Hogyan működnek az automatikus visszakapcsolók (AR) az elektromos hálózatokban

A fogyasztók fő energiaigénye a megbízhatóság és a folyamatos áramellátás. Az elektromos hálózatokból származó közlekedési energiaáramlások több száz és ezer kilométert tesznek meg. Ilyen távolságban a villamos vezetékeket különféle természeti és fizikai folyamatok érinthetik, amelyek károsítják a berendezéseket, szivárgási áramot vagy rövidzárlatot hoznak létre.

A balesetek továbbterjedésének megelőzése érdekében minden vezetéket olyan védelemmel látnak el, amely folyamatosan, valós időben figyeli az elektromos teljesítmény összes szükséges paraméterét, és üzemzavar esetén gyorsan leválasztja az áramot a tápvezetékről a beépített tápkapcsolóval. a generátor vezetéke végének oldala.

Ebből a célból minden elektromos vezetéket a kapcsoló közlekedési csomópontok között fektetnek le, az ún elektromos alállomások, amelyen az erősáramú eszközök, mérőeszközök, valamint a védelmi és automatizálási berendezések koncentrálódnak.

Az elektromos vezetékek meghibásodása többféle ok miatt, változó időtartammal fordulhat elő. Általában két csoportra osztják őket:

1. rövid távú;

2. sokáig.

A hiba első megnyilvánulása lehet például egy gólya, amely egy légvezeték vezetékein átrepül úgy, hogy széttárt szárnyaival csökkenti a fázispotenciálok közötti szigetelő levegőréteg elektromos ellenállását, és ezáltal utat hoz létre a légvezeték vezetékein. rövidzárlati áram áthalad a testén.

A második esetre jellemző, hogy vandálok lőfegyverrel vadászpuskából szigetelőket lövöldöznek le, természeti katasztrófák következtében megsemmisülnek a támasztékok, vagy rossz látási viszonyok mellett nagy sebességgel az oszlopokba ütköző járművek ütköznek.

Mindkét esetben a védelmek észlelik a hibát és kinyitják a megszakítót. A rövidzárlati áramok megszűnnek áthaladni a zárlati helyen, árammentes megszakítás jön létre a betáplálásban.

De az áramfogyasztóknak szükségük van áramellátásra, mert már nem tudnak élni nélküle. Ezért a vezetéket élesben kell kapcsolóval és a lehető leggyorsabban megfordítani.

Ez automatikusan, több lépésben vagy manuálisan történik a kezelőszemélyzet által szigorúan meghatározott algoritmus szerint.

Hogyan működik az automatikus visszakapcsolás (AR)

Minden áramköri alállomás rendelkezik olyan tápkapcsolókkal, amelyek automatizálási rendszerekkel vagy diszpécserek által vezérelhetők. Erre vannak felszerelve mágnesszelepek:

• bekapcsol;

• Leállitás.

A megfelelő mágnesszelep feszültségének alkalmazása az elsődleges hálózat kommutációját eredményezi.Fontolja meg a megszakítók automatikus vezérlésének lehetőségét a dedikált automatikus visszakapcsolókon keresztül.

Ha a tápvezetéket leválasztják a védelemről, az automatikus újrazárás azonnal elindul. De nem közvetlenül a lekapcsolás után ad feszültséget a vezetékre, hanem a rövid távú okok önmegsemmisítéséhez szükséges időkésleltetéssel, például egy gólya földön áramütése esetén.

Az egyes vezetéktípusokhoz a statisztikai vizsgálatok alapján saját időpontok javasoltak, biztosítva a rövid távú üzemzavarok időszakát. Általában ez körülbelül két másodperc vagy kicsit több (legfeljebb négy).

Az előre beállított idő letelte után az automatika feszültséggel látja el a bekapcsolási mágnesszelepet: a vezetéket üzembe helyezi. Ebben a helyzetben az aktiválás elvégezhető:

1. sikeres, ha a hiba magától megszűnt (a gólya áthaladt a vezetékzónán);

2. meghiúsult, ha például egy sárkány rákerült a vezetékekre, és a rögzítésének kábelének nem volt ideje a végéig leégni.

Sikeres felvétel esetén minden világos. A rövid áramszünet nem károsítja a felhasználókat, és a legtöbb esetben egyszerűen nem veszik észre.

Sikertelen automatikus leállás esetén bonyolult a helyzet a fogyasztókkal: a hiba továbbra is fennáll, a vonalvédelem pedig ismét levette róla a feszültséget – a fogyasztók ismét lekapcsolódnak. Így az első újrazárási kísérlet sikertelen volt.

Az információ megbízhatóságának növelése érdekében egy idő után, például 15 ÷ 20 másodperc elteltével, egy második automatikus kísérlet történik a vonal terhelés alatti bekapcsolására.

A nagyfeszültségű vezetékek dupla automatikus zárásának gyakorlata százból 15 működtetésnél mutatta be hatékonyságát. Figyelembe véve, hogy a vészleállások akár 50%-át kiküszöböli az első megszakító, és akár 15%-át a második, a vezeték terhelés alatti átkapcsolásának általános megbízhatósága kettős ciklussal jelentősen megnő, elérve a 60 ÷ 65%-os szintet. .

Ha a második újracsatlakozási kísérlet után a hiba nem szűnik meg, és a védelem ismét lekapcsolja a megszakítót, akkor a hiba állandó, és a szervizszemélyzet szemrevételezését és javítását igényli. Egy ilyen vezetéket terhelés alatt nem lehet bekapcsolni, amíg a hibát a terepszemélyzet el nem hárítja. És eltart egy ideig, amíg megtalálja azt a helyet, és elvégzi a javítási munkákat.

A feszültség kézi üzemmódban kerül a javított területre, miután számos ellenőrzést elvégeztek, hogy kizárják a hiba megismétlődését.

A felsővezetéknél figyelembe vett automata visszakapcsolók működési elve teljes mértékben alkalmas buszok, szakaszok, transzformátorok, villanymotorok és egyéb kis- vagy nagyfeszültségű erősáramú berendezések vezérlésére.

Az automatikus újrazárás követelményei

Bekapcsolási sebesség

A rendszer megbízhatóságának megteremtése érdekében ki kell választani az optimális feltételeket az automatizálás beállításához a következő tényezők alapján:

• megszakítás biztosítása a közeg ionizációjának megakadályozása érdekében, kizárva az ív újragyújtását elhamarkodott bekapcsolás esetén;

• a megszakító műszaki kialakításának lehetőségei a terhelés gyors vészhelyzeti üzemmódba kapcsolásához;

• korlátozza a nem áram alatti szünet megszakítását a berendezés működésében és a technológiai folyamat egyéb jellemzőit.

Indítási feltételek

Az automatizálásnak működnie kell a védelem vagy a kapcsoló spontán, hibás működése miatti leállás után. Kézi bekapcsoláskor vagy távirányítóval az automatikus visszakapcsolás ne működjön, mert személyi hiba esetén, például ha hordozható vagy álló földelést hagyunk és nem távolítunk el, a védelmek kioldják a hibát, és a feszültség nem tud. újra alkalmazni kell rá.

Emiatt szerkezetileg az automatikus visszakapcsolás hosszú út után nem üzemkész, és a megszakító bekapcsolása után néhány másodpercen belül visszanyeri jellemzőit.

Többszöri bekapcsolás időtartama

Az automatikus zárószerkezetek energiatartalékának biztosítania kell a ciklusok automatikus végrehajtását a megszakító által:

1. Ki — Be — Ki az egyszeri működéshez;

2. Ki — Be — Ki — Be — Ki kettős algoritmus esetén.

A ciklus végén az automatikát le kell tiltani.

Állítson be egy óra beállítási pontot

A megszakító kioldása és az automata berendezés feszültség alá helyezése közötti késleltetés hosszát a kezelőszemélyzetnek kell beállítania, figyelembe véve a helyi adottságokat.

Teljesítmény helyreállítása

Az automata rendszer sikeres működése után energiatartalékának elvesztése következik be.Rövid, előre meghatározott időn belül helyre kell állnia, hogy indításkor figyelmeztesse az eszközöket egy új műveletre.

Az automatika által kiadott parancs megbízhatósága

Az automatizálásból származó kimeneti jel nagyságának és időtartamának elegendőnek kell lennie a megszakító megbízható vezérléséhez.

Műveletek blokkolásának képessége

Az elektromos hálózatokban olyan feltételek jönnek létre, amikor bizonyos védelemnek ki kell zárnia az automatikus zárást aktiválásuk után. Például, ha a hálózatban a frekvencia csökken a nagyszámú felhasználó csatlakozása miatt, akkor néhányukat le kell választani. Az ilyen műveletek sorrendjét a frekvencia-lerakodás tervezése biztosítja, ahol már kevésbé kritikus csatlakozások vannak hozzárendelve az áramtalanításhoz. Ebben az esetben az automatikus visszazárásuk működését a megfelelő védelemtől érkező blokkoló paranccsal kell blokkolni.

Az automatikus zárószerkezetek típusai

Több művelet

Az automatikus visszazárás céljától függően egy vagy két ciklusban működnek. A gyakorlati kutatások azt mutatják, hogy ha háromszoros automatikus visszazárást telepítünk, akkor azok hatásfoka nem haladja meg a 3%-ot, és ez nagyon kevés. Ezért az ilyen automatizálási rendszereket egyáltalán nem használják.

A megszakító működését befolyásoló módszerek

A régi rugós és tehermozgatók mechanikus zárószerkezeteket alkalmaztak, az előfeszített rugó vagy a megemelt teher erejét közvetlenül a leválasztó eszközre vitték át késedelem nélkül.

Az ilyen mechanizmusokhoz nincs szükség további áramforrásra, de van egy kis áramszünet és egy összetett eszköz, amely nem túl megbízható. Jelenleg nem használják őket, és teljesen felváltották őket elektromos rendszerek.

A vezérelt megszakító fázisok száma

A védő- és automata áramkörök egyszerre hathatnak az áramkör mindhárom fázisára, vagy kiválaszthatják azt, amelyiken az esemény bekövetkezett.

A háromfázisú automatikus zárás (TAPV) valamivel egyszerűbb kialakítású és működési elvben, az egyfázisú (OAPV) pedig bonyolultabb séma szerint épül fel, nagyszámú mérő- és logikai elemmel rendelkezik. Például a szabványos panelek relé változatában a TAPV-t a panel szélességének felénél kisebb dobozba helyezik.

Az OAPV algoritmusok szerint működő logikai elemek elhelyezése helyet igényel a külön panel által elfoglalt területen.

A statikus relék és mikroprocesszoros eszközök bevezetésével az automatizálás mérete jelentősen csökkenni kezdett.

Szabályozási módszerek automatikus visszazáró áramkörökhöz

Amikor a megszakító az automatikus visszakapcsoló parancsára feszültség alá kerül, a védelem kioldása után az áramkör két részre oszlik. Ekkor a feszültségharmonikusok időbeni eltérése (szögeltolódás, fázis) léphet fel, ami összetett tranzienseket hoz létre és a védelem működését idézi elő.

A berendezés fontosságának mértékétől függően a munkavégzés automatizálása elvégezhető:

1. nincs szinkronizálási ellenőrzés;

2. szinkronellenőrzéssel.

Az első konstrukciók használhatók:

• garantált betáplálású villamosenergia-rendszerekben, amikor nincs szükség szinkron- és feszültségminőség-ellenőrzésre.Erre az esetre egyszerű TAPV sémákat hoznak létre;

• az aszinkron bekapcsolást lehetővé tevő berendezések – aszinkron automatikus újracsatlakozás (NAPV);

• nagy sebességű védelemmel felszerelt megszakítókhoz és olyan hajtásokhoz, amelyek olyan időpontban tudnak működni, amely kizárja az energiarendszer aszinkron szakaszokra osztását – nagy sebességű automatikus visszakapcsolás (BAPV).

A szinkronizálási ellenőrzéseket akkor hajtják végre, ha:

• feszültség jelenlétének ellenőrzése, például a vonalon – KNNL;

• a feszültségszabályozás hiánya – KONL;

• szinkronizálásra vár — KOS;

• szinkronrögzítés — KUS.

Az automatikus visszazárás kompatibilitása a relévédelmi és automatizálási eszközök működésével

Algoritmusok implementálhatók az automatikus újrazáráshoz:

• védelmi gyorsulás;

• a kapcsolók működési sorrendjének beállítása a különböző összekapcsolt kapcsolatokon;

• interakció az automatikus berendezéssel a frekvenciakiürítéshez;

• nem szelektív árammegszakítás alkalmazása automatikus újrazárással kombinálva, amely lehetővé teszi a rövidzárlati áramok csökkentését;

• kombinációk az automatikus átviteli kapcsolási művelettel és néhány más esettel.

Üzemi áram típusa

A legjobb megbízhatóságúak a munkakörök tápellátó rendszerében összegyűjtött akkumulátorok energiáján működő automatizálási berendezések. De komplex műszaki felszerelést és folyamatos szakemberek általi karbantartást igényelnek.

Következésképpen más rendszereket fejlesztettek ki a segédtranszformátorokból (TSN) vett váltakozó áramú áramkörök teljesítményén, az áramon (CT) vagy a feszültségen (VT).Leggyakrabban kis, távoli alállomásokon használják, amelyeket mobil villanyszerelők szervizelnek.

A legegyszerűbb egylövetű automata zárósor működési elve

Az egyciklusú automata visszakapcsolókhoz használt logika az AR relé (RPV-58) régi, de még működő elektromágneses elvének diagramján magyarázható.

Az áramkör + ХУ és - ХУ közvetlen üzemi feszültséggel van ellátva. Az AR relét a következő áramkörök vezérlik:

• szinkronvezérlés;

• a megszakító érintkező helyzete kikapcsolt állapotban (RPO);

• előkészítési engedély;

• az automatikus visszakapcsolás tilalma.

Az AR készlet reléket tartalmaz:

• idő RT;

• közbenső RP két tekercssel:

• áram I;

• U feszültség.

A C kondenzátor a vezérlődobozra történő feszültség adása után az előkészítési engedély logikai áramköreinek elemein keresztül töltődik. És amikor automatikus vissza nem záródó áramkörök jönnek létre, a töltést az R1 és R2 ellenállások kiválasztása blokkolja.

Az ShU feszültség az RV időrelé tekercsére kerül, miután a megszakító kioldott az időzítési vezérlő áramkörökön keresztül, és az érintkezőjével végrehajtja a megadott időkésleltetést.

Az alaphelyzetben nyitott RV érintkező zárása után a kondenzátor kisül az RP közbenső relé feszültségtekercsére, amely kiold, és zárt RP érintkezőjével a saját áramtekercsén keresztül + ShU-t ad ki a mágnesszelepnek a tápkapcsoló zárásához.

Így az APV relé áramimpulzust ad ki az előre feltöltött C kondenzátorból, hogy lezárja a megszakítót, miután az RU jelvillogó és az N átfedés az RP érintkező zárásával kioldotta.

A H-lemez célja, hogy kikapcsolja a szervizszemélyzet általi automatikus visszazárást a műveletek váltása során.

Relé statikus elemek automatikus zárásához

A félvezető technológia alkalmazása megváltoztatta az automatikus zárószerkezetekhez tervezett elektromágneses relék méretét és kialakítását. Kompaktabbak lettek, kényelmesebbek a beállításokban és a beállítási beállításokban.

A relé áramkör működési elve pedig az elektromágneses relék logikájába ágyazva változatlan maradt.

Az automatikus zárószerkezetek támogatásának jellemzői

Az üzembe helyezett védelmi és automatizálási berendezések üzem közben csak a berendezés megfelelő működését ellenőrző szervizszemélyzet felügyelete alatt állnak. Más szakemberek hozzáférése korlátozott. szervezési feltételek.

Az automatika, a rögzítők és a diszpécser minden automatikus zárási műveletet rögzít a műveleti naplóban. A relé munkatársai elemzik a relévédelmi és automatizálási eszközök minden egyes működtetésének helyességét, és ezt rögzítik a műszaki dokumentációban.

Az időszakos karbantartás elvégzéséhez az automatikus visszakapcsoló berendezéseket a többi rendszerrel együtt kivonják a forgalomból, és megelőző intézkedésekre átadják az MSRZAI szolgálat személyzetének, akik az ellenőrzések elvégzése után jegyzőkönyvet készítenek, következtetést vonnak le szervizelhetőségét és részt vesz az üzembe helyezésben relé védelmi eszközök dolgozni
Lásd még: Hogyan működnek az automatikus átviteli kapcsolóeszközök (ATS) az elektromos hálózatokban