Kako delujejo samodejni ponovni zagon (AR) v električnih omrežjih

Glavne energetske zahteve odjemalcev so zanesljivost in neprekinjeno napajanje. Transportni tokovi energije iz električnih omrežij pokrivajo stotine in tisoče kilometrov. Na takšnih razdaljah lahko na daljnovode vplivajo različni naravni in fizični procesi, ki poškodujejo opremo, ustvarjajo uhajajoče tokove ali kratke stike.

Da bi preprečili širjenje nesreč, so vsi daljnovodi opremljeni z zaščitami, ki stalno spremljajo vse potrebne parametre električne energije v realnem času in v primeru okvare hitro izključijo napajanje iz daljnovoda s pritiskom na stikalo, nameščeno na strani konca linije generatorja.

V ta namen so vsi daljnovodi položeni med stikalnimi transportnimi vozlišči, tako imenovanimi električne transformatorske postaje, na katerem so koncentrirane napajalne naprave, merilne naprave ter oprema za zaščito in avtomatizacijo.

Do izpada električnega voda lahko pride zaradi različnih razlogov z različnim trajanjem. Običajno so razdeljeni v dve skupini, ki delujeta:

1. kratkoročno;

2. za dolgo časa.

Primer prve manifestacije napake je lahko štorklja, ki leti nad vodniki nadzemnega daljnovoda, tako da z razprtimi krili zmanjša električni upor izolacijske plasti zraka med faznimi potenciali in tako ustvari pot za tok kratkega stika, da gre skozi njegovo telo.

Za drugi primer je značilno streljanje vandalov z izolatorji iz lovske puške s strelnim orožjem, uničenje nosilcev zaradi naravnih nesreč ali udarcev vozil, ki se ob slabi vidljivosti z veliko hitrostjo zaletavajo v stebre.

V obeh primerih bo zaščita zaznala napako in odprla odklopnik. Tokovi kratkega stika ne bodo več prehajali skozi mesto kratkega stika, nastane prekinitev brez toka.

Toda porabniki električne energije potrebujejo oskrbo z električno energijo, saj brez nje ne morejo več živeti. Zato je treba napeljavo vključiti pod napetost s stikalom in čim hitreje.

To poteka samodejno v več fazah ali ročno s strani operativnega osebja po strogo določenem algoritmu.

Kako deluje samodejno ponovno zapiranje (AR).

Vse električne razdelilne postaje imajo močnostna stikala, ki jih je mogoče krmiliti s sistemi za avtomatizacijo ali z dejanji dispečerja. Za to so opremljeni solenoidi:

• vklopiti;

• ugasniti.

Uporaba napetosti na ustreznem solenoidu povzroči komutacijo primarnega omrežja.Razmislite o možnosti samodejnega krmiljenja odklopnikov prek namenskih samodejnih ponovnih vklopov.

Ko je napajalni vod odklopljen od zaščit, se samodejno ponovno vklopi takoj. Vendar pa na linijo ne napaja napetosti takoj po odklopu, ampak s časovnim zamikom, ki je potreben za samouničenje kratkotrajnih vzrokov, na primer štorklje, ki jo je udaril električni tok na tleh.

Za vsako vrsto daljnovodov se na podlagi statističnih študij priporočajo lastni časi, ki zagotavljajo obdobje kratkotrajnih okvar. Običajno je to približno dve sekundi ali malo več (do štiri).

Po preteku prednastavljenega časa avtomatizacija napaja napetost vklopnega solenoida: linija se začne delovati. V tem primeru se lahko aktivira:

1. uspešno, ko se je okvara sama odpravila (štorklja je šla skozi cono žice);

2. ni uspelo, če je na primer zmaj prišel na žice in kabel njegove pritrditve ni imel časa, da bi zgorel do konca.

Po uspešni vključitvi je vse jasno. Kratek izpad električne energije uporabnikom ne bo škodil in v večini primerov tega preprosto ne bodo opazili.

V primeru neuspešnega samodejnega izklopa je situacija pri porabnikih zapletena: napaka ostaja, zaščita na liniji pa je spet izključila napetost - porabniki so spet odklopljeni. Tako je bil prvi poskus ponovnega zapiranja neuspešen.

Za povečanje zanesljivosti informacij se po določenem času, na primer 15 ÷ 20 sekund, izvede drugi samodejni poskus vklopa linije pod obremenitvijo.

Praksa uporabe dvojnega avtomatskega zapiranja visokonapetostnih daljnovodov je pokazala svojo učinkovitost v 15 primerih sprožitve od stotih. Glede na to, da do 50% izklopov v sili odpravi prvi odklopnik in do 15% drugi, se splošna zanesljivost preklopa linije pod obremenitvijo z dvojnim ciklom znatno poveča in doseže raven 60 ÷ 65% .

Če po drugem poskusu ponovnega priklopa napaka ni odpravljena in zaščita znova sproži odklopnik, je napaka trajna in zahteva vizualno oceno servisnega osebja in popravilo. Takega voda je nemogoče vklopiti pod obremenitvijo, dokler napake ne odpravi terenska ekipa. In traja nekaj časa, da najdemo to mesto in izvedemo popravilo.

Napetost se na popravljeno območje dovede v ročnem načinu po opravljenih številnih kontrolah, da se izključi ponovitev napake.

Načela delovanja avtomatskih ponovnih vklopov, obravnavanih za nadzemni vod, so popolnoma primerna za krmilne naprave avtobusov, odsekov, transformatorjev, elektromotorjev in druge nizkonapetostne ali visokonapetostne energetske opreme.

Zahteve za samodejno ponovno zapiranje

Hitrost vklopa

Da bi ustvarili zanesljivost sistema, je treba izbrati optimalne pogoje za postavitev avtomatizacije na podlagi naslednjih dejavnikov:

• zagotavljanje prekinitve za preprečevanje ionizacije medija, ki izključuje ponovni vžig obloka v primeru prehitrega vklopa;

• možnosti tehnične zasnove odklopnika za hitro preklop obremenitve v zasilni način;

• omejevanje prekinitve netokovne pavze v delovanju opreme in drugih značilnosti tehnološkega procesa.

Pogoji zagona

Avtomatika mora delovati po vsakem izklopu z zaščitami ali spontanem, napačnem delovanju stikala. Pri ročnem vklopu ali z uporabo daljinskega upravljalnika samodejna ponovna povezava ne bi smela delovati, ker v primeru napak osebja, na primer, če je prenosna ali stacionarna ozemljitev opuščena in ni odstranjena, bo zaščita sprožila napako in napetost ne more znova uporabiti zanj.

Zato strukturno samodejni ponovni vklop po dolgem potovanju ni pripravljen za delovanje in obnovi svoje lastnosti v nekaj sekundah od trenutka vklopa odklopnika.

Trajanje večkratnih ojačitev

Zaloga energije avtomatskih zapiralnih naprav mora zagotavljati samodejno izvajanje ciklov odklopnika:

1. Izklop — Vklop — Izklop za enkratno delovanje;

2. Izklop — Vklop — Izklop — Vklop — Izklop za dvojne algoritme.

Na koncu cikla mora biti avtomatizacija onemogočena.

Nastavite nastavljeno točko za uro

Dolžino zakasnitve med sprožitvijo odklopnika in vključitvijo avtomatske opreme mora prilagoditi operativno osebje ob upoštevanju posebnih lokalnih razmer.

Obnovitev zmogljivosti

Po uspešnem delovanju avtomatskega sistema pride do izgube njegove zaloge energije.Okrevati se mora v kratkem vnaprej določenem času, da opozori naprave na novo operacijo ob zagonu.

Zanesljivost ukaza, ki ga izda avtomatizacija

Velikost izhodnega signala in njegovo trajanje iz avtomatizacije morata zadostovati za zanesljivo krmiljenje odklopnika.

Zmogljivosti za blokiranje operacij

V električnih omrežjih nastanejo pogoji, ko morajo določene zaščite izključiti delovanje avtomatskega zapiranja po njihovem aktiviranju. Na primer, ko se frekvenca v omrežju zmanjša zaradi povezave velikega števila uporabnikov, je treba nekatere od njih odklopiti. Zaporedje takšnih operacij je predvideno pri načrtovanju frekvenčne razbremenitve, kjer so manj kritične povezave že dodeljene za odvzem moči iz njih. V tem primeru mora biti delovanje njihovega samodejnega ponovnega vklopa blokirano z ukazom za blokiranje, ki prihaja iz ustrezne zaščite.

Vrste avtomatskih zapiralnih naprav

Več dejanj

Glede na namen avtomatskega ponovnega vklopa so zasnovani za delovanje v enem ali dveh ciklih. Praktične raziskave kažejo, da če namestite trojno samodejno ponovno zapiranje, potem njihova učinkovitost ne presega 3%, kar je zelo malo. Zato se takšni sistemi avtomatizacije sploh ne uporabljajo.

Metode vplivanja na aktiviranje odklopnika

Stari vzmetni in bremenski aktuatorji so uporabljali mehanske oblike zapiranja, ki prenašajo silo prednapete vzmeti ali dvignjenega bremena neposredno na odklopno napravo brez časovnega zamika.

Takšni mehanizmi ne zahtevajo dodatnega vira energije, vendar imajo majhen odmor brez toka in zapleteno napravo, ki ni zelo zanesljiva. Zdaj se ne uporabljajo in so jih popolnoma nadomestili električni sistemi.

Število nadzorovanih faz odklopnika

Zaščitna in avtomatska vezja lahko delujejo hkrati na vse tri faze vezja ali pa izberejo tisto, na kateri je prišlo do incidenta.

Trifazno avtomatsko zapiranje (TAPV) je nekoliko enostavnejše po zasnovi in ​​principu delovanja, enofazni (OAPV) pa so zgrajeni po bolj zapleteni shemi, imajo veliko število merilnih in logičnih elementov. Na primer, v relejni različici standardnih plošč je TAPV nameščen v škatli, ki je manjša od polovice širine plošče.

Postavitev logičnih elementov, ki delujejo po algoritmih OAPV, zahteva prostor v območju, ki ga zaseda ločen panel.

Z uvedbo statičnih relejev in mikroprocesorskih naprav se je obseg avtomatizacije začel močno zmanjševati.

Krmilne metode za tokokroge s samodejnim ponovnim vklopom

Ko se odklopnik vklopi na ukaz samodejnega ponovnega vklopa, se po sprožitvi zaščite tokokrog razdeli na dva dela. Na tej točki lahko pride do neusklajenosti napetostnih harmonikov v času (kotni premik, faza), kar ustvari kompleksne prehodne pojave in povzroči delovanje zaščite.

Glede na stopnjo pomembnosti opreme se lahko avtomatizacija izvede za delo:

1. ni preverjanja sinhronizacije;

2. s sinhronizacijo.

Prve konstrukcije se lahko uporabljajo:

• v elektroenergetskih sistemih z zagotovljeno oskrbo, ko nista potrebna preverjanja sinhronizma in kakovosti napetosti.Za ta primer so ustvarjene preproste sheme TAPV;

• opreme, ki omogoča asinhroni vklop — asinhrono samodejno ponovno povezovanje (NAPV);

• za odklopnike, opremljene s hitrimi zaščitami in pogoni, ki lahko delujejo v času, ki izključuje delitev elektroenergetskega sistema na asinhrone odseke - hitro samodejno ponovno vklop (BAPV).

Preverjanja sinhronizacije se izvedejo, ko:

• preverjanje prisotnosti napetosti, na primer na liniji - KNNL;

• pomanjkanje nadzora napetosti - KONL;

• čakanje na sinhronizacijo — KOS;

• sinhronizacijski zajem — KUS.

Združljivost avtomatskega ponovnega vklopa z delovanjem naprav za relejno zaščito in avtomatizacijo

Algoritme je mogoče implementirati za samodejno ponovno zapiranje:

• obrambni pospešek;

• nastavitev zaporedja delovanja stikal na različnih medsebojno povezanih povezavah;

• interakcija z avtomatsko opremo za frekvenčno razbremenitev;

• uporaba neselektivne prekinitve toka v kombinaciji s samodejnim ponovnim vklopom, ki omogoča zmanjšanje kratkostičnih tokov;

• kombinacije z avtomatskim preklopnim delovanjem in nekateri drugi primeri.

Vrsta delovnega toka

Najboljšo zanesljivost imajo naprave za avtomatizacijo, ki delujejo na osnovi energije akumulatorjev, zbranih v napajalnem sistemu delovnih tokokrogov. Vendar zahtevajo kompleksno tehnično opremo in stalno vzdrževanje s strani strokovnjakov.

Posledično so bili razviti drugi sistemi, ki temeljijo na moči iz tokokrogov izmeničnega toka, vzetih iz pomožnih transformatorjev (TSN), toka (CT) ali napetosti (VT).Najpogosteje se uporabljajo v majhnih oddaljenih transformatorskih postajah, ki jih servisirajo mobilni električarji.

Načelo delovanja najenostavnejše enostrelne avtomatske zapiralne linije

Logika, ki se uporablja za enociklične samodejne ponovne vklope, je mogoče razložiti na diagramu starega, a še delujočega elektromagnetnega principa releja AR (RPV-58).

Vezje se napaja z enosmerno delovno napetostjo + ХУ in - ХУ. Rele AR krmilijo naslednja vezja:

• nadzor sinhronizma;

• položaj kontakta odklopnika v izklopljenem stanju (RPO);

• dovoljenje za pripravo;

• prepoved samodejnega ponovnega vklopa.

Komplet AR vključuje releje:

• čas RT;

• vmesni RP z dvema tuljavama:

• tok I;

• napetost U.

Kondenzator C se po napajanju napetosti na krmilno omarico napolni preko elementov logičnih vezij dovoljenja za pripravo. In ko se oblikujejo samodejna vezja brez ponovnega vklopa, se naboj blokira z izbiro uporov R1 in R2.

Napetost ShU se napaja na tuljavo časovnega releja RV po sprožitvi odklopnika skozi časovna krmilna vezja in s svojim kontaktom izvede določeno časovno zakasnitev.

Po zaprtju normalno odprtega kontakta RV se kondenzator razelektri na napetostno tuljavo vmesnega releja RP, ki se sproži in s svojim zaprtim kontaktom RP preko lastne tokovne tuljave odda + ShU solenoidu za zapiranje vklopnega stikala.

Tako rele APV oddaja tokovni impulz iz predhodno napolnjenega kondenzatorja C, da zapre odklopnik, potem ko ga sprožita utripalec signala RU in prekrivanje N z zapiranjem kontakta RP.

Namen plošče H je onemogočiti samodejno ponovno zapiranje s strani servisnega osebja pri preklapljanju.

Rele za avtomatsko zapiranje statičnih elementov

Uporaba polprevodniške tehnologije je spremenila velikost in zasnovo elektromagnetnih relejev, namenjenih avtomatskim zapiralnim napravam. Postali so bolj kompaktni, priročni v nastavitvah in nastavitvah.

In princip delovanja relejnega vezja, vgrajenega v logiko elektromagnetnih relejev, je ostal enak.

Značilnosti podpore avtomatskih zapiralnih naprav

Med delovanjem so naprave za zaščito in avtomatizacijo, ki so bile vključene v delovanje, le pod nadzorom servisnega osebja, ki nadzoruje pravilno delovanje opreme. Dostop drugih strokovnjakov do njih je omejen. organizacijski pogoji.

Vse operacije avtomatskega zapiranja avtomatika, zapisovalniki in dispečerska evidenca beležijo v obratovalni dnevnik. Relejno osebje analizira pravilnost vsakega proženja naprav relejne zaščite in avtomatike in to evidentira v tehnični dokumentaciji.

Za izvajanje periodičnega vzdrževanja se naprave za samodejno ponovno zapiranje skupaj z drugimi sistemi izklopijo in prenesejo na osebje službe MSRZAI za preventivne ukrepe, ki po opravljenih pregledih sestavijo poročilo in sklepajo o svojih uporabnosti in sodelovati pri zagonu izkoriščanja relejne zaščitne naprave delati
Poglej tudi: Kako delujejo avtomatske preklopne naprave (ATS) v električnih omrežjih