser

Automatisering må fungere etter enhver avstengning av beskyttelser eller spontan, feilaktig betjening av bryteren. Ved innkobling manuelt eller ved bruk av fjernkontroll skal automatisk gjeninnkobling ikke fungere, for ved personfeil, for eksempel hvis en bærbar eller stasjonær jording blir stående og ikke fjernet, vil beskyttelsene utløse feilen, og spenningen kan ikke bli brukt på det igjen.

Derfor, strukturelt sett, er den automatiske gjenlukkingen etter en lang tur ikke klar for drift og gjenoppretter egenskapene på noen få sekunder fra det øyeblikket bryteren slås på.

Varighet av flere power-ups

Energireserven til de automatiske lukkeinnretningene skal sikre automatisk utførelse av sykluser av effektbryteren:

1. Av — På — Av for engangsdrift;

2. Av — På — Av — På — Av for doble algoritmer.

På slutten av syklusen må automatiseringen deaktiveres.

Still inn et timesettpunkt

Lengden på forsinkelsen mellom utløsningen av strømbryteren og aktiveringen av det automatiske utstyret må justeres av driftspersonellet, under hensyntagen til de spesifikke lokale forholdene.

Gjenoppretting av ytelse

Etter vellykket drift av det automatiske systemet oppstår et tap av energireserven.Den må gjenopprette med en kort forhåndsbestemt tid for å varsle enhetene om en ny operasjon ved oppstart.

Pålitelighet av kommandoen utstedt av automatiseringen

Størrelsen på utgangssignalet og dets varighet fra automatiseringen må være tilstrekkelig til å kontrollere effektbryteren pålitelig.

Evner til å blokkere operasjoner

I elektriske nettverk skapes det forhold når visse beskyttelser må utelukke automatisk stenging etter aktivering. For eksempel, når frekvensen i nettverket synker på grunn av tilkobling av et stort antall brukere, må noen av dem kobles fra. Sekvensen av slike operasjoner er gitt i utformingen av frekvensavlastning, der mindre kritiske tilkoblinger allerede er tildelt for å fjerne strøm fra dem. I dette tilfellet må driften av deres automatiske gjenlukking blokkeres av en blokkeringskommando som kommer fra den tilsvarende beskyttelsen.

Typer automatiske lukkeanordninger

Flere handlinger

Avhengig av formålet med automatisk gjenlukking, er de designet for å fungere i en eller to sykluser. Praktisk forskning viser at hvis du installerer trippel automatisk gjenlukking, overstiger ikke effektiviteten deres 3%, og dette er veldig lite. Derfor brukes ikke slike automatiseringssystemer i det hele tatt.

Metoder for å påvirke aktiveringen av effektbryteren

Gamle fjær- og lastaktuatorer brukte mekaniske lukkekonstruksjoner, og overfører kraften til en forhåndsbelastet fjær eller løftet last direkte til frakoblingsenheten uten tidsforsinkelse.

Slike mekanismer krever ikke en ekstra strømkilde, men har en liten pause uten strøm og en kompleks enhet som ikke er veldig pålitelig. Nå brukes de ikke og er fullstendig erstattet av elektriske anlegg.

Antall kontrollerte effektbryterfaser

Beskyttende og automatiske kretser kan virke samtidig på alle tre fasene i kretsen eller velge den som hendelsen skjedde.

Trefase automatisk lukking (TAPV) er noe enklere i design og operasjonsprinsipp, og enfaset (OAPV) er bygget etter et mer komplekst skjema, har et stort antall måle- og logiske elementer. For eksempel, i reléversjonen av standardpaneler, er TAPV plassert i en boks som er mindre enn halvparten av panelets bredde.

Plassering av logiske elementer som opererer i henhold til OAPV-algoritmer krever plass i området okkupert av et eget panel.

Med introduksjonen av statiske reléer og mikroprosessorenheter begynte størrelsen på automatisering å avta betydelig.

Kontrollmetoder for automatisk gjenlukking av kretser

Når strømbryteren aktiveres på kommando fra den automatiske gjenlukkeren, etter at beskyttelsen er utløst, deles kretsen i to seksjoner. På dette tidspunktet kan det oppstå et misforhold mellom spenningsharmoniske i tid (vinkelforskyvning, fase), noe som skaper komplekse transienter og får beskyttelsen til å fungere.

I henhold til graden av viktighet av utstyret, kan automatisering utføres for arbeid:

1. ingen synkroniseringskontroller;

2. med synchrocheck.

De første konstruksjonene kan brukes:

• i kraftsystemer med garantert forsyning når synkronisering og spenningskvalitetskontroll ikke er nødvendig.Det lages enkle TAPV-opplegg for denne saken;

• av utstyr som tillater asynkron påkobling — asynkron automatisk gjentilkobling (NAPV);

• for effektbrytere utstyrt med høyhastighetsbeskyttelse og frekvensomformere som er i stand til å operere på et tidspunkt som utelukker delingen av kraftsystemet i asynkrone seksjoner - høyhastighets automatisk gjenlukking (BAPV).

Synkroniseringskontroller utføres når:

• kontrollere tilstedeværelsen av spenning, for eksempel på linjen — KNNL;

• mangel på spenningskontroll — KONL;

• venter på synkronisering — KOS;

• sync capture — KUS.

Kompatibilitet med automatisk gjenlukking med drift av relébeskyttelse og automatiseringsenheter

Algoritmer kan implementeres for automatisk å lukke:

• forsvar akselerasjon;

• innstilling av driftssekvensen for brytere på forskjellige sammenkoblede lenker;

• interaksjon med automatisk utstyr for frekvenslossing;

• bruk av ikke-selektiv strømavbrudd i kombinasjon med automatisk gjenlukking, noe som gjør det mulig å redusere kortslutningsstrømmer;

• kombinasjoner med automatisk overføringsveksling og noen andre tilfeller.

Type driftsstrøm

Automatiseringsenheter som opererer på grunnlag av energien til lagringsbatteriene samlet i strømforsyningssystemet til arbeidskretsene har den beste påliteligheten. Men de krever komplekst teknisk utstyr og konstant vedlikehold av spesialister.

Følgelig har andre systemer blitt utviklet basert på strøm fra vekselstrømkretser hentet fra hjelpetransformatorer (TSN), strøm (CT) eller spenning (VT).De brukes oftest i små, eksterne nettstasjoner som betjenes av mobile elektrikere.

Prinsippet for drift av den enkleste enkeltskudds automatiske lukkelinjen

Logikken som brukes for ensyklus automatiske gjenlukkere kan forklares på diagrammet over det gamle, men fortsatt fungerende elektromagnetiske prinsippet til AR-reléet (RPV-58).

Kretsen forsynes med direkte driftsspenning + ХУ og - ХУ. AR-reléet styres av følgende kretser:

• synkronisme kontroll;

• posisjonen til bryterkontakten i av-tilstand (RPO);

• tillatelse til å forberede;

• forbud mot automatisk gjenlukking.

AR-settet inkluderer reléer:

• tid RT;

• mellomliggende RP med to spoler:

• nåværende I;

• spenning U.

Kondensator C, etter at spenningen er påført kontrollboksen, lades opp gjennom elementene i de logiske kretsene til forberedelsestillatelsen. Og når automatiske ikke-gjenlukkende kretser dannes, blokkeres ladningen ved å velge motstander R1 og R2.

ShU-spenningen påføres spolen til tidsreléet RV etter at effektbryteren er utløst gjennom tidsstyringskretsene og den utfører den spesifiserte tidsforsinkelsen med kontakten.

Etter lukking av en normalt åpen kontakt RV, utlades kondensatoren til spenningsspolen til mellomreléet RP, som utløses og med sin lukkede kontakt RP, gjennom sin egen strømspole, avgir + ShU til solenoiden for lukking av strømbryteren.

Dermed sender APV-reléet ut en strømpuls fra den forhåndsladede kondensatoren C for å lukke kretsbryteren etter at den er utløst av RU-signalblinken og N-overlegget ved å lukke RP-kontakten.

Hensikten med H-platen er å deaktivere automatisk gjenlukking av servicepersonell ved bytte av operasjoner.

Relé for automatisk lukking av statiske elementer

Bruken av halvlederteknologi har endret størrelsen og utformingen av elektromagnetiske reléer designet for automatiske lukkeanordninger. De har blitt mer kompakte, praktiske i innstillinger og innstillinger.

Og prinsippet for drift av relékretsen, innebygd i logikken til elektromagnetiske reléer, forble det samme.

Funksjoner for støtte for automatiske lukkeenheter

Under drift er beskyttelses- og automatiseringsinnretningene som er satt i drift kun under oppsyn av servicepersonellet som kontrollerer riktig drift av utstyret. Tilgang til dem for andre spesialister er begrenset. organisatoriske forhold.

Alle automatiske stengingsoperasjoner registreres av automatisering, opptakere og ekspeditører i operasjonsloggen. Stafettpersonalet analyserer riktigheten av hver aktivering av relévern- og automatiseringsinnretningene og registrerer dette i den tekniske dokumentasjonen.

For å utføre periodisk vedlikehold, blir automatiske gjenlukkingsanordninger, sammen med andre systemer, tatt ut av drift og overført til personellet til MSRZAI-tjenesten for forebyggende tiltak, som etter å ha fullført inspeksjonene utarbeider en rapport, gjør en konklusjon om deres brukbarhet og delta i idriftsettelse av utnyttelse relébeskyttelsesenheter å jobbe
Se også: Hvordan automatiske overføringssvitsjeenheter (ATS) fungerer i elektriske nettverk