Com funcionen els reconnectors automàtics (AR) a les xarxes elèctriques

Els principals requisits d'alimentació dels consumidors són la fiabilitat i l'alimentació ininterrompuda. Els fluxos d'energia de transport de les xarxes elèctriques cobreixen centenars i milers de quilòmetres. A aquestes distàncies, les línies elèctriques es poden veure afectades per diversos processos naturals i físics que danyin els equips, creen corrents de fuga o curtcircuits.

Per evitar la propagació d'accidents, totes les línies elèctriques estan equipades amb proteccions que controlen constantment tots els paràmetres necessaris de l'energia elèctrica en temps real i, en cas d'un mal funcionament, desconnecteu ràpidament l'alimentació de la línia elèctrica accionant un interruptor d'alimentació instal·lat al el costat del final de la línia del generador.

Amb aquesta finalitat, totes les línies elèctriques es col·loquen entre els nodes de transport de commutació, els anomenats subestacions elèctriques, on es concentren els dispositius de potència, els aparells de mesura, així com els equips de protecció i automatització.

La fallada de la línia elèctrica es pot produir per diverses raons amb durada variable. Normalment es divideixen en dos grups que actuen:

1. a curt termini;

2. durant molt de temps.

Un exemple de la primera manifestació d'una falla podria ser una cigonya sobrevolant els conductors d'una línia elèctrica aèria de manera que amb les seves ales desplegades redueix la resistència elèctrica de la capa aïllant d'aire entre els potencials de fase i crea així un camí per a un corrent de curtcircuit per passar pel seu cos.

El segon cas es caracteritza per vàndals que disparen aïllants des d'un rifle de caça amb una arma de foc, destrucció de suports per catàstrofes naturals o impactes de vehicles que xoquen contra els pals a gran velocitat amb poca visibilitat.

En qualsevol cas, les proteccions detectaran la falla i obriran l'interruptor. Els corrents de curtcircuit deixaran de passar per la ubicació del curtcircuit, es forma una interrupció sense corrent en el subministrament.

Però els consumidors d'electricitat necessiten subministrament elèctric perquè ja no poden viure sense ell. Per tant, cal encendre la línia en directe amb un interruptor i el més ràpid possible.

Això es fa automàticament en diverses etapes o manualment pel personal operatiu segons un algorisme estrictament definit.

Com funciona el tancament automàtic (AR).

Totes les subestacions elèctriques tenen interruptors d'alimentació que poden ser controlats per sistemes d'automatització o per accions del despatxador. Per això estan equipats solenoides:

• encendre;

• tancar.

L'aplicació de tensió al solenoide corresponent provoca la commutació de la xarxa primària.Considereu l'opció de controlar automàticament els interruptors automàtics mitjançant reconnectors automàtics dedicats.

Un cop desconnectada la línia elèctrica de les proteccions, el tancament automàtic comença immediatament. Però no aplica tensió a la línia immediatament després de la desconnexió, sinó amb un retard de temps necessari per a l'autodestrucció de les causes a curt termini, per exemple, una cigonya electrocutada a terra.

Per a cada tipus de línies elèctriques, a partir d'estudis estadístics, es recomanen els seus propis horaris, assegurant el període d'avaries de curta durada. Normalment això és d'uns dos segons o una mica més (fins a quatre).

Transcorregut el temps preestablert, l'automatització subministra tensió al solenoide d'encesa: la línia es posa en funcionament. En aquesta situació, l'activació es pot fer:

1. èxit quan el mal funcionament s'ha autoeliminat (la cigonya ha passat per la zona del cable);

2. fallava si, per exemple, un estel es posava als cables i el cable de la seva fixació no tenia temps de cremar-se fins al final.

Després de la inclusió reeixida, tot queda clar. Un breu tall d'energia no perjudicarà els usuaris i, en la majoria dels casos, simplement no ho notaran.

En cas d'un apagat automàtic fallit, la situació amb els consumidors és complicada: l'error continua i la protecció de la línia ha tornat a eliminar la tensió: els consumidors es tornen a desconnectar. Per tant, el primer intent de tancament no va tenir èxit.

Per augmentar la fiabilitat de la informació, després d'un temps, per exemple 15 ÷ 20 segons, es fa un segon intent automàtic d'encendre la línia sota càrrega.

La pràctica d'utilitzar el doble tancament automàtic de línies elèctriques d'alta tensió ha demostrat la seva eficàcia en 15 casos d'accionament d'un centenar. Tenint en compte que fins a un 50% de les parades d'emergència s'eliminen pel primer disjuntor i fins a un 15% pel segon, la fiabilitat global de la commutació de la línia sota càrrega mitjançant l'ús d'un cicle doble augmenta significativament, arribant a un nivell del 60 ÷ 65% .

Si, després del segon intent de reconnexió, la falla no es resol i la protecció torna a disparar l'interruptor, aleshores la falla és permanent i requereix una avaluació visual per part del personal de servei i reparació. És impossible encendre aquesta línia sota càrrega fins que l'equip de camp elimina la falla. I es necessita un temps per trobar aquest lloc i fer treballs de reparació.

La tensió s'aplica a la zona reparada en mode manual després d'haver realitzat nombroses comprovacions per descartar la repetició de l'avaria.

Els principis de funcionament dels reconnectors automàtics considerats per a la línia aèria són totalment adequats per a dispositius de control d'autobusos, seccions, transformadors, motors elèctrics i altres equips d'energia de baixa o alta tensió.

Requisits de tancament automàtic

Velocitat d'encesa

Per tal de crear la fiabilitat del sistema, cal seleccionar les condicions òptimes per configurar l'automatització en funció dels factors següents:

• disposició d'interrupció per evitar la ionització del medi, excloent la reencesa de l'arc en cas d'encesa precipitada;

• les possibilitats del disseny tècnic de l'interruptor per canviar ràpidament la càrrega al mode d'emergència;

• limitant la interrupció de la pausa no corrent en el funcionament dels equips i altres característiques del procés tecnològic.

Condicions de llançament

L'automatització ha de funcionar després de qualsevol parada per proteccions o funcionament espontani i errònia de l'interruptor. Quan s'encén manualment o s'utilitza un comandament a distància, la reconnexió automàtica no hauria de funcionar, ja que en cas d'error de personal, per exemple, si es deixa una terra portàtil o estacionària i no es retira, les proteccions dispararan la falla i la tensió no es pot produir. tornar a aplicar-hi.

Per tant, estructuralment, el tancament automàtic després d'un llarg viatge no està a punt per funcionar i recupera les seves característiques en pocs segons des del moment en què s'engega l'interruptor.

Durada de múltiples engegaments

La reserva d'energia dels dispositius de tancament automàtic ha d'assegurar l'execució automàtica de cicles per part de l'interruptor:

1. Apagat — Activat — Desactivat per a una operació única;

2. Off — On — Off — On — Off per a algorismes duals.

Al final del cicle, s'ha de desactivar l'automatització.

Estableix un punt de consigna horari

La durada del retard entre l'activació de l'interruptor i l'activació de l'equip automàtic ha de ser ajustada pel personal d'operació, tenint en compte les condicions locals específiques.

Recuperació del rendiment

Després d'un bon funcionament del sistema automàtic, es produeix una pèrdua de la seva reserva d'energia.S'ha de recuperar amb un temps predeterminat curt per avisar els dispositius d'una nova operació a l'inici.

Fiabilitat del comandament emès per l'automatització

La magnitud del senyal de sortida i la seva durada des de l'automatització han de ser suficients per controlar de manera fiable l'interruptor.

Capacitats per bloquejar operacions

A les xarxes elèctriques es creen condicions en què determinades proteccions han d'excloure l'operació de tancament automàtic després de la seva activació. Per exemple, quan la freqüència a la xarxa disminueix per la connexió d'un gran nombre d'usuaris, alguns d'ells s'han de desconnectar. La seqüència d'aquestes operacions es proporciona en el disseny de la descàrrega de freqüència, on ja s'assignen connexions menys crítiques per eliminar-ne l'energia. En aquest cas, el funcionament del seu tancament automàtic s'ha de bloquejar mitjançant una ordre de bloqueig procedent de la protecció corresponent.

Tipus de dispositius de tancament automàtic

Múltiples accions

Segons la finalitat del tancament automàtic, estan dissenyats per funcionar en un o dos cicles. La investigació pràctica demostra que si instal·leu un retancament automàtic triple, la seva eficiència no supera el 3%, i això és molt petit. Per tant, aquests sistemes d'automatització no s'utilitzen en absolut.

Mètodes per influir en l'accionament de l'interruptor

Els antics actuadors de molla i càrrega utilitzaven dissenys de tancament mecànic, transferint la força d'una molla precarregada o una càrrega elevada directament al dispositiu de desconnexió sense retard.

Aquests mecanismes no requereixen una font d'alimentació addicional, però tenen una petita interrupció sense corrent i un dispositiu complex que no és gaire fiable. Ara no s'utilitzen i s'han substituït completament per sistemes elèctrics.

Nombre de fases de l'interruptor controlat

Els circuits de protecció i automàtics poden actuar simultàniament en les tres fases del circuit o seleccionar aquella en què s'ha produït l'incident.

El tancament automàtic trifàsic (TAPV) és una mica més senzill en disseny i principi de funcionament, i els monofàsics (OAPV) es construeixen segons un esquema més complex, tenen un gran nombre d'elements de mesura i lògics. Per exemple, a la versió de relé dels panells estàndard, el TAPV es col·loca en una caixa que té menys de la meitat de l'amplada del panell.

La col·locació d'elements lògics que funcionin segons algorismes OAPV requereix espai a l'àrea ocupada per un panell separat.

Amb la introducció de relés estàtics i dispositius de microprocessador, la mida de l'automatització va començar a disminuir significativament.

Mètodes de control per a circuits de tancament automàtic

Quan l'interruptor s'activa a l'ordre del reenganxador automàtic, després d'activar la protecció, el circuit es divideix en dues seccions. En aquest punt, es pot produir un desajust dels harmònics de voltatge en el temps (canvi d'angle, fase), que crea transitoris complexos i fa que la protecció funcioni.

Segons el grau d'importància de l'equip, l'automatització es pot dur a terme per treballar:

1. cap comprovació de sincronització;

2. amb sincronització.

Les primeres construccions es poden utilitzar:

• en sistemes elèctrics amb subministrament garantit quan no es requereixen controls de qualitat de sincronisme i tensió.Es creen esquemes TAPV senzills per a aquest cas;

• d'equips que permeten l'encesa asíncrona — Reconexió automàtica asíncrona (NAPV);

• per a interruptors automàtics equipats amb proteccions d'alta velocitat i accionaments capaços de funcionar en un moment que exclou la divisió del sistema de potència en seccions asíncrones-retancament automàtic d'alta velocitat (BAPV).

Les comprovacions de sincronització es realitzen quan:

• comprovació de la presència de tensió, per exemple a la línia — KNNL;

• manca de control de tensió - KONL;

• esperant la sincronització — KOS;

• captura de sincronització — KUS.

Compatibilitat del tancament automàtic amb el funcionament dels dispositius de protecció i automatització de relés

Es poden implementar algorismes per tornar a tancar automàticament:

• acceleració de la defensa;

• establir la seqüència de funcionament dels interruptors en diferents enllaços interconnectats;

• interacció amb equips automàtics per a la descàrrega de freqüència;

• l'ús de la interrupció de corrent no selectiva en combinació amb el tancament automàtic, que permet reduir els corrents de curtcircuit;

• combinacions amb l'operació de commutació de transferència automàtica i alguns altres casos.

Tipus de corrent de funcionament

Els dispositius d'automatització que funcionen a partir de l'energia de les bateries d'emmagatzematge recollides en el sistema d'alimentació dels circuits de treball tenen la millor fiabilitat. Però requereixen un equipament tècnic complex i un manteniment constant per part d'especialistes.

En conseqüència, s'han desenvolupat altres sistemes basats en la potència dels circuits de corrent altern extrets de transformadors auxiliars (TSN), corrent (TC) o tensió (TV).Sovint s'utilitzen en subestacions petites i remotes a les quals donen servei electricistes mòbils.

El principi de funcionament de la línia de tancament automàtic d'un sol tir més simple

La lògica utilitzada per als reconectadors automàtics d'un sol cicle es pot explicar al diagrama de l'antic però encara funcionant principi electromagnètic del relé AR (RPV-58).

El circuit s'alimenta amb tensió de funcionament directa + ХУ i - ХУ. El relé AR està controlat pels circuits següents:

• control de sincronisme;

• la posició del contacte del interruptor en estat apagat (RPO);

• permís per preparar;

• prohibició de tancament automàtic.

El kit AR inclou relés:

• temps RT;

• RP intermedi amb dues bobines:

• corrent I;

• tensió U.

El condensador C, després d'aplicar la tensió a la caixa de control, es carrega a través dels elements dels circuits lògics del permís de preparació. I quan es formen circuits automàtics que no es tanquen, la càrrega es bloqueja seleccionant les resistències R1 i R2.

La tensió ShU s'aplica a la bobina del relé de temps RV després que l'interruptor s'hagi disparat a través dels circuits de control de temporització i realitza el retard de temps especificat amb el seu contacte.

Després de tancar un contacte normalment obert RV, el condensador es descarrega a la bobina de tensió del relé intermedi RP, que es dispara i amb el seu contacte tancat RP, a través de la seva pròpia bobina de corrent, emet + ShU al solenoide per tancar l'interruptor d'alimentació.

Així, el relé APV emet un pols de corrent des del condensador C precarregat per tancar l'interruptor després que l'intermitent del senyal RU i la superposició N tancant el contacte RP.

L'objectiu de la placa H és desactivar el tancament automàtic del personal de servei quan es canvia d'operacions.

Relé per a tancament automàtic d'elements estàtics

L'ús de la tecnologia de semiconductors ha canviat la mida i el disseny dels relés electromagnètics dissenyats per a dispositius de tancament automàtic. S'han tornat més compactes, còmodes en la configuració i la configuració.

I el principi de funcionament del circuit de relés, integrat en la lògica dels relés electromagnètics, va romandre igual.

Característiques del suport de dispositius de tancament automàtic

Durant el funcionament, els dispositius de protecció i automatització que s'han posat en funcionament només estan sota la supervisió del personal de servei que controla el correcte funcionament de l'equip. L'accés a ells per part d'altres especialistes és limitat. condicions organitzatives.

Totes les operacions de tancament automàtic són registrades per l'automatització, els enregistradors i els registres del despatxador al registre d'operacions. El personal de relés analitza la correcció de cada accionament dels dispositius de protecció i automatització dels relés i ho registra a la documentació tècnica.

Per dur a terme el manteniment periòdic, els dispositius de tancament automàtic, juntament amb altres sistemes, es posen fora de servei i es traslladen al personal del servei MSRZAI per prendre mesures preventives, que, un cop finalitzades les inspeccions, redacta un informe, formula una conclusió sobre la seva servei i participar en la posada en marxa de l'explotació dispositius de protecció de relés treballar
Vegeu també: Com funcionen els dispositius de commutació de transferència automàtica (ATS) a les xarxes elèctriques