Účelem automatického opětovného zapnutí je automatické obnovení napájení spotřebičů v případě odpojení elektrického vedení ochranným zařízením relé jeho opětovným zapnutím (znovu připojením). Možnost obnovení napájení spotřebitelů tímto způsobem je vysvětlena skutečností, že většina zkratů. na venkovních vedeních se ukáží jako nestabilní a zmizí, pokud je vedení nakrátko odpojeno. Podle statistik je jednorázové automatické opětovné zapnutí nadzemního vedení úspěšné v 65–70 % případů a u dvojitého automatického zapnutí je možné jej obnovit v 80–90 % případů po odpojení vedení reléovými ochrannými zařízeními.
Na zařízení s automatickým opětovným zavíráním existuje řada požadavků:
zajištění stanovené frekvence akcí;
vyloučení možnosti zásahu po vypnutí vypínače personálem;
vyloučení možnosti zásahu v případě nouzového odpojení jističe od ochranných zařízení ihned po jeho zapnutí personálem ručně, dálkově nebo telemechanicky;
automatický návrat automatického znovuzavíracího zařízení do původního stavu.
Splnění prvního požadavku je nutné pro ochranu spínače před zničením v případě stabilního zkratu. Se zvýšením frekvence AR pravděpodobnost, že zkrat zmizí. se zvyšuje, ale nezmizí ve všech případech ani při opakované AR. Zároveň opakované zapnutí jističe. s jeho následným vypnutím vede k rychlému opotřebení spínače a ztrátě jeho funkčnosti. V současnosti se nejčastěji používá jednoranové reclosure, méně často dvouranné.
Třetí požadavek souvisí se skutečností, že zkraty, ke kterým dochází po připojení dříve odpojeného vedení ke zdroji proudu, jsou zpravidla stabilní (zkrat). V tomto případě není nutné znovu připojovat vedení k napětí.
Automatický návrat zařízení automatického znovuzavírání do původního stavu v případě úspěšného opětovného uzavření linky zajišťuje jeho připravenost k následným akcím.
3. Kombinované působení ochrany relé a obvodu automatického opětného zapnutí. Zrychlení ochrany před automatickou opravou, zrychlení ochrany po automatické opravě.
Účel zařízení pro automatické opětovné uzavření. K většině poškození nadzemního elektrického vedení dochází v důsledku zamotání drátů při silném větru a ledu, selhání izolace při bouřce, padajících stromů, přepětí, zkratování drátů pohybujícími se mechanismy atd.
Tyto poruchy jsou nestabilní a samočinné, když je poškozené vedení rychle odpojeno. V tomto případě, když je linka znovu zapnuta, zůstává v provozu a napájení spotřebitelů se nezastaví. Opětovné uzavření se provádí automaticky automatickým zařízením pro opětovné uzavření (ADR).
– třífázové (TAPV) a jednofázové (OAPV);
– podle způsobu kontroly synchronizace při automatickém opětovném zapnutí – pro vedení s oboustranným napájením;
– podle způsobu ovlivňování pohonu jističe – mechanické a elektrické samočinné zapínání;
– podle frekvence působení – jednočinné a vícečinné automatické znovuzavírání.
Základní požadavky na zařízení s automatickým opětovným uzavřením:
1. Aktivace automatického opětovného uzavření
1.1 Musí být ve stavu neustálé připravenosti k akci a
1.2. Neměly by se uvést do provozu, když je vypínač vypnutý pracovníkem ve službě. To je zajištěno spouštěním zařízení automatického opětovného zapnutí z nesouladu mezi polohami jističe a jeho ovládacího klíče, ke kterému dochází vždy při jakémkoli automatickém vypnutí jističe. 1.3. Obvody automatického opětného zapnutí musí umožňovat možnost jejich automatického vypnutí při spuštění určitých ochran.
2. Zařízení s automatickým opětovným zapnutím musí mít minimální možnou dobu odezvy tAR1, aby se zkrátila doba trvání výpadku napájení spotřebiče.
Pro úspěšnou operaci automatického opětovného uzavření je nutné, aby doba odezvy trecloser1 byla delší:
– čas tg.p potřebný k obnovení provozní připravenosti pohonu k zapnutí (pro použité typy pohonů s přihlédnutím k jejich provozním podmínkám tg.p=0,1..0,3 s);
– čas td.s potřebný pro deionizaci média v místě poškození (pro instalace s napětím do 220 kV /D.stk0,2 s);
– doba pohotovosti spínače t.v, nutná k obnovení vypínací schopnosti spínače po odpojení zkratového proudu.
Pro jediné automatické opětovné uzavření je čas tg.v vždy menší než součet času tgp a času zapnutí tvv. Proto je určující podmínkou obvykle tАпв1>tг.п.V tomto případě s přihlédnutím k době rezervy tзап=0,4. ..0,5 s Doba odezvy URA pro linky s jednosměrným napájením
Automaticky, s daným časovým zpožděním, se zařízení s automatickým opětovným zapnutím musí vrátit do stavu připravenosti na novou akci po zapnutí jističe. Při volbě časového zpoždění tAR2 pro návrat zařízení AR do stavu připravenosti k akci musí být splněny následující požadavky:
zařízení by nemělo opakovaně zapínat jistič při nevyřešeném zkratu, což je zajištěno, pokud reléová ochrana s maximálním časovým zpožděním tс.з max stihne vypnout jistič zapojený pro zkrat dříve, než se samočinné zařízení vrátí zpět do stavu připravenosti k nové akci, t.j. měla by být
kde tzap je doba potřebná k tomu, aby se rovnala úrovni selektivity ochrany vedení;
zařízení musí být připraveno k činnosti nejdříve, než je povoleno za provozních podmínek jističe po jeho úspěšném uvedení do provozu zařízením automatického opětovného zapnutí.
Zkušenosti ukazují, že pro jediné automatické opětovné uzavření jsou splněny oba požadavky uvedené v odstavci 3, pokud přijmeme tAR2 = 15. 25 s U dvojčinného URA se předpokládá, že doba návratu do připraveného stavu po druhém cyklu je stejná t AR2= 60 s.
Schéma automatického znovuzavíracího zařízení využívajícího konstantní provozní proud
Zařízení pro automatické opětovné uzavření používá kompletní relé RPV-358.
1. Časové relé CT, které vytváří zpoždění odezvy tAR1;
2. Mezirelé KL1 se dvěma vinutími – sériovým proudovým vinutím K.L1.1 a napěťovým vinutím KL1.2;
3. Kondenzátor C1, v důsledku jehož vybití se aktivuje relé KL1 a URA jednou sepne;
– R1, zajišťuje tepelný odpor časového relé;
– R2, omezuje rychlost nabíjení kondenzátoru C1;
5. Kondenzátor C1
K napájení vypínacího elektromagnetu spínače UAT je použit předem nabitý kondenzátor C2 napájecí a nabíjecí jednotky UGV. Mezilehlé relé KL2 je instalováno pro oddělení provozních obvodů vypínacího elektromagnetu a relé RPV-358.
Princip činnosti obvodu. Když dojde z jakéhokoli důvodu k vypnutí jističe kvůli sepnutí jeho pomocného kontaktu Q1, sepne se relé polohy spínače KQT a sepne svůj kontakt KQT.1 ve spouštěcím obvodu zařízení automatického opětovného zapnutí. Pokud k vypnutí nedošlo z ovládacího tlačítka SA, pak zůstane v poloze „On“ a jeho kontakt SA.1 je sepnut.
Obvod cívky časového relé CT je uzavřen. Jeho kontakt KT.1, rozepínací bez časové prodlevy, sepne rezistor R1 zajišťující tepelný odpor relé a kontakt KT.2 s daným časovým zpožděním připojí vinutí mezireléového vinutí KL1.2 ke kondenzátoru C1. Kondenzátor je vybíjen přes cívku relé KLI, sepne a sepne kontakt K.L1.1 v obvodu stykače spínače KM, jehož součástí je sériové vinutí KL1.1 relé. Udržuje relé KL pod napětím, dokud není spínač zcela zapnut. Pokud je automatické opětné zapnutí úspěšné, zůstane jistič v zapnuté poloze. Činnost zařízení automatického opětovného uzavření je zaznamenávána indikačním relé kN.
M1 = 60 (Nm) t1 = 60 (s) M2 = 160 (Nm) t2 = 20 (s)
M3 = 0 (Nm) t3 = 100 (s) M4 = 30 (Nm) t4 = 120 (s)
M5 = 0 (Nm) t5 = 250 (s)
Vyberte motor 4AS112MV6U:
Рн = 4,2 kW Mmax/Mnom = 2,1
Účinnost = 75 Mmin/Mnom = 1,6
SosФ = 0,79 Ip/Inom = 6,5
Рн = 8,5 kW Mmax/Mnom = 2,1
Účinnost = 79 Mmin/Mnom = 1,5
SosФ = 0,8 Ip/Inom = 6,5
Mmax = 2,1*86,4 = 181,44 (Nm)
Mmin = 1,5*86,4 = 129,6 (Nm)
Vzhledem k velké délce elektrických sítí je jejich údržba a opravy v případě poškození komplikovány nutností dopravy týmu na místo výkonu práce. Z tohoto důvodu je většina nouzových situací, které vedou k nedostatku napětí, řešena automatickým opětovným zapnutím (AR) bez nutnosti zásahu pracovníka.
Účel automatického opětovného zavírání
Rýže. 1: Účel automatického znovuzavření
Automatické opětovné zapnutí je navrženo tak, aby sepnulo jističe poté, co porucha odpojila vedení od napájení. Automatické znovuzavírání zároveň umožňuje omezit přerušení dodávky proudu o počet krátkodobých nehod. Podívejte se na obrázek 1, v případě zkratu v bodě K1 následovaného vypnutím vysokonapěťového spínače Q1 se spustí automatické opětovné sepnutí 1. Předpokládejme, že se zkrat sám vyřešil a napájení do vedení z rozvodny PS1 do PS2 bylo obnoveno.
Současně, když dojde ke zkratu v bodech K2 a K3, spínač Q2 přeruší vedení k rozvodně PS3. Předpokládejme, že se jedná o zavedené zkraty; při spuštění automatického opětného zapnutí2 bude napětí opět přivedeno do sítě, ale protože dojde ke zkratu v bodech K2 a K3, Q2 opět vypne vedení.
Proto lze všechny nouzové situace podle jejich trvání rozdělit na:
- krátkodobý – ty, které jsou způsobeny relativně krátkodobým faktorem (pohyb zvířat, padající větve a další prvky), který vytvořil tok zkratových proudů na zlomek až několik sekund, po kterých se příčina i obvod samy odstranily.
- Založeno – způsobeno trvalým faktorem, který se nemůže vyřešit sám bez zásahu personálu (přerušení vodiče, destrukce izolace atd.). V takových situacích dochází k trvalým zkratům, které lze odstranit pouze vypnutím vypínačů a následnými opravami.
V praxi funguje automatické opětovné zavření ve všech situacích, ale k úspěšnému opětovnému zavření dojde až po odstranění příčiny, tedy v případě krátkodobých poruch. Pokud po prvním restartu nedojde k automatické obnově, v závislosti na typu mohou být použity následující fáze restartu. V závislosti na místních podmínkách mohou mít systémy automatického opětovného uzavření různé provozní vlastnosti.
Vzhledem k tomu, že 50 % všech výpadků lze obnovit jediným automatickým opětovným zapnutím, je první stupeň považován za nejúčinnější. Druhá se nastavuje s časovým intervalem několika sekund nebo desítek sekund a jak ukazují statistiky, umožňuje napájení spotřebiče v dalších 15 % případů.
Klasifikace
V závislosti na počtu fází zapojených do opětovného uzavření se všechna automatická opětovná uzavření dělí na:
- Jednofázové – určené pro automatický vstup pouze jedné fáze, ve které došlo ke zkratu, zpravidla používané pro vedení 500 kV a více;
- Třífázový – charakterizovaný působením spínače na pohon, který okamžitě znovu zapne všechny tři fáze;
- Kombinované – automaticky zapínají elektrická zařízení logickým výběrem jednoho nebo všech tří v závislosti na typu obvodu.
Třífázové automatické opětovné uzavření jsou zase rozděleny do následujících tříd:
- Při jednosměrném napájení – když je vedení napájeno pouze z jednoho zdroje, provozní proud spustí znovuzapínací obvod pouze pro jeden vysokonapěťový jistič.
- S obousměrným napájením – když část sítě přijímá energii ze dvou zdrojů najednou a systém automatického opětovného zapnutí je nucen znovu aktivovat dvě spínací zařízení najednou.
Oboustranné automatické znovuzavírání se také dělí na:
- Nesynchronní znovuzapínání, kdy systém provádí současný vstup spínačů z obou stran. V tomto případě není zachována synchronizace zapínání a procesů v lince.
- Během čekání na synchronizaci dodává energii nejprve z jedné a poté z druhé strany.
- Se zachycením synchronizace – volí dobu zapnutí v souladu se vzdáleností místa poruchy, aby se zabránilo výskytu asymetrických režimů, elektrických výbojů a dalších vlivů.
- Vysokorychlostní automatické opětovné zavření – umožňuje opětovné zavření v nejkratším možném čase.
Kromě výše uvedených klasifikačních metod se samočinné opětné zapnutí mohou lišit způsobem aktivace – od mechanického působení nebo prostřednictvím elektrického signálu. Existuje také rozdělení podle počtu spínacích stupňů – jeden nebo několik, podle toho, kolikrát se automatický opětovný spínač pokusí znovu zapnout napájení. Funkční princip opětovného spuštění lze upravit jak z přítomnosti napětí ve vedení, tak z jeho nepřítomnosti.
Princip činnosti
Zvažte princip fungování automatického restartu pomocí příkladu takového obvodu.
Rýže. 2: Schematické schéma automatického opětného zapnutí
Jak můžete vidět na obrázku 2, napětí je přivedeno na řídicí sběrnici SHU, schéma ukazuje příklad napájení ze stejnosměrného zdroje + SHU a – SHU. V tomto příkladu je zařízení pro automatické opětovné uzavření ovládáno následujícími mechanismy:
- řízení synchronizace;
- polohy spínacích kontaktů;
- zákaz automatického opětovného zavírání;
- povolení k přípravě.
Reléová ochrana je realizována pomocí časového relé PB a mezilehlého RP. Ten má dvě vinutí: proud RP I a napětí RP U. V normálním režimu je napětí přivedeno na ovládací panel, který nabíjí kondenzátor C za přítomnosti odpovídajícího signálu z obvodů aktivace přípravy. Restartování je však blokováno signálem z obvodu zákazu AR, který je upraven na základě rezistorů R1 a R2, které jsou v sériovém zapojení s řídicími obvody.
V případě odpojení transformátoru, vedení nebo jiného úseku signál řízení synchronizace uzavře obvod pro rádio. Který při odpočítávání nastavené doby uzavře své vlastní kontakty, ty zase obcházejí rezistor R. Poté se kondenzátor vybije do napěťového vinutí RP. Současně je také vybuzena proudová cívka, která přitahuje kontakty relé a sepne obvod pro sepnutí spínače.
Pokud se třífázový zkrat zastavil a obnovilo se napájení, pak řízení synchronizace vyšle signál k otevření FV vinutí. Poté se do obvodu znovu zavede odpor R a relé se vrátí do stavu bez napětí. Poté, co se zařízení vrátí do pohotovostního režimu, je kondenzátor C okamžitě nabit, aby byl připraven k následnému restartu.
Uzel H umožňuje jeho opětovné zapnutí při plánovaných manipulacích obslužným personálem.
Požadavky
Aby byly zajištěny deklarované režimy a bezpečné provozní podmínky zařízení, je na zařízení s automatickým restartem kladena řada požadavků:
- Výkon – musí zajistit rychlost přechodu danou typem napájených zařízení a kategorií spotřebičů. Zároveň by se však rychlost neměla restartovat, dokud se elektrický oblouk zcela nerozptýlí. Protože jinak je i při krátkodobém poškození možná reionizace izolační mezery.
- Odolnost proti nouzovému režimu – TAVR a záložní ochranná zařízení by neměla snižovat kvalitu a rychlost odezvy vlivem změn elektrických veličin.
- Selektivita automatického opětovného zapnutí – systém musí upravit svou činnost v souladu s ostatními nouzovými automatickými zařízeními, aniž by došlo k přerušení činnosti ochrany. Obrázek 3: Koordinace automatického opětovného uzavření s ostatními ochranami
- V případě provozních odstávek za účelem provádění plánovaných prací musí být automatický opětovný spínač vyjmut z okruhu, aby omylem nepřivedl napětí na přípojnice rozvodny a neohrozil personál.
- Po spuštění opětovného zapnutí se musí spínací zařízení vrátit do zavřené polohy. Pokud je opětovné uzavření neúspěšné, mělo by dojít k automatickému návratu do otevřené polohy.
- Pro některé typy ochran (plynové, diferenciální a další, které reagují na poškození transformátoru) by měl být zaveden zákaz opětovného spouštění. Rovněž musí být zachována deaktivovaná poloha v případě nouzového režimu u výkonových elektrických strojů.
- Při opětovném spouštění je třeba zablokovat nekontrolované vícenásobné opětovné zapnutí, aby se zabránilo destruktivním účinkům trvalých zkratových proudů na zařízení. Obrázek 4: Nárůst proudu při zkratu
Funkce automatického opětovného uzavření
Je třeba poznamenat, že práci na opětovném spuštění by měli kontrolovat výhradně ti zaměstnanci, v jejichž rozvaze se nacházejí příslušné distribuční sítě. V tomto případě lze přístup k externímu personálu provádět pouze pod dohledem odpovědného pracovníka.
Kromě toho, že všechny případy automatického opětovného zapnutí na stejné autobusy, linky nebo transformátory jsou evidovány měřicími zařízeními, musí je provozní pracovníci zaznamenat do příslušného deníku. Poté musí specialisté provádějící servis ochranných zařízení pro autobusy, vedení a energetická zařízení rozvodny analyzovat provoz restartu a vypracovat příslušné dokumenty.
Za účelem kontroly funkčnosti automatických zařízení pro opětovné uzavření je personál povinen je pravidelně vyřazovat z provozu. Poté se provede soubor zkušebních opatření, a to jak společně s dalšími ochranami, tak samostatně. Na základě výsledků kontroly by měl být vystaven protokol o provozuschopnosti nebo nefunkčnosti automatického znovuzavírání. V druhém případě se přijmou opatření k obnovení nebo odladění normálního provozu restartu a provede se mimořádná kontrola.
Je-li linka vybavena pro zapnutí rezervy, nelze opětovné zapnutí použít. Aby chod automatického opětovného zapnutí nenarušil přechod systému na záložní napájení.
