Cách hoạt động của recloser tự động (AR) trong mạng điện

Các yêu cầu về năng lượng chính của người tiêu dùng là độ tin cậy và nguồn điện liên tục. Dòng năng lượng vận chuyển từ các mạng lưới điện trải dài hàng trăm, hàng nghìn km. Ở những khoảng cách như vậy, đường dây điện có thể bị ảnh hưởng bởi các quá trình vật lý và tự nhiên khác nhau làm hỏng thiết bị, tạo ra dòng điện rò rỉ hoặc đoản mạch.

Để ngăn ngừa tai nạn lan rộng, tất cả các đường dây điện đều được trang bị các biện pháp bảo vệ liên tục theo dõi tất cả các thông số cần thiết của nguồn điện trong thời gian thực và trong trường hợp có sự cố, hãy nhanh chóng ngắt nguồn điện khỏi đường dây điện bằng cách vận hành công tắc nguồn được lắp trên phía cuối đường dây của máy phát điện.

Với mục đích này, tất cả các đường dây điện được đặt giữa các nút vận chuyển chuyển mạch, cái gọi là trạm biến áp điện, trên đó tập trung các thiết bị nguồn, thiết bị đo lường cũng như thiết bị bảo vệ và tự động hóa.

Sự cố đường dây điện có thể xảy ra vì nhiều lý do với thời lượng khác nhau. Thông thường họ được chia thành hai nhóm hành động:

1. ngắn hạn;

2. trong một thời gian dài.

Một ví dụ về biểu hiện đầu tiên của sự cố có thể là một con cò bay qua dây dẫn của đường dây điện trên cao để với đôi cánh dang rộng của nó, nó làm giảm điện trở của lớp không khí cách điện giữa các điện thế pha và do đó tạo ra một đường dẫn cho một sự cố. dòng điện ngắn mạch đi qua cơ thể anh ta.

Trường hợp thứ hai được đặc trưng bởi những kẻ phá hoại bắn chất cách điện từ súng săn bằng súng, phá hủy các giá đỡ do thiên tai hoặc tác động của các phương tiện đâm vào cột điện ở tốc độ cao trong điều kiện tầm nhìn kém.

Trong cả hai trường hợp, các biện pháp bảo vệ sẽ phát hiện lỗi và mở cầu dao. Dòng điện ngắn mạch sẽ ngừng đi qua vị trí ngắn mạch, sự ngắt mạch không có dòng điện được hình thành trong nguồn cung cấp.

Nhưng người tiêu dùng điện cần được cung cấp điện vì họ không thể sống thiếu điện được nữa. Do đó, cần phải chuyển trực tiếp đường dây bằng công tắc và càng nhanh càng tốt.

Điều này được thực hiện tự động trong một số giai đoạn hoặc thủ công bởi nhân viên vận hành theo một thuật toán được xác định nghiêm ngặt.

Cách Tự Động Đóng Lại (AR) Hoạt Động

Tất cả các trạm biến áp đều có công tắc nguồn có thể được điều khiển bằng hệ thống tự động hóa hoặc bằng hành động của người điều phối. Đây là những gì họ được trang bị cho điện từ:

• bật;

• tắt.

Áp dụng điện áp cho solenoid tương ứng dẫn đến chuyển mạch của mạng sơ cấp.Xem xét phương án điều khiển tự động các máy cắt thông qua các recloser tự động chuyên dụng.

Khi đường dây điện bị ngắt kết nối khỏi các biện pháp bảo vệ, quá trình đóng lại tự động sẽ bắt đầu ngay lập tức. Nhưng nó không đặt điện áp vào đường dây ngay sau khi ngắt kết nối mà với một khoảng thời gian trễ cần thiết để tự hủy do các nguyên nhân ngắn hạn, chẳng hạn như một con cò bị điện giật trên mặt đất.

Đối với từng loại đường dây điện, dựa trên các nghiên cứu thống kê, thời gian riêng của chúng được khuyến nghị, đảm bảo thời gian sự cố ngắn hạn. Thông thường, đây là khoảng hai giây hoặc hơn một chút (tối đa bốn giây).

Sau khi hết thời gian đặt trước, tự động hóa cung cấp điện áp cho điện từ bật công tắc: đường dây được đưa vào vận hành. Trong tình huống này, kích hoạt có thể được thực hiện:

1. thành công khi sự cố đã tự loại bỏ (cò đã đi qua vùng dây);

2. không thành công nếu, chẳng hạn, một con diều mắc vào dây và dây cáp gắn vào nó không kịp cháy hết.

Sau khi đưa vào thành công, mọi thứ đều rõ ràng. Việc mất điện trong thời gian ngắn sẽ không gây hại cho người dùng và trong hầu hết các trường hợp, họ sẽ không nhận thấy điều đó.

Trong trường hợp tự động tắt không thành công, tình hình với người tiêu dùng rất phức tạp: lỗi vẫn còn và bảo vệ đường dây lại loại bỏ điện áp khỏi nó - người tiêu dùng lại bị ngắt kết nối. Do đó, nỗ lực đóng lại đầu tiên đã không thành công.

Để tăng độ tin cậy của thông tin, sau một thời gian, chẳng hạn như 15 ÷ 20 giây, một nỗ lực tự động thứ hai được thực hiện để bật đường dây đang tải.

Việc thực hành sử dụng kép tự động đóng đường dây điện cao áp đã cho thấy hiệu quả của nó trong 15 trường hợp khởi động trong số một trăm trường hợp. Xem xét rằng có tới 50% trường hợp tắt máy khẩn cấp được loại bỏ bởi bộ ngắt mạch đầu tiên và lên đến 15% bởi bộ ngắt mạch thứ hai, độ tin cậy tổng thể của việc chuyển đổi đường dây dưới tải bằng cách sử dụng chu kỳ kép tăng đáng kể, đạt mức 60 ÷ 65% .

Nếu sau lần thử kết nối lại thứ hai, lỗi không được giải quyết và bộ phận bảo vệ ngắt cầu dao một lần nữa, thì lỗi này là vĩnh viễn và cần được nhân viên bảo dưỡng và sửa chữa đánh giá trực quan. Không thể bật một đường dây như vậy dưới tải cho đến khi đội hiện trường loại bỏ lỗi. Và phải mất một thời gian để tìm nơi đó và thực hiện công việc sửa chữa.

Điện áp được đặt vào khu vực đã sửa chữa ở chế độ thủ công sau khi đã thực hiện nhiều lần kiểm tra để loại trừ sự tái diễn của lỗi.

Các nguyên tắc hoạt động của recloser tự động được xem xét cho đường dây trên không hoàn toàn phù hợp với các thiết bị điều khiển của thanh cái, bộ phận, máy biến áp, động cơ điện và các thiết bị điện hạ thế hoặc cao thế khác.

Yêu cầu đóng lại tự động

tốc độ bật

Để tạo độ tin cậy của hệ thống, cần chọn các điều kiện tối ưu để thiết lập tự động hóa dựa trên các yếu tố sau:

• cung cấp sự gián đoạn để ngăn chặn sự ion hóa của môi trường, loại trừ việc đánh lửa lại hồ quang trong trường hợp bật vội vàng;

• khả năng thiết kế kỹ thuật của bộ ngắt mạch để nhanh chóng chuyển tải sang chế độ khẩn cấp;

• hạn chế tình trạng gián đoạn tạm dừng không dòng điện trong quá trình vận hành thiết bị và các đặc điểm khác của quy trình công nghệ.

điều kiện ra mắt

Tự động hóa phải hoạt động sau bất kỳ sự tắt máy nào bằng các biện pháp bảo vệ hoặc hoạt động tự phát, sai sót của công tắc. Khi bật thủ công hoặc sử dụng điều khiển từ xa, kết nối lại tự động sẽ không hoạt động, vì trong trường hợp có lỗi của nhân viên, chẳng hạn như nếu một trái đất di động hoặc cố định bị bỏ lại và không được tháo ra, các biện pháp bảo vệ sẽ ngắt lỗi và điện áp không thể được áp dụng lại cho nó.

Do đó, về mặt cấu trúc, tự động đóng lại sau một chuyến đi dài chưa sẵn sàng để hoạt động và phục hồi các đặc tính của nó sau vài giây kể từ thời điểm bật cầu dao.

Thời lượng của nhiều lần tăng sức mạnh

Dự trữ năng lượng của các thiết bị đóng tự động phải đảm bảo thực hiện tự động các chu kỳ của bộ ngắt mạch:

1. Tắt — Bật — Tắt cho hoạt động một lần;

2. Tắt — Bật — Tắt — Bật — Tắt cho các thuật toán kép.

Vào cuối chu kỳ, tự động hóa phải được tắt.

Đặt điểm đặt giờ

Khoảng thời gian trễ giữa thời điểm ngắt cầu dao và cấp điện cho thiết bị tự động phải được điều chỉnh bởi nhân viên vận hành, có tính đến các điều kiện cụ thể của địa phương.

Phục hồi hiệu suất

Sau khi vận hành thành công hệ thống tự động, việc mất năng lượng dự trữ xảy ra.Nó phải phục hồi trong một khoảng thời gian ngắn được xác định trước để cảnh báo các thiết bị về một hoạt động mới khi khởi động.

Độ tin cậy của lệnh do tự động hóa đưa ra

Độ lớn của tín hiệu đầu ra và thời lượng tín hiệu từ tự động hóa phải đủ để điều khiển bộ ngắt mạch một cách đáng tin cậy.

Khả năng chặn hoạt động

Trong các mạng điện, các điều kiện được tạo ra khi các biện pháp bảo vệ nhất định phải loại trừ hoạt động đóng tự động sau khi kích hoạt. Ví dụ: khi tần số trong mạng giảm do kết nối của một số lượng lớn người dùng, một số người trong số họ phải bị ngắt kết nối. Chuỗi các hoạt động như vậy được cung cấp trong thiết kế không tải tần số, trong đó các kết nối ít quan trọng hơn đã được chỉ định để loại bỏ nguồn điện khỏi chúng. Trong trường hợp này, hoạt động đóng lại tự động của chúng phải được chặn bằng lệnh chặn đến từ bảo vệ tương ứng.

Các loại thiết bị đóng cửa tự động

Nhiều hành động

Tùy thuộc vào mục đích đóng lại tự động, chúng được thiết kế để hoạt động trong một hoặc hai chu kỳ. Nghiên cứu thực tế cho thấy rằng nếu bạn cài đặt ba lần tự động đóng lại, thì hiệu quả của chúng không vượt quá 3% và điều này là rất ít. Do đó, các hệ thống tự động hóa như vậy hoàn toàn không được sử dụng.

Các phương pháp ảnh hưởng đến hoạt động của bộ ngắt mạch

Các bộ truyền động lò xo và tải cũ sử dụng các thiết kế đóng cơ học, truyền lực của lò xo đã tải sẵn hoặc tải nâng trực tiếp đến thiết bị ngắt kết nối mà không có thời gian trễ.

Các cơ chế như vậy không yêu cầu nguồn điện bổ sung, nhưng có một khoảng thời gian ngắn không có dòng điện và một thiết bị phức tạp không đáng tin cậy lắm. Bây giờ chúng không được sử dụng và đã được thay thế hoàn toàn bằng hệ thống điện.

Số pha cầu dao có điều khiển

Các mạch bảo vệ và tự động có thể hoạt động đồng thời trên cả ba pha của mạch hoặc chọn một pha xảy ra sự cố.

Tự động đóng ba pha (TAPV) có phần đơn giản hơn về thiết kế và nguyên lý hoạt động, còn tự động đóng một pha (OAPV) được chế tạo theo sơ đồ phức tạp hơn, có nhiều yếu tố đo lường và logic. Ví dụ: trong phiên bản chuyển tiếp của bảng điều khiển tiêu chuẩn, TAPV được đặt trong hộp có chiều rộng nhỏ hơn một nửa chiều rộng của bảng điều khiển.

Việc đặt các phần tử logic hoạt động theo thuật toán OAPV yêu cầu không gian trong khu vực được chiếm bởi một bảng điều khiển riêng.

Với sự ra đời của rơle tĩnh và các thiết bị vi xử lý, quy mô tự động hóa bắt đầu giảm đáng kể.

Các phương pháp điều khiển mạch đóng cắt tự động

Khi máy cắt được cấp điện theo lệnh từ recloser tự động, sau khi ngắt bảo vệ, mạch điện được chia thành hai phần. Tại thời điểm này, có thể xảy ra sự không phù hợp về thời gian của sóng hài điện áp (độ lệch góc, pha), tạo ra các quá độ phức tạp và làm cho bảo vệ hoạt động.

Theo mức độ quan trọng của thiết bị, tự động hóa có thể được thực hiện cho công việc:

1. không kiểm tra đồng bộ hóa;

2. với kiểm tra đồng bộ.

Các cấu trúc đầu tiên có thể được sử dụng:

• trong hệ thống điện được đảm bảo cung cấp khi không yêu cầu kiểm tra đồng bộ và chất lượng điện áp.Đề án TAPV đơn giản được tạo ra cho trường hợp này;

• của thiết bị cho phép bật công tắc không đồng bộ — kết nối lại tự động không đồng bộ (NAPV);

• đối với các bộ ngắt mạch được trang bị bảo vệ tốc độ cao và truyền động có khả năng vận hành tại thời điểm không bao gồm việc phân chia hệ thống điện thành các phần không đồng bộ - đóng lại tự động tốc độ cao (BAPV).

Kiểm tra đồng bộ hóa được thực hiện khi:

• kiểm tra sự hiện diện của điện áp, ví dụ trên đường dây — KNNL;

• thiếu kiểm soát điện áp — KONL;

• chờ đồng bộ — KOS;

• chụp đồng bộ — KUS.

Khả năng tương thích của tự động đóng lại với hoạt động của các thiết bị bảo vệ rơle và tự động hóa

Các thuật toán có thể được thực hiện để tự động đóng lại:

• tăng tốc phòng thủ;

• thiết lập trình tự hoạt động của các công tắc trên các liên kết được kết nối khác nhau;

• tương tác với thiết bị tự động để dỡ tần số;

• việc sử dụng ngắt dòng điện không chọn lọc kết hợp với tự động đóng lại, giúp giảm dòng điện ngắn mạch;

• kết hợp với hoạt động chuyển mạch tự động và một số trường hợp khác.

Loại hoạt động hiện tại

Các thiết bị tự động hóa hoạt động trên cơ sở năng lượng của pin lưu trữ được thu thập trong hệ thống cung cấp điện của các mạch làm việc có độ tin cậy tốt nhất. Nhưng họ yêu cầu thiết bị kỹ thuật phức tạp và bảo trì liên tục bởi các chuyên gia.

Do đó, các hệ thống khác đã được phát triển dựa trên nguồn điện từ mạch điện xoay chiều lấy từ máy biến áp phụ (TSN), dòng điện (CT) hoặc điện áp (VT).Chúng thường được sử dụng trong các trạm biến áp nhỏ, từ xa được phục vụ bởi các thợ điện di động.

Nguyên lý hoạt động của dây chuyền đóng tự động một lần đơn giản nhất

Logic được sử dụng cho các recloser tự động một chu kỳ có thể được giải thích trên sơ đồ nguyên lý điện từ cũ nhưng vẫn hoạt động của rơle AR (RPV-58).

Mạch được cung cấp điện áp hoạt động trực tiếp + ХУ và - ХУ. Rơle AR được điều khiển bởi các mạch sau:

• điều khiển đồng bộ;

• vị trí của tiếp điểm cầu dao ở trạng thái tắt (RPO);

• phép chuẩn bị;

• cấm tự động đóng lại.

Bộ AR bao gồm các rơle:

• thời gian RT;

• RP trung gian với hai cuộn dây:

• tôi hiện tại;

• điện áp U

Tụ C, sau khi đặt điện áp vào hộp điều khiển, được nạp điện thông qua các phần tử của mạch logic của giấy phép chuẩn bị. Và khi các mạch không đóng lại tự động được hình thành, điện tích bị chặn bằng cách chọn các điện trở R1 và R2.

Điện áp ShU được đặt vào cuộn dây của rơle thời gian RV sau khi bộ ngắt mạch được ngắt qua các mạch điều khiển thời gian và nó thực hiện độ trễ thời gian đã chỉ định với tiếp điểm của nó.

Sau khi đóng tiếp điểm thường mở RV, tụ điện phóng điện vào cuộn dây điện áp của rơle trung gian RP, được kích hoạt và với tiếp điểm đóng RP của nó, thông qua cuộn dây dòng điện của chính nó, đưa + ShU đến cuộn dây điện từ để đóng công tắc nguồn.

Do đó, rơle APV tạo ra một xung dòng điện từ tụ điện C đã được nạp trước để đóng bộ ngắt mạch sau khi nó bị ngắt bởi bộ nháy tín hiệu RU và lớp phủ N bằng cách đóng tiếp điểm RP.

Mục đích của tấm H là vô hiệu hóa tự động đóng lại bởi nhân viên bảo trì khi chuyển đổi hoạt động.

Rơle tự động đóng các phần tử tĩnh

Việc sử dụng công nghệ bán dẫn đã thay đổi kích thước và thiết kế của rơle điện từ được thiết kế cho các thiết bị đóng tự động. Chúng đã trở nên nhỏ gọn hơn, thuận tiện trong cài đặt và cài đặt cài đặt.

Và nguyên lý hoạt động của mạch rơle, được nhúng trong logic của rơle điện từ, vẫn giữ nguyên.

Các tính năng hỗ trợ của thiết bị đóng tự động

Trong quá trình vận hành, các thiết bị bảo vệ và tự động hóa đã được đưa vào vận hành chỉ dưới sự giám sát của nhân viên bảo trì, người điều khiển hoạt động chính xác của thiết bị. Truy cập vào chúng bởi các chuyên gia khác bị hạn chế. điều kiện tổ chức.

Tất cả các hoạt động đóng cửa tự động được ghi lại bởi các bản ghi tự động hóa, ghi âm và điều độ trong nhật ký hoạt động. Nhân viên rơle phân tích tính chính xác của từng tác động của các thiết bị tự động hóa và bảo vệ rơle và ghi lại điều này trong tài liệu kỹ thuật.

Để tiến hành bảo trì định kỳ, các thiết bị đóng lại tự động, cùng với các hệ thống khác, được đưa ra khỏi dịch vụ và chuyển cho nhân viên của dịch vụ MSRZAI để thực hiện các biện pháp phòng ngừa, sau khi hoàn thành kiểm tra, họ sẽ lập báo cáo, đưa ra kết luận về tình trạng của họ. khả năng phục vụ và tham gia vận hành khai thác thiết bị bảo vệ rơ le làm việc
Xem thêm: Cách thức hoạt động của thiết bị chuyển mạch tự động (ATS) trong mạng điện