Kde je nainstalováno automatické znovuzavírání?

Většina škod (až 60 %) v nadzemních elektrických sítích vzniká v důsledku samoopravných příčin: atmosférických přepětí, přivázání drátů, přepětí atd. V těchto případech umožňuje automatické opětovné připojení vedení po nouzovém vypnutí rychle obnovit normální provoz elektroinstalace, čímž se výrazně zkrátí jejich prostoje a nedostatečná dodávka elektřiny. Pravidla pro elektrické instalace vyžadují automatické opětovné uzavření pro všechna nadzemní a smíšená (kabel-nadzemní) vedení s napětím nad 70 V (kde je jeho použití nejúčinnější). Automatické opětovné uzavření transformátorů, kabelových vedení a dalších zařízení je mnohem méně účinné, a proto se v zemědělských elektroinstalacích nepoužívá. Ve venkovských napájecích systémech jsou v současnosti nejběžnější třífázová elektrická zařízení s automatickým opětovným zapnutím jednočinná. Je to dáno tím, že mechanické automatické dopínání, jak ukázal jejich provoz, se ukázalo jako nedostatečně spolehlivé a navíc s krátkými pauzami před automatickým dotahováním, které dokážou zajistit, se účinnost automatického dotahování snižuje na 1000 . 25 %. Použití dvojitého automatického opětovného uzavření je spojeno se zvýšenou složitostí zařízení, a tedy se snížením spolehlivosti jeho provozu. Vezmeme-li však v úvahu, že díky druhému cyklu se účinnost automatického opětovného zapnutí obecně zvýší o 30. 10 %, v současné době se v některých energetických systémech zavádí dvojité automatické opětovné zapnutí.

Pro zařízení s automatickým opětovným uzavřením platí následující základní požadavky.

Při všech nouzových vypnutích jističe musí být zajištěno automatické opětovné zapnutí, s výjimkou případu, kdy k vypnutí došlo po ručním zapnutí jističe. Automatické opětovné zapnutí by nemělo fungovat, když je jistič okamžitě odpojen pracovníkem ve službě.

Automatické opětné zapnutí musí být provedeno s předem stanoveným časovým zpožděním, které je zvoleno na základě podmínek uvedených níže.

Zařízení pro automatické opětovné uzavření se musí po úspěšném cyklu opětovného uzavření automaticky vrátit do stavu připravenosti pro novou akci. U linek s jednosměrným napájením, stejně jako u linek pracujících v podmíněně uzavřeném režimu (se síťovým automatickým přenosovým systémem) je doba odezvy jednočinných zařízení s automatickým opětovným zapnutím (doba mrtvé doby před automatickým opětovným zapnutím). určeno za následujících podmínek:

kde t_д – doba deionizace média v místě zkratu. (pro sítě 6. 35 kV nepřesahuje 0,2 s); t_app = 0,3. 0,4 s (rezervní čas zohledňuje nepřesnosti výpočtu a chyby obsluhy zařízení);

kde t_g.p – doba připravenosti pohonu (v závislosti na jeho typu se pohybuje od 0,1 do 0,2 s);

kde t_g.v – doba připravenosti spínače (v závislosti na typu spínače v rozmezí 0,2. 2 s); t_v.v. – čas zapnutí.

Z podmínek a)…c) se bere největší hodnota t_{Automatické opětovné zavírání}. V současné době je na základě provozních zkušeností ve venkovských elektrických sítích o napětí 10 kV akceptován t_{Automatické opětovné zavírání} ≈ 2 s

Typické schéma jednočinného elektrického automatického opětného zapnutí pro venkovní vedení o napětí 10 kV, vybaveného jističi s pružinovými pohony, které jsou nejrozšířenější ve venkovských elektrických sítích, je na Obr. 8.1.

Obr. 8.1. Jednočinný obvod automatického opětovného zapnutí pro jističe 10 kV s pružinovým pohonem

Obvod používá speciální pomocné kontakty měniče: KGP1 и KGP2 – kontakty připravenosti k pohonu, resp. sepnutí a otevření při plném navinutí pružiny; VKA – rozepne se pouze při okamžitém vypnutí spínače (klíčem nebo ovládacím tlačítkem), když je spínač zapnutý, sepne a zůstane v této poloze, když je spínač automaticky vypnut reléovou ochranou. Když je spínač zapnutý a pružiny jsou navinuté (normální pracovní poloha), pomocné kontakty spínače V1 uzavřené a V2 и OT OTEVŘENO. Když je spínač vypnutý, ochrana relé sepne kontakt OT a vytvoří se nesoulad polohy pohonu (VKA zavřeno) a spínač potřebný pro spuštění automatického opětovného uzavření. Přes VKA и OT napětí je přivedeno do vinutí časového relé RV. Skluzový (dočasně sepnutý) kontakt tohoto relé v obvodu spínacího elektromagnetu EV po určité době se zavře a dodává napětí EV (kontakty VKA, KGP1, V2 jsou zavřené), spínač se zapne vlivem energie předvinutých pružin. Současně v okruhu EV relé indikátoru je aktivováno RU (nebo čítač), zaznamenávající činnost obvodu automatického opětovného uzavření. Kontakt se také uzavře KGP2, který spustí motor automatické převodovky AMP, skládající se z elektromotoru a převodovky a určené k napínání hnacích pružin. Doba trvání procesu napínání pružiny je 6. 20 s, po jeho dokončení se kontakt KGP2 rozepne, vypne AMP a sepne kontakt KGP1, poté je obvod automatického opětovného zapnutí opět připraven k činnosti. Jednorázová akce v případě neúspěšného automatického opětovného zapnutí je zajištěna volbou doby zpoždění odezvy skluzového kontaktu PBt_{PB Automatické opětovné zavírání} od podmínky, že doba, po kterou se obvod automatického opětovného uzavření vrátí do připravené polohy, určená dobou trvání napětí pružiny:

kde t_c.z.max – nejdelší doba odezvy ochrany; t_app = 2…3 s.

Ve venkovských sítích s napětím 10 kV t_{RV Automatické opětovné zavírání} @ t_{Automatické opětovné zavírání} = 2…3 s. Tato podmínka je téměř vždy splněna.

Pro automatické znovuzapínání elektrických vedení průmysl vyrábí jednočinná restartová relé typu RPV-58 a dvojčinná typu RPV-258 a pro rozvodny s provozním střídavým proudem (pomocí napájecích zdrojů) – relé typu RPV-358 .

Na Obr. Obrázek 8.2 ukazuje schéma jednoduchého automatického opětného zapnutí s relé typu RPV-358 (pro linky s jednosměrným napájením). Když je spínač zapnutý, jsou svorky ovládacího klíče HRSG sepnuté. Dojde-li k poruše ve vedení, ochrana relé vypne spínač, jehož pomocné kontakty sepnou mezirelé RPO. V tomto případě vzniká nesoulad mezi polohou spínače a ovládacího klíče: spínač je vypnutý (kontakt RPO je sepnut) a řídicí jednotka je v poloze „Zapnuto“.

Obr. 8.2. Jednočinný automatický opětovný obvod s relé RPV-358

Z tohoto důvodu se sepne časové relé PB, které prostřednictvím kontaktu PB1 zavede odpor R1 omezující proud. Druhý pár kontaktů relé PB2 s časovým zpožděním uzavírá vybíjecí obvod kondenzátoru C k paralelnímu vinutí mezirelé RP1 dvouvinutí relé RP. Ten při spuštění vyšle povel z kontaktu RP1 k zapnutí spínače a stane se samonapájecím pomocí sériového vinutí RP2, dokud se pomocné kontakty spínače nerozepnou, a poté se časové relé PB vrátí do původního stavu.

Jednorázový chod automatického opětného zapnutí zajišťuje kondenzátor C, který se po vybití do vinutí relé RP1 znovu nabije až po určité době po zapnutí vypínače.

Doba nabíjení je určena hodnotou odporu R2 a doba trvání automatického opětného zapnutí je regulována nastavením časového relé PB.

Když se spínač vypne pomocí ovládacího klíče, přeruší se napájecí obvod zařízení pro automatické opětovné uzavření a kondenzátor se vybije přes odpor R3 (svorka 8 je připojena k zápornému pólu pomocí ovládacího klíče). Po rychlém zapnutí jističe ovládacím klíčem bude zařízení automatického opětného zapnutí na určitou dobu vyřazeno z činnosti a pokud dojde k zapnutí linky z důvodu zkratu, bude vypnuto reléovou ochranou před automatickým opětným zapnutím. zařízení je připraveno k akci.

Zabránění činnosti automatického opětovného zapnutí, například při vypnutí jističe pomocí telemechaniky, se provádí připojením obvodu svorkou 8 k zápornému pólu. V tomto případě je kondenzátor vybit do odporu R3 (viz obr. 8.2). Usměrňovač Д (dioda), přes kterou se nabíjí kondenzátor C, zabraňuje jeho vybití při krátkodobých poklesech napětí na výstupu zdroje BPZ při blízkých zkratech. v přilehlé síti.

Pro studium obvodu s jedním opětným zapnutím jističů 10 kV s pružinovým pohonem použijte ukázkový pohon s AMP a obvodem s automatickým opětným zapnutím podle Obr. 8.1. Pro studium metod pro koordinaci činnosti automatického opětovného zapnutí s reléovou ochranou a pro studium chování spotřebitelů při automatickém opětovném zapnutí je navržen stojan, jehož elektrický obvod s automatickým opětným zapínáním typu RPV-358 (v závislosti na dostupném vybavení, lze také použít relé RPV-58, jehož princip činnosti je podobný a obvod se od relé RPV-358 liší jen málo) se zrychlením ochrany po automatickém opětovném zapnutí je znázorněno na Obr. 8.3. Obvod stojanu funguje následovně.

Obr. 8.3. Elektrické schéma:
a – stojan s automatickým zavíráním typu RPV-358; b – schéma činnosti zrychlovacího relé rozváděče pro zrychlení činnosti ochrany před automatickým opětovným zapnutím

Se zkratem na lince L1 se aktivuje proudové relé RT a časové relé PB, které s daným časovým zpožděním přes mezirelé RP vypínají jistič. Když je spínač vypnutý, jeho pomocné kontakty sepnou RPO relé, které svými kontakty zapne zařízení RPV-358. Relé RPV-358 s časovým zpožděním přibližně rovným mrtvé době automatického opětovného zapnutí zapíná jistič pomocí elektrického spínače na elektromagnetu a pomocí kontaktů PP2 spouští zrychlovací ochranné relé rozváděče. Ten zavře své kontakty.

Pokud je zkrat stabilní, pak je jistič opět vypnut reléovou ochranou bez časové prodlevy pomocí relé RT, RV, RU1 a RP.

Časové relé PB bez časové prodlevy sepne svůj horní pár kontaktů a přes sepnuté kontakty RU1 sepne relé RP, které pomocí elektromagnetu EO vypne spínač.

V obvodu akcelerační ochrany před automatickým opětovným zapnutím je sepnut další pár kontaktů v akceleračním relé RU1 (obr. 8.3b). V tomto případě při sepnutí ochrany dojde k vypnutí spínače bez časové prodlevy po obvodu: okamžitý kontakt časového relé PB, vypínací kontakt relé RU1, mezirelé RP a elektromagnet EO spínače. Když je obvod automatického opětovného zapnutí v činnosti, relé RU1 otevře svůj normálně otevřený kontakt a sepne svůj normálně otevřený kontakt. Se stabilním zkratem opakované vypnutí nastává s časovým zpožděním.

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.