Sådan fungerer automatiske genlukkere (AR) i elektriske netværk

Forbrugernes vigtigste strømkrav er pålidelighed og uafbrudt strømforsyning. Transportenergistrømme fra elektriske netværk dækker hundreder og tusinder af kilometer. På sådanne afstande kan elledninger blive påvirket af forskellige naturlige og fysiske processer, der beskadiger udstyr, skaber lækstrømme eller kortslutninger.

For at forhindre spredning af ulykker er alle elledninger udstyret med beskyttelser, der konstant overvåger alle de nødvendige parametre for elektrisk strøm i realtid, og i tilfælde af en funktionsfejl kan du hurtigt afbryde strømmen fra elledningen ved at betjene en strømafbryder installeret på siden af ​​enden af ​​generatorens linje.

Til dette formål lægges alle elledninger mellem skiftende transportknudepunkter, de såkaldte elektriske transformerstationer, hvorpå strømapparater, måleapparater samt beskyttelses- og automationsudstyr er koncentreret.

Strømledningsfejl kan opstå af forskellige årsager med varierende varighed. Normalt er de opdelt i to grupper, der handler:

1. kortsigtet;

2. i lang tid.

Et eksempel på den første manifestation af en fejl kunne være en stork, der flyver over lederne af en luftledning, så den med sine spredte vinger reducerer den elektriske modstand i det isolerende luftlag mellem fasepotentialerne og dermed skaber en vej for en kortslutningsstrøm til at passere gennem hans krop.

Det andet tilfælde er karakteriseret ved vandaler, der skyder isolatorer fra en jagtriffel med et skydevåben, ødelæggelse af understøtninger ved naturkatastrofer eller sammenstød fra køretøjer, der styrter ind i pælene med høj hastighed og dårligt sigtbarhed.

I begge tilfælde vil beskyttelserne opdage fejlen og åbne afbryderen. Kortslutningsstrømme vil stoppe med at passere gennem kortslutningsstedet, der dannes et ikke-strømbrud i forsyningen.

Men elforbrugerne har brug for elforsyning, fordi de ikke længere kan leve uden. Derfor er det nødvendigt at tænde ledningen med en kontakt og så hurtigt som muligt.

Dette gøres automatisk i flere trin eller manuelt af betjeningspersonale efter en nøje defineret algoritme.

Sådan fungerer automatisk genlukning (AR).

Alle strømforsyningsstationer har strømafbrydere, der kan styres af automatiseringssystemer eller af dispatcherhandlinger. Det er det, de er udstyret til solenoider:

• tænde for;

• lukke ned.

Påføring af spænding til den tilsvarende solenoide resulterer i kommutering af det primære netværk.Overvej muligheden for automatisk at styre afbrydere gennem dedikerede automatiske genlukkere.

Når strømledningen er afbrudt fra beskyttelserne, starter den automatiske genlukning med det samme. Men det påfører ikke spænding til ledningen umiddelbart efter afbrydelse, men med en tidsforsinkelse, der er nødvendig for selvdestruktion af kortsigtede årsager, for eksempel en stork, der er elektrisk stødt på jorden.

For hver type elledninger, baseret på statistiske undersøgelser, anbefales deres egne tider, hvilket sikrer perioden med kortsigtede nedbrud. Normalt er dette omkring to sekunder eller lidt mere (op til fire).

Efter at den forudindstillede tid er udløbet, leverer automatikken spænding til indkoblingsmagneten: ledningen sættes i drift. I denne situation kan aktivering udføres:

1. vellykket, når fejlen er selvelimineret (storken har passeret gennem trådzonen);

2. mislykkedes, hvis for eksempel en drage kom på ledningerne, og kablet til dens fastgørelse ikke nåede at brænde til ende.

Efter vellykket inklusion er alt klart. En kort strømafbrydelse vil ikke skade brugerne, og i de fleste tilfælde vil de simpelthen ikke bemærke det.

I tilfælde af en mislykket automatisk nedlukning er situationen med forbrugerne kompliceret: fejlen forbliver, og linjebeskyttelsen har igen fjernet spændingen fra den - forbrugerne er igen afbrudt. Således var det første forsøg på at genlukke mislykket.

For at øge pålideligheden af ​​informationen, efter nogen tid, f.eks. 15 ÷ 20 sekunder, gøres der et nyt automatisk forsøg på at tænde for linjen under belastning.

Praksis med at bruge dobbelt automatisk lukning af højspændingsledninger har vist sin effektivitet i 15 tilfælde af aktivering ud af hundrede. I betragtning af, at op til 50 % af nødslukninger elimineres af den første afbryder og op til 15 % af den anden, stiger den samlede pålidelighed ved at skifte ledningen under belastning ved at bruge en dobbelt cyklus betydeligt og når et niveau på 60 ÷ 65 % .

Hvis fejlen efter det andet gentilslutningsforsøg ikke er løst, og beskyttelsen udløser afbryderen igen, så er fejlen permanent og kræver visuel vurdering af servicepersonale og reparation. Det er umuligt at tænde en sådan linje under belastning, før fejlen er elimineret af feltpersonalet. Og det tager lidt tid at finde det sted og udføre reparationsarbejde.

Spændingen påføres det reparerede område i manuel tilstand efter adskillige kontroller er blevet udført for at udelukke gentagelse af fejlen.

Principperne for drift af automatiske genlukkere, der tages i betragtning til luftledningen, er fuldt ud egnede til styreanordninger af busser, sektioner, transformere, elektriske motorer og andet lavspændings- eller højspændingsudstyr.

Krav til automatisk genlukning

Tænd hastighed

For at skabe systempålidelighed er det nødvendigt at vælge de optimale betingelser for opsætning af automatisering baseret på følgende faktorer:

• tilvejebringelse af afbrydelse for at forhindre ionisering af mediet, undtagen genantændelse af lysbuen i tilfælde af forhastet tænding;

• mulighederne for det tekniske design af afbryderen til hurtigt at skifte belastningen til nødtilstand;

• begrænse afbrydelsen af ​​den ikke-aktuelle pause i driften af ​​udstyret og andre karakteristika ved den teknologiske proces.

Startbetingelser

Automatisering skal fungere efter enhver nedlukning af beskyttelser eller spontan, fejlagtig betjening af kontakten. Når man tænder manuelt eller bruger en fjernbetjening, bør den automatiske gentilslutning ikke fungere, for i tilfælde af personalefejl, hvis en bærbar eller stationær jord for eksempel efterlades og ikke fjernes, vil beskyttelserne udløse fejlen, og spændingen kan ikke påføres det igen.

Derfor er den automatiske genlukning efter en lang tur strukturelt ikke klar til drift og genvinder sine karakteristika på få sekunder fra det øjeblik, afbryderen tændes.

Varighed af flere power-ups

Energireserven for de automatiske lukkeanordninger skal sikre automatisk udførelse af cyklusser af afbryderen:

1. Fra — Til — Fra for engangsbetjening;

2. Fra — Til — Fra — Til — Fra for dobbeltalgoritmer.

Ved slutningen af ​​cyklussen skal automatiseringen deaktiveres.

Indstil et timesætpunkt

Længden af ​​forsinkelsen mellem udløsning af afbryderen og aktivering af det automatiske udstyr skal justeres af driftspersonalet under hensyntagen til de specifikke lokale forhold.

Gendannelse af ydeevne

Efter vellykket drift af det automatiske system opstår der et tab af dets energireserve.Den skal genoprette med en kort forudbestemt tid for at advare enhederne om en ny operation ved opstart.

Pålideligheden af ​​kommandoen udstedt af automatiseringen

Størrelsen af ​​udgangssignalet og dets varighed fra automatiseringen skal være tilstrækkelig til pålideligt at styre afbryderen.

Evner til at blokere operationer

I elektriske netværk skabes betingelser, når visse beskyttelser skal udelukke den automatiske lukning efter aktivering. For eksempel, når frekvensen i netværket falder på grund af tilslutningen af ​​et stort antal brugere, skal nogle af dem afbrydes. Sekvensen af ​​sådanne operationer er tilvejebragt i designet af frekvensaflæsning, hvor mindre kritiske forbindelser allerede er tildelt for at fjerne strøm fra dem. I dette tilfælde skal funktionen af ​​deres automatiske genlukning blokeres af en blokeringskommando, der kommer fra den tilsvarende beskyttelse.

Typer af automatiske lukkeanordninger

Flere handlinger

Afhængigt af formålet med automatisk genlukning er de designet til at fungere i en eller to cyklusser. Praktisk forskning viser, at hvis du installerer tredobbelt automatisk genlukning, så overstiger deres effektivitet ikke 3%, og det er meget lidt. Derfor bruges sådanne automatiseringssystemer slet ikke.

Metoder til at påvirke aktiveringen af ​​afbryderen

Gamle fjeder- og belastningsaktuatorer brugte mekaniske lukkedesigner, der overfører kraften fra en forspændt fjeder eller løftet belastning direkte til frakoblingsenheden uden tidsforsinkelse.

Sådanne mekanismer kræver ikke en ekstra strømkilde, men har en lille pause uden strøm og en kompleks enhed, der ikke er særlig pålidelig. Nu er de ikke brugt og er blevet fuldstændig erstattet af elektriske anlæg.

Antal kontrollerede afbryderfaser

Beskyttende og automatiske kredsløb kan virke samtidigt på alle tre faser af kredsløbet eller vælge den, hvor hændelsen fandt sted.

Trefaset automatisk lukning (TAPV) er noget enklere i design og funktionsprincip, og enfaset (OAPV) er bygget efter et mere komplekst skema, har et stort antal måle- og logiske elementer. For eksempel, i relæversionen af ​​standardpaneler, er TAPV placeret i en boks, der er mindre end halvdelen af ​​panelets bredde.

Placering af logiske elementer, der fungerer i henhold til OAPV-algoritmer, kræver plads i det område, der er optaget af et separat panel.

Med indførelsen af ​​statiske relæer og mikroprocessorenheder begyndte størrelsen af ​​automatisering at falde betydeligt.

Kontrolmetoder til automatisk genlukning af kredsløb

Når strømafbryderen aktiveres på kommando fra den automatiske genlukker, efter at beskyttelsen er udløst, er kredsløbet opdelt i to sektioner. På dette tidspunkt kan der opstå et misforhold mellem spændingsovertoner i tid (vinkelforskydning, fase), hvilket skaber komplekse transienter og får beskyttelsen til at fungere.

I henhold til graden af ​​vigtighed af udstyret kan automatisering udføres til arbejde:

1. ingen synkroniseringskontrol;

2. med synchrocheck.

De første konstruktioner kan bruges:

• i strømsystemer med garanteret forsyning, når synkronisme og spændingskvalitetstjek ikke er påkrævet.Simple TAPV-ordninger er skabt til denne sag;

• af udstyr, der tillader asynkron tænding — asynkron automatisk genforbindelse (NAPV);

• til maksimalafbrydere udstyret med højhastighedsbeskyttelse og drev, der er i stand til at fungere på et tidspunkt, der udelukker opdelingen af ​​strømsystemet i asynkrone sektioner - højhastigheds automatisk genlukning (BAPV).

Synkroniseringstjek udføres, når:

• kontrol af tilstedeværelsen af ​​spænding, for eksempel på linjen - KNNL;

• manglende spændingskontrol — KONL;

• venter på synkronisering — KOS;

• sync capture — KUS.

Kompatibilitet af automatisk genlukning med driften af ​​relæbeskyttelse og automatiseringsenheder

Algoritmer kan implementeres til automatisk at genlukke:

• forsvar acceleration;

• indstilling af betjeningssekvensen for kontakter på forskellige indbyrdes forbundne links;

• interaktion med automatisk udstyr til frekvensaflæsning;

• brugen af ​​ikke-selektiv strømafbrydelse i kombination med automatisk genlukning, hvilket gør det muligt at reducere kortslutningsstrømme;

• kombinationer med den automatiske overgangsfunktion og nogle andre tilfælde.

Type driftsstrøm

Automatiseringsenheder, der opererer på basis af energien fra de lagerbatterier, der er indsamlet i strømforsyningssystemet til arbejdskredsløbene, har den bedste pålidelighed. Men de kræver komplekst teknisk udstyr og konstant vedligeholdelse af specialister.

Som følge heraf er andre systemer blevet udviklet baseret på strøm fra vekselstrømkredsløb taget fra hjælpetransformatorer (TSN), strøm (CT) eller spænding (VT).De bruges oftest i små, fjerntliggende understationer, der betjenes af mobile elektrikere.

Princippet om drift af den enkleste enkelt-skuds automatiske lukkelinje

Logikken, der bruges til automatiske genlukkere med én cyklus, kan forklares på diagrammet over det gamle, men stadig fungerende elektromagnetiske princip for AR-relæet (RPV-58).

Kredsløbet forsynes med direkte driftsspænding + ХУ og - ХУ. AR-relæet styres af følgende kredsløb:

• synkronisme kontrol;

• positionen af ​​afbryderkontakten i slukket tilstand (RPO);

• tilladelse til at forberede;

• forbud mod automatisk genlukning.

AR-sættet inkluderer relæer:

• tid RT;

• mellemliggende RP med to spoler:

• nuværende I;

• spænding U.

Kondensator C, efter at spændingen er påført kontrolboksen, oplades gennem elementerne i forberedelsestilladelsens logiske kredsløb. Og når der dannes automatiske ikke-genlukkende kredsløb, blokeres ladningen ved at vælge modstande R1 og R2.

ShU-spændingen påføres spolen af ​​tidsrelæet RV, efter at afbryderen er udløst gennem tidsstyringskredsløbene, og den udfører den specificerede tidsforsinkelse med sin kontakt.

Efter lukning af en normalt åben kontakt RV aflades kondensatoren til spændingsspolen på mellemrelæet RP, som udløses og med sin lukkede kontakt RP, via sin egen strømspole, afgiver + ShU til solenoiden for at lukke strømafbryderen.

Således udsender APV-relæet en strømimpuls fra den foropladede kondensator C for at lukke afbryderen, efter at den er udløst af RU-signalblinket og N-overlejringen ved at lukke RP-kontakten.

Formålet med H-pladen er at deaktivere automatisk genlukning af servicepersonale, når der skiftes operationer.

Relæ til automatisk lukning af statiske elementer

Brugen af ​​halvlederteknologi har ændret størrelsen og designet af elektromagnetiske relæer designet til automatiske lukkeanordninger. De er blevet mere kompakte, praktiske i indstillinger og indstillingsindstillinger.

Og princippet om drift af relækredsløbet, indlejret i logikken for elektromagnetiske relæer, forblev det samme.

Funktioner af understøttelse af automatiske lukkeanordninger

Under drift er de beskyttelses- og automatiseringsanordninger, der er blevet sat i drift, kun under opsyn af det servicepersonale, der kontrollerer udstyrets korrekte drift. Andre specialisters adgang til dem er begrænset. organisatoriske forhold.

Alle automatiske lukkeoperationer registreres af automatikken, optagere og afsenderposter i driftsloggen. Relæpersonalet analyserer rigtigheden af ​​hver aktivering af relæbeskyttelsen og automatiseringsanordningerne og registrerer dette i den tekniske dokumentation.

For at udføre periodisk vedligeholdelse tages automatiske genlukningsanordninger sammen med andre systemer ud af drift og overføres til personalet i MSRZAI-tjenesten til forebyggende foranstaltninger, som efter at have afsluttet inspektionerne udarbejder en rapport og laver en konklusion om deres brugbarhed og deltage i idriftsættelse af udnyttelse relæbeskyttelsesanordninger at arbejde
Se også: Sådan fungerer automatiske overførselsskiftenheder (ATS) i elektriske netværk