Jak fungují automatické znovuzavírače (AR) v elektrických sítích

Hlavními požadavky spotřebitelů na napájení jsou spolehlivost a nepřerušované napájení. Transportní energetické toky z elektrických sítí pokrývají stovky a tisíce kilometrů. V takových vzdálenostech mohou být elektrická vedení ovlivněna různými přírodními a fyzikálními procesy, které poškozují zařízení, vytvářejí svodové proudy nebo zkraty.

Aby se předešlo šíření nehod, jsou všechna elektrická vedení vybavena ochranami, které neustále v reálném čase sledují všechny potřebné parametry elektrické energie a v případě poruchy rychle odpojí napájení od elektrického vedení pomocí vypínače instalovaného na straně konce vedení generátoru.

Za tímto účelem jsou všechna elektrická vedení vedena mezi přepínacími dopravními uzly, tzv elektrické rozvodny, na které jsou soustředěny silové přístroje, měřicí přístroje, ale i ochranná a automatizační zařízení.

Porucha elektrického vedení může nastat z různých důvodů s různou dobou trvání. Obvykle jsou rozděleny do dvou skupin jednajících:

1. krátkodobý;

2. na dlouhou dobu.

Příkladem prvního projevu poruchy může být čáp přelétající nad vodiči nadzemního elektrického vedení tak, že svými roztaženými křídly snižuje elektrický odpor izolační vrstvy vzduchu mezi fázovými potenciály a vytváří tak cestu pro aby jeho tělem prošel zkratový proud.

Druhý případ charakterizují vandalové odstřelující izolátory z lovecké pušky střelnou zbraní, ničení podpěr přírodními katastrofami nebo nárazy vozidel, která za špatné viditelnosti narážejí vysokou rychlostí do sloupů.

V obou případech ochrany zjistí poruchu a rozepne jistič. Zkratové proudy přestanou procházet místem zkratu, dojde k bezproudému přerušení napájení.

Spotřebitelé elektřiny však dodávku elektřiny potřebují, protože bez ní již nemohou žít. Proto je nutné linku otočit naživo vypínačem a co nejrychleji.

To se provádí automaticky v několika fázích nebo ručně obslužným personálem podle přesně definovaného algoritmu.

Jak funguje automatické opětovné uzavření (AR).

Všechny rozvodny mají vypínače, které lze ovládat automatizačními systémy nebo akcemi dispečera. K tomu jsou vybaveni solenoidy:

• zapnout;

• vypnout.

Přivedení napětí na odpovídající solenoid má za následek komutaci primární sítě.Zvažte možnost automatického ovládání jističů prostřednictvím vyhrazených automatických opětovných uzávěrů.

Po odpojení elektrického vedení od ochran se okamžitě spustí automatické opětovné zapnutí. Nepřivádí ale napětí do vedení ihned po odpojení, ale s časovou prodlevou nutnou pro sebezničení krátkodobých příčin, například čápa zabitého elektrickým proudem na zemi.

Pro každý typ elektrického vedení jsou na základě statistických studií doporučeny jejich vlastní časy zajišťující dobu krátkodobých poruch. Obvykle je to asi dvě sekundy nebo trochu více (až čtyři).

Po uplynutí nastavené doby automatika napájí spínací elektromagnet: linka je uvedena do provozu. V této situaci lze aktivaci provést:

1. úspěšné, když se závada sama odstranila (čáp prošel drátěnou zónou);

2. selhal, pokud se např. drak dostal na dráty a kabel jeho uchycení nestihl dohořet až do konce.

Po úspěšném zařazení je vše jasné. Krátký výpadek proudu uživatelům neuškodí a ve většině případů si toho jednoduše nevšimnou.

V případě selhání automatického vypnutí je situace se spotřebiči komplikovaná: porucha přetrvává a ochrana vedení z ní opět odstranila napětí - spotřebiče jsou opět odpojeny. První pokus o opětovné uzavření byl tedy neúspěšný.

Pro zvýšení spolehlivosti informací je po nějaké době, například 15 ÷ 20 sekund, proveden druhý automatický pokus o zapnutí linky pod zátěží.

Praxe použití dvojitého automatického uzavírání vysokonapěťových elektrických vedení prokázala svou účinnost v 15 případech aktivace ze sta. Vezmeme-li v úvahu, že až 50 % nouzových vypnutí je eliminováno prvním jističem a až 15 % druhým, výrazně se zvyšuje celková spolehlivost spínání linky pod zátěží při použití dvojitého cyklu a dosahuje úrovně 60 ÷ 65 %. .

Pokud se po druhém pokusu o opětovné připojení závada nevyřeší a ochrana znovu vypne jistič, pak je závada trvalá a vyžaduje vizuální posouzení servisním personálem a opravu. Takové vedení je nemožné zapnout pod zátěží, dokud závadu neodstraní polní osádka. A najít to místo a provést opravu nějakou dobu trvá.

Napětí je přivedeno na opravované místo v manuálním režimu po provedení četných kontrol k vyloučení opakování závady.

Principy činnosti automatických opětovných spínačů uvažovaných pro venkovní vedení plně vyhovují pro řídicí zařízení autobusů, úseků, transformátorů, elektromotorů a jiných silnoproudých nebo silnoproudých zařízení.

Požadavky na automatické opětovné uzavření

Rychlost zapnutí

Pro vytvoření spolehlivosti systému je nutné zvolit optimální podmínky pro nastavení automatizace na základě následujících faktorů:

• zajištění přerušení, aby se zabránilo ionizaci média, s vyloučením opětovného zapálení oblouku v případě rychlého zapnutí;

• možnosti technického provedení jističe pro rychlé přepnutí zátěže do nouzového režimu;

• omezení přerušení neproudové pauzy v provozu zařízení a další charakteristiky technologického procesu.

Podmínky spuštění

Automatizace musí fungovat po jakémkoliv vypnutí ochranami nebo samovolném, chybném ovládání spínače. Při ručním zapnutí nebo pomocí dálkového ovládání by automatické opětovné připojení nemělo fungovat, protože v případě personálních chyb, například, pokud je přenosné nebo stacionární uzemnění ponecháno a není odstraněno, ochrany spustí poruchu a napětí nemůže být na něj znovu aplikován.

Proto konstrukčně není automatické opětovné zapnutí po dlouhé jízdě připraveno k provozu a obnoví svou charakteristiku během několika sekund od okamžiku zapnutí jističe.

Trvání vícenásobných zapnutí

Zásoba energie automatických zavíracích zařízení musí zajistit automatické provádění cyklů jističem:

1. Off — On — Off pro jednorázový provoz;

2. Vypnuto — Zapnuto — Vypnuto — Zapnuto — Vypnuto pro duální algoritmy.

Na konci cyklu musí být automatika deaktivována.

Nastavte požadovanou hodinu

Délku prodlevy mezi vypnutím jističe a zapnutím automatiky musí upravit obsluhující personál s přihlédnutím ke specifickým místním podmínkám.

Obnovení výkonu

Po úspěšném provozu automatického systému dochází ke ztrátě jeho energetické rezervy.Musí se obnovit v krátkém předem stanoveném čase, aby upozornil zařízení na novou operaci při spuštění.

Spolehlivost příkazu vydaného automatizací

Velikost výstupního signálu a jeho trvání z automatiky musí být dostatečné pro spolehlivé ovládání jističe.

Schopnosti blokovat operace

V elektrických sítích jsou vytvořeny podmínky, kdy některé ochrany musí po aktivaci vyloučit samočinný závěr. Když se například sníží frekvence v síti kvůli připojení velkého počtu uživatelů, musí se někteří z nich odpojit. Posloupnost těchto operací je zajištěna v návrhu frekvenčního odlehčení, kde jsou již přiřazena méně kritická spojení, aby z nich odebrala energii. V tomto případě musí být činnost jejich automatického opětovného zapnutí zablokována blokovacím příkazem z příslušné ochrany.

Typy automatických uzavíracích zařízení

Více akcí

V závislosti na účelu automatického opětovného zavírání jsou navrženy tak, aby fungovaly v jednom nebo dvou cyklech. Praktický výzkum ukazuje, že pokud nainstalujete trojité automatické opětovné zavírání, pak jejich účinnost nepřesáhne 3 %, a to je velmi málo. Proto se takové automatizační systémy vůbec nepoužívají.

Způsoby ovlivňování aktivace jističe

Staré pružinové a zátěžové akční členy používaly konstrukce s mechanickým zavíráním, které přenášely sílu předepjaté pružiny nebo zvednutého břemene přímo na odpojovací zařízení bez časové prodlevy.

Takové mechanismy nevyžadují další zdroj energie, ale mají malou přestávku bez proudu a složité zařízení, které není příliš spolehlivé. Nyní se nepoužívají a byly zcela nahrazeny elektrickými systémy.

Počet řízených fází jističe

Ochranné a automatické obvody mohou působit současně na všechny tři fáze obvodu nebo vybrat tu, na které k události došlo.

Třífázové automatické zavírání (TAPV) je poněkud jednodušší v konstrukci a principu činnosti a jednofázové (OAPV) jsou postaveny podle složitějšího schématu, mají velké množství měřicích a logických prvků. Například v reléové verzi standardních panelů je TAPV umístěn v krabici, která je menší než polovina šířky panelu.

Umístění logických prvků pracujících podle algoritmů OAPV vyžaduje prostor v oblasti, kterou zabírá samostatný panel.

Se zavedením statických relé a mikroprocesorových zařízení se velikost automatizace začala výrazně zmenšovat.

Způsoby řízení pro automatické znovuzapínání obvodů

Když je jistič přiveden na povel z automatického opětného zapnutí, po vypnutí ochrany se obvod rozdělí na dvě části. V tomto okamžiku může dojít k nesouladu harmonických napětí v čase (úhlový posun, fáze), což vytváří složité přechodové jevy a způsobí činnost ochrany.

Podle stupně důležitosti zařízení lze automatizaci provádět pro práci:

1. žádné kontroly synchronizace;

2. se synchronizační kontrolou.

Lze použít první konstrukce:

• v energetických systémech s garantovaným napájením, kdy není vyžadována kontrola synchronizace a kvality napětí.Pro tento případ jsou vytvořena jednoduchá schémata TAPV;

• zařízení, které umožňuje asynchronní zapínání — asynchronní automatické opětovné připojení (NAPV);

• pro vypínače vybavené rychloběžnými ochranami a pohony schopné provozu v době, která vylučuje rozdělení elektrizační soustavy na asynchronní sekce - vysokorychlostní automatické opětovné zapínání (BAPV).

Kontroly synchronizace se provádějí, když:

• kontrola přítomnosti napětí, například na vedení — KNNL;

• nedostatek regulace napětí — KONL;

• čekání na synchronizaci — KOS;

• synchronizace zachycení — KUS.

Kompatibilita automatického opětovného zapnutí s provozem ochrany relé a automatizačních zařízení

Pro automatické opětovné zavření lze implementovat algoritmy:

• zrychlení obrany;

• nastavení posloupnosti činnosti spínačů na různých propojených spojích;

• interakce s automatickým zařízením pro frekvenční vykládání;

• použití neselektivního přerušení proudu v kombinaci s automatickým opětovným zapnutím, což umožňuje snížit zkratové proudy;

• kombinace s automatickým přepínáním přenosu a některé další případy.

Typ provozního proudu

Nejlepší spolehlivost mají automatizační zařízení pracující na základě energie akumulátorů shromážděných v napájecím systému pracovních obvodů. Vyžadují ale složité technické vybavení a neustálou údržbu specialisty.

V důsledku toho byly vyvinuty další systémy založené na napájení z obvodů střídavého proudu odebraných z pomocných transformátorů (TSN), proudu (CT) nebo napětí (VT).Nejčastěji se používají v malých, vzdálených rozvodnách obsluhovaných mobilními elektrikáři.

Princip činnosti nejjednodušší jednorázové automatické uzavírací linky

Logiku používanou u jednocyklových automatických opětovných zapínání lze vysvětlit na schématu starého, ale stále fungujícího elektromagnetického principu relé AR (RPV-58).

Obvod je napájen stejnosměrným provozním napětím + ХУ a - ХУ. Relé AR je řízeno následujícími obvody:

• řízení synchronizace;

• poloha kontaktu vypínače ve vypnutém stavu (RPO);

• povolení k přípravě;

• zákaz automatického opětovného zavírání.

Sada AR obsahuje relé:

• čas RT;

• střední RP se dvěma cívkami:

• proud I;

• napětí U.

Kondenzátor C se po přivedení napětí na ovládací skříňku nabíjí přes prvky logických obvodů povolení přípravy. A když se vytvoří automatické znovuzavírací obvody, náboj je blokován volbou rezistorů R1 a R2.

Napětí ShU je přivedeno na cívku časového relé RV po vypnutí jističe přes obvody časování a svým kontaktem provede zadané časové zpoždění.

Po sepnutí spínacího kontaktu RV se kondenzátor vybije na napěťovou cívku mezirelé RP, která se sepne a svým sepnutým kontaktem RP přes vlastní proudovou cívku vydá + ShU do solenoidu pro sepnutí výkonového spínače.

Relé APV tedy vyšle proudový impuls z předem nabitého kondenzátoru C, aby sepnul jistič poté, co jej vypne signální blikač RU a překrytí N sepnutím kontaktu RP.

Účelem desky H je znemožnit automatické opětovné zavírání servisním personálem při přepínání.

Relé pro automatické zavírání statických prvků

Použití polovodičové technologie změnilo velikost a konstrukci elektromagnetických relé určených pro samozavírací zařízení. Staly se kompaktnějšími, pohodlnějšími v nastavení a nastavení.

A princip činnosti reléového obvodu, zasazený do logiky elektromagnetických relé, zůstal stejný.

Vlastnosti podpory automatických zavíracích zařízení

Během provozu jsou ochranná a automatizační zařízení, která byla uvedena do provozu, pouze pod dohledem servisního personálu, který kontroluje správný provoz zařízení. Přístup ostatních specialistů k nim je omezený. organizační podmínky.

Všechny automatické uzávěrky zaznamenává automatika, zapisovače a dispečer záznamy do provozního deníku. Pracovníci ochrany analyzují správnost každé aktivace ochrany a automatizačních zařízení ochrany a zaznamenají to do technické dokumentace.

Pro provádění periodické údržby jsou automatická opětovně zavírací zařízení spolu s dalšími systémy vyřazena z provozu a předána pracovníkům služby MSRZAI k preventivním opatřením, kteří po dokončení kontrol vypracují zprávu a učiní závěr o svém provozuschopnosti a podílet se na uvedení do provozu reléová ochranná zařízení pracovat
Viz také: Jak fungují automatická přepínací zařízení (ATS) v elektrických sítích