Otomatik tekrar kapatıcılar (AR) elektrik şebekelerinde nasıl çalışır?

Tüketicilerin ana güç gereksinimleri, güvenilirlik ve kesintisiz güç kaynağıdır. Elektrik şebekelerinden gelen taşıma enerjisi akışları yüzlerce ve binlerce kilometreyi kapsıyor. Bu tür mesafelerde elektrik hatları, ekipmana zarar veren, kaçak akım veya kısa devre oluşturan çeşitli doğal ve fiziksel işlemlerden etkilenebilir.

Kazaların yayılmasını önlemek için, tüm elektrik hatları, gerçek zamanlı olarak gerekli tüm elektrik gücü parametrelerini sürekli olarak izleyen korumalarla donatılmıştır ve bir arıza durumunda, üzerine kurulu bir güç anahtarını çalıştırarak gücü elektrik hattından hızla ayırın. Jeneratörün hattının ucunun tarafı.

Bu amaçla, tüm elektrik hatları anahtarlamalı taşıma düğümleri arasına döşenir. elektrik trafo merkezleri, güç cihazlarının, ölçüm cihazlarının yanı sıra koruma ve otomasyon ekipmanlarının yoğunlaştığı.

Güç hattı arızası, değişen sürelerle çeşitli nedenlerle ortaya çıkabilir. Genellikle hareket eden iki gruba ayrılırlar:

1. kısa vadeli;

2. uzun süre.

Bir arızanın ilk tezahürüne bir örnek, bir havai enerji hattının iletkenleri üzerinden uçan bir leylek olabilir, böylece açık kanatları ile faz potansiyelleri arasındaki yalıtıcı hava tabakasının elektrik direncini azaltır ve böylece bir yol oluşturur. vücudundan kısa devre akımı geçer.

İkinci vaka, ateşli silahla bir av tüfeğinden izolatörleri vuran vandallar, doğal afetler nedeniyle desteklerin tahrip olması veya zayıf görüş koşullarında yüksek hızda direklere çarpan araçların çarpmasıyla karakterize edilir.

Her iki durumda da, korumalar hatayı algılayacak ve kesiciyi açacaktır. Kısa devre akımları kısa devre konumundan geçmeyi durdurur, beslemede akımsız bir kesinti oluşur.

Ancak elektrik tüketicileri, artık onsuz yaşayamayacakları için elektrik kaynağına ihtiyaç duyarlar. Bu nedenle hattın bir anahtarla ve mümkün olan en kısa sürede canlıya çevrilmesi gerekmektedir.

Bu, birkaç aşamada otomatik olarak veya kesin olarak tanımlanmış bir algoritmaya göre çalışan personel tarafından manuel olarak yapılır.

Otomatik Tekrar Kapama (AR) Nasıl Çalışır?

Tüm güç trafo merkezlerinde, otomasyon sistemleri veya dağıtıcı eylemleri tarafından kontrol edilebilen güç anahtarları bulunur. Bunun için donanımlılar solenoidler:

• aç;

• kapat.

Karşılık gelen solenoid'e voltaj uygulanması, birincil ağın komütasyonuna neden olur.Atanmış otomatik tekrar kapatıcılar aracılığıyla devre kesicileri otomatik olarak kontrol etme seçeneğini göz önünde bulundurun.

Güç hattının korumalardan bağlantısı kesildiğinde, otomatik tekrar kapama hemen başlar. Ancak, bağlantı kesildikten hemen sonra hatta voltaj vermez, ancak kısa süreli nedenlerin kendi kendini yok etmesi için gerekli bir zaman gecikmesiyle, örneğin yerde elektrik çarpmış bir leylek.

İstatistiksel çalışmalara dayalı olarak her bir elektrik hattı türü için kendi süreleri tavsiye edilir ve kısa süreli arıza süreleri sağlanır. Genellikle bu yaklaşık iki saniye veya biraz daha fazladır (dörde kadar).

Önceden ayarlanan süre geçtikten sonra, otomasyon açma solenoidine gerilim sağlar: hat işletime alınır. Bu durumda, aktivasyon yapılabilir:

1. arıza kendi kendine ortadan kalktığında başarılı (leylek tel bölgesinden geçmiştir);

2. örneğin, tellere bir uçurtma takılırsa ve bağlantı kablosunun sonuna kadar yanacak zamanı yoksa başarısız oldu.

Başarılı bir şekilde dahil edildikten sonra her şey açıktır. Kısa bir elektrik kesintisi kullanıcılara zarar vermez ve çoğu durumda bunu fark etmezler.

Başarısız bir otomatik kapatma durumunda, tüketicilerle ilgili durum karmaşıktır: arıza devam eder ve hat koruması voltajı tekrar ondan çıkardı - tüketicilerin bağlantısı tekrar kesilir. Böylece, ilk yeniden kapatma girişimi başarısız oldu.

Bilginin güvenilirliğini artırmak için, bir süre sonra, örneğin 15 ÷ 20 saniye sonra, hattı yük altında açmak için ikinci bir otomatik girişimde bulunulur.

Yüksek voltajlı elektrik hatlarının çift otomatik kapanmasını kullanma uygulaması, etkinliğini yüz çalıştırmadan 15'inde göstermiştir. Acil durum kapatmalarının %50'ye kadar olan kısmının birinci devre kesici tarafından ve %15'e kadar olan kısmının ikinci devre kesici tarafından ortadan kaldırıldığı düşünüldüğünde, yük altında hattın çift çevrim kullanılarak anahtarlanmasının genel güvenilirliği önemli ölçüde artarak %60 ÷ 65 düzeyine ulaşır. .

İkinci yeniden bağlantı denemesinden sonra arıza giderilmezse ve koruma devre kesiciyi tekrar açarsa, arıza kalıcıdır ve servis personeli tarafından görsel değerlendirme ve onarım gerektirir. Saha ekibi tarafından arıza giderilmeden böyle bir hattın yük altında çalıştırılması mümkün değildir. Ve o yeri bulup onarım işi yapmak biraz zaman alıyor.

Arızanın tekrarını önlemek için çok sayıda kontrol yapıldıktan sonra, manuel modda onarılan alana voltaj uygulanır.

Havai hat için düşünülen otomatik tekrar kapamalı devre kesicilerin çalışma ilkeleri, otobüslerin, bölümlerin, trafoların, elektrik motorlarının ve diğer düşük voltajlı veya yüksek voltajlı güç ekipmanlarının kontrol cihazları için tamamen uygundur.

Otomatik Tekrar Kapatma Gereksinimleri

Açma hızı

Sistem güvenilirliği oluşturmak için, aşağıdaki faktörlere dayalı olarak otomasyonu kurmak için en uygun koşulları seçmek gerekir:

• ani açma durumunda arkın yeniden tutuşması hariç, ortamın iyonlaşmasını önlemek için kesinti sağlanması;

• yükü hızlı bir şekilde acil durum moduna geçirmek için devre kesicinin teknik tasarımının olanakları;

• ekipmanın çalışmasındaki mevcut olmayan duraklamanın kesintiye uğramasının ve teknolojik sürecin diğer özelliklerinin sınırlandırılması.

Başlatma koşulları

Otomasyon, korumalar veya anahtarın kendiliğinden, hatalı çalışması nedeniyle herhangi bir kapatmadan sonra çalışmalıdır. Manüel olarak veya bir uzaktan kumanda kullanılarak açıldığında, otomatik yeniden bağlantı çalışmamalıdır, çünkü örneğin taşınabilir veya sabit bir topraklamanın bırakılması ve çıkarılmaması gibi personel hataları durumunda, korumalar arızayı giderir ve voltaj geri yüklenemez. ona yeniden uygulanır.

Bu nedenle, yapısal olarak, uzun bir açmadan sonra otomatik tekrar kapama çalışmaya hazır değildir ve kesicinin açıldığı andan itibaren birkaç saniye içinde özelliklerini geri kazanır.

Çoklu güçlendirmelerin süresi

Otomatik kapatma cihazlarının enerji rezervi, devre kesici tarafından döngülerin otomatik olarak yürütülmesini sağlamalıdır:

1. Kapalı — Açık — Tek seferlik kullanım için Kapalı;

2. Kapalı — Açık — Kapalı — Açık — Kapalı ikili algoritmalar için.

Döngünün sonunda otomasyon devre dışı bırakılmalıdır.

Bir saat ayar noktası belirleyin

Devre kesicinin açması ile otomatik ekipmanın enerjilenmesi arasındaki gecikmenin uzunluğu, işletme personeli tarafından belirli yerel koşullar dikkate alınarak ayarlanmalıdır.

Performans kurtarma

Otomatik sistemin başarılı bir şekilde çalışmasından sonra, enerji rezervinde bir kayıp meydana gelir.Cihazları başlatma sırasında yeni bir işlem için uyarmak için önceden belirlenmiş kısa bir süre ile kurtarılmalıdır.

Otomasyon tarafından verilen komutun güvenilirliği

Çıkış sinyalinin büyüklüğü ve otomasyondan kalma süresi, devre kesiciyi güvenilir bir şekilde kontrol etmek için yeterli olmalıdır.

İşlemleri engelleme yetenekleri

Elektrik şebekelerinde, belirli korumaların etkinleştirildikten sonra otomatik kapanma işlemini hariç tutması gereken koşullar yaratılır. Örneğin, çok sayıda kullanıcının bağlanması nedeniyle ağdaki frekans düştüğünde, bazılarının bağlantısının kesilmesi gerekir. Bu tür işlemlerin sırası, gücü kesmek için daha az kritik bağlantıların zaten atandığı frekans boşaltma tasarımında sağlanır. Bu durumda, otomatik tekrar kapamalarının çalışması, ilgili korumadan gelen bir bloke etme komutu ile bloke edilmelidir.

Otomatik kapatma cihazlarının türleri

Çoklu işlemler

Otomatik tekrar kapamanın amacına göre bir veya iki çevrimde çalışacak şekilde tasarlanırlar. Pratik araştırmalar, üçlü otomatik tekrar kapama kurarsanız verimliliklerinin %3'ü geçmediğini ve bunun çok az olduğunu gösteriyor. Bu nedenle bu tür otomasyon sistemleri hiç kullanılmamaktadır.

Devre kesicinin çalışmasını etkileme yöntemleri

Eski yay ve yük aktüatörleri, önceden yüklenmiş bir yayın veya kaldırılmış yükün kuvvetini herhangi bir zaman gecikmesi olmadan doğrudan bağlantı kesme cihazına aktaran mekanik kapama tasarımları kullanıyordu.

Bu tür mekanizmalar ek bir güç kaynağı gerektirmez, ancak akımsız küçük bir kesintiye ve çok güvenilir olmayan karmaşık bir cihaza sahiptir. Artık kullanılmamaktadırlar ve yerini tamamen elektrik sistemleri almıştır.

Kontrollü devre kesici faz sayısı

Koruyucu ve otomatik devreler, devrenin üç fazında da aynı anda hareket edebilir veya olayın meydana geldiği fazı seçebilir.

Üç fazlı otomatik kapanma (TAPV), tasarım ve çalışma prensibi açısından biraz daha basittir ve tek fazlı (OAPV) daha karmaşık bir şemaya göre inşa edilmiştir, çok sayıda ölçüm ve mantık elemanına sahiptir. Örneğin standart panoların röle versiyonunda TAPV, pano genişliğinin yarısından daha az olan bir kutu içerisine yerleştirilmiştir.

OAPV algoritmalarına göre çalışan mantık öğelerinin yerleştirilmesi, ayrı bir panelin kapladığı alanda yer gerektirir.

Statik rölelerin ve mikroişlemcili cihazların kullanıma girmesiyle birlikte otomasyonun boyutu önemli ölçüde azalmaya başladı.

Otomatik tekrar kapama devreleri için kontrol yöntemleri

Otomatik tekrar kapatıcıdan gelen komutla kesiciye enerji verildiğinde, korumayı açtıktan sonra devre iki kısma ayrılır. Bu noktada, karmaşık geçişler oluşturan ve korumanın çalışmasına neden olan gerilim harmoniklerinin zaman içinde uyumsuzluğu (açı kayması, faz) meydana gelebilir.

Ekipmanın önem derecesine göre, iş için otomasyon yapılabilir:

1. senkronizasyon kontrolü yok;

2. senkronizasyon kontrolü ile.

İlk yapılar kullanılabilir:

• Senkronizasyon ve gerilim kalitesi kontrollerinin gerekli olmadığı durumlarda garantili beslemeli güç sistemlerinde.Bu durum için basit TAPV şemaları oluşturulur;

• eşzamansız açmaya izin veren ekipman — eşzamansız otomatik yeniden bağlanma (NAPV);

• yüksek hızlı korumalarla donatılmış devre kesiciler ve güç sisteminin asenkron bölümlere bölünmesini hariç tutan bir zamanda çalışabilen sürücüler için - yüksek hızlı otomatik tekrar kapama (BAPV).

Senkronizasyon kontrolleri şu durumlarda gerçekleştirilir:

• örneğin hat üzerinde voltaj varlığının kontrol edilmesi — KNNL;

• voltaj kontrolünün olmaması — KONL;

• senkronizasyon bekleniyor — KOS;

• senkronizasyon yakalama — KUS.

Otomatik tekrar kapamanın röle koruma ve otomasyon cihazlarının çalışması ile uyumluluğu

Otomatik olarak yeniden kapatmak için algoritmalar uygulanabilir:

• savunma ivmesi;

• farklı birbirine bağlı bağlantılardaki anahtarların çalışma sırasının ayarlanması;

• frekans boşaltma için otomatik ekipmanla etkileşim;

• kısa devre akımlarını azaltmayı mümkün kılan otomatik tekrar kapama ile birlikte seçici olmayan akım kesmenin kullanılması;

• otomatik transfer anahtarlama işlemi ve diğer bazı durumlarla kombinasyonlar.

çalışma akımı türü

Çalışma devrelerinin güç kaynağı sisteminde toplanan akümülatörlerin enerjisine dayalı olarak çalışan otomasyon cihazları en iyi güvenilirliğe sahiptir. Ancak karmaşık teknik ekipman ve uzmanlar tarafından sürekli bakım gerektirirler.

Sonuç olarak, yardımcı transformatörlerden (TSN), akımdan (CT) veya voltajdan (VT) alınan alternatif akım devrelerinden gelen güce dayalı başka sistemler geliştirilmiştir.Genellikle mobil elektrikçiler tarafından hizmet verilen küçük, uzak trafo merkezlerinde kullanılırlar.

En basit tek atış otomatik kapama hattının çalışma prensibi

Tek çevrimli otomatik tekrar kapatıcılar için kullanılan mantık, AR rölesinin (RPV-58) eski fakat hala çalışan elektromanyetik prensibinin şeması üzerinde açıklanabilir.

Devre doğrudan çalışma voltajı + ХУ ve - ХУ ile beslenir. AR rölesi aşağıdaki devreler tarafından kontrol edilir:

• senkronizasyon kontrolü;

• kesici kontağının kapalı durumdaki konumu (RPO);

• hazırlama izni;

• otomatik tekrar kapama yasağı.

AR kiti röleleri içerir:

• zaman RT'si;

• iki bobinli ara RP:

• akım ben;

• gerilim U.

Kondansatör C, kontrol kutusuna voltaj uygulandıktan sonra, hazırlama izninin mantık devrelerinin elemanları aracılığıyla şarj edilir. Ve otomatik tekrar kapamayan devreler oluşturulduğunda, R1 ve R2 dirençleri seçilerek şarj bloke edilir.

Zaman rölesi RV'nin bobinine, zamanlama kontrol devreleri üzerinden kesici açtıktan sonra ShU gerilimi uygulanır ve kontağı ile belirlenen zaman gecikmesini gerçekleştirir.

Normalde açık bir RV kontağını kapattıktan sonra, kapasitör, tetiklenen ve kapalı kontağı RP ile kendi akım bobini aracılığıyla ara röle RP'nin gerilim bobinine deşarj olur, güç anahtarını kapatmak için solenoide + ShU verir.

Böylece APV rölesi, RU sinyal flaşörü ve RP kontağını kapatarak N yerleşimi tarafından tetiklendikten sonra devre kesiciyi kapatmak için ön şarjlı kapasitör C'den bir akım darbesi çıkarır.

H plakasının amacı, anahtarlama işlemleri sırasında servis personeli tarafından otomatik tekrar kapamayı devre dışı bırakmaktır.

Statik elemanların otomatik kapanması için röle

Yarı iletken teknolojisinin kullanımı, otomatik kapatma cihazları için tasarlanmış elektromanyetik rölelerin boyutunu ve tasarımını değiştirmiştir. Ayarlarda ve ayar ayarlarında daha kompakt, kullanışlı hale geldiler.

Ve elektromanyetik rölelerin mantığına gömülü olan röle devresinin çalışma prensibi aynı kaldı.

Otomatik kapatma cihazlarının desteğinin özellikleri

Çalışma sırasında devreye alınmış olan koruma ve otomasyon cihazları, sadece ekipmanın doğru çalışıp çalışmadığını kontrol eden servis personelinin gözetimi altındadır. Diğer uzmanların bunlara erişimi sınırlıdır. örgütsel koşullar.

Tüm otomatik kapatma işlemleri otomasyon, kaydediciler ve dispeçer kayıtları tarafından işlem günlüğüne kaydedilir. Röle personeli, röle koruma ve otomasyon cihazlarının her çalıştırmasının doğruluğunu analiz eder ve bunu teknik dosyaya kaydeder.

Periyodik bakım yapmak için, diğer sistemlerle birlikte otomatik tekrar kapama cihazları hizmet dışı bırakılır ve önleyici tedbirler için MSRZAI servisinin personeline devredilir; hizmet verebilirlik ve işletmeye alma işlemine katılım röle koruma cihazları çalışmak
Ayrıca bakınız: Otomatik transfer anahtarlama cihazları (ATS) elektrik şebekelerinde nasıl çalışır?