כיצד פועלים סוגרים אוטומטיים (AR) ברשתות חשמל

דרישות החשמל העיקריות של הצרכנים הן אמינות ואספקת חשמל ללא הפרעה. זרימת אנרגיית תחבורה מרשתות חשמל משתרעת על מאות ואלפי קילומטרים. במרחקים כאלה, קווי מתח יכולים להיות מושפעים מתהליכים טבעיים ופיזיים שונים הפוגעים בציוד, יוצרים זרמי דליפה או קצרים.

כדי למנוע התפשטות תאונות, כל קווי החשמל מצוידים בהגנות המנטרות כל הזמן את כל הפרמטרים הדרושים של חשמל בזמן אמת ובמקרה של תקלה, לנתק במהירות את החשמל מקו החשמל על ידי הפעלת מתג חשמל המותקן על הצד של קצה הקו של הגנרטור.

לשם כך, כל קווי החשמל מונחים בין צמתי תחבורה מיתוג, מה שנקרא תחנות חשמל, שעליו מרוכזים מכשירי כוח, מכשירי מדידה, כמו גם ציוד הגנה ואוטומציה.

כשל בקו מתח יכול להתרחש ממגוון סיבות עם משכי זמן משתנים. בדרך כלל הם מחולקים לשתי קבוצות הפועלות:

1. לטווח קצר;

2. במשך זמן רב.

דוגמה לביטוי ראשון של תקלה יכולה להיות חסידה שעפה מעל מוליכים של קו מתח עליון כך שבעזרת כנפיה הפושקות היא מפחיתה את ההתנגדות החשמלית של שכבת האוויר המבודדת בין פוטנציאל הפאזה וכך יוצרת נתיב ל זרם קצר לעבור בגופו.

המקרה השני מאופיין בוונדלים היורים מבודדים מרובה ציד בנשק חם, השמדת תמיכות על ידי אסונות טבע או פגיעות של כלי רכב שמתנגשים בעמודים במהירות גבוהה בראות לקויה.

בכל מקרה, ההגנות יזהו את התקלה ויפתחו את המפסק. זרמי קצר חשמלי יפסיקו לעבור דרך מיקום הקצר, נוצר הפסקה ללא זרם באספקה.

אבל צרכני החשמל זקוקים לאספקת חשמל כי הם כבר לא יכולים לחיות בלעדיו. לכן, יש צורך להפעיל את הקו עם מתג וכמה שיותר מהר.

הדבר נעשה באופן אוטומטי במספר שלבים או באופן ידני על ידי אנשי הפעלה לפי אלגוריתם מוגדר בהחלט.

כיצד פועלת סגירה מחדש אוטומטית (AR)

לכל תחנות הכוח יש מתגי חשמל הניתנים לשליטה על ידי מערכות אוטומציה או על ידי פעולות משגר. בשביל זה הם מצוידים סולנואידים:

• להדליק;

• לכבות.

הפעלת מתח על הסולנואיד המתאים גורמת להחלפה של הרשת הראשית.שקול את האופציה של שליטה אוטומטית במפסקים באמצעות מחזירים אוטומטיים ייעודיים.

לאחר ניתוק קו החשמל מההגנות, סגירה אוטומטית מתחילה מיד. אבל זה לא מחיל מתח על הקו מיד לאחר הניתוק, אלא עם עיכוב זמן הכרחי להרס עצמי של גורמים לטווח קצר, למשל, חסידה שהתחשמלה על הקרקע.

עבור כל סוג של קווי מתח, על סמך מחקרים סטטיסטיים, מומלצים זמנים משלהם, המבטיחים את תקופת התקלות לטווח קצר. בדרך כלל מדובר על שתי שניות או קצת יותר (עד ארבע).

לאחר שחלף הזמן הקבוע מראש, האוטומציה מספקת מתח לסולנואיד המופעל: הקו מופעל. במצב זה, ניתן לבצע הפעלה:

1. מוצלח כאשר התקלה נעלמה מעצמה (החסידה עברה דרך אזור החוטים);

2. נכשל אם, למשל, עפיפון עלה על החוטים וכבל החיבור שלו לא הספיק להישרף עד הסוף.

לאחר ההכללה המוצלחת, הכל ברור. הפסקת חשמל קצרה לא תזיק למשתמשים וברוב המקרים הם פשוט לא ישימו לב לכך.

במקרה של כיבוי אוטומטי שנכשל, המצב מול הצרכנים מסובך: התקלה נשארת, והגנת הקו הסירה ממנה שוב את המתח - הצרכנים שוב מנותקים. לפיכך, הניסיון הראשון לסגור מחדש לא צלח.

כדי להגביר את מהימנות המידע, לאחר זמן מה, למשל 15 ÷ 20 שניות, נעשה ניסיון אוטומטי שני להפעיל את הקו בעומס.

הנוהג של שימוש בסגירה אוטומטית כפולה של קווי מתח גבוה הראה את יעילותו ב-15 מקרים של הפעלה מתוך מאה. בהתחשב בכך שעד 50% מהשבתות החירום מתבטלות על ידי המפסק הראשון ועד 15% על ידי השני, האמינות הכוללת של החלפת קו תחת עומס על ידי שימוש במחזור כפול עולה משמעותית, ומגיעה לרמה של 60 ÷ 65% .

אם, לאחר ניסיון החיבור השני השני, התקלה לא נפתרה וההגנה מוציאה שוב את המפסק, אז התקלה היא קבועה ודורשת הערכה ויזואלית של צוות שירות ותיקון. אי אפשר להפעיל קו כזה בעומס עד לביטול התקלה על ידי צוות השדה. וזה לוקח קצת זמן למצוא את המקום הזה ולבצע עבודות תיקון.

המתח מופעל על האזור המתוקן במצב ידני לאחר שבוצעו בדיקות רבות כדי לשלול את הישנות התקלה.

עקרונות הפעולה של סוגרים אוטומטיים הנחשבים לקו העילי מתאימים לחלוטין להתקני בקרה של אוטובוסים, קטעים, שנאים, מנועים חשמליים וציוד מתח נמוך או מתח גבוה אחר.

דרישות לסגירה מחדש אוטומטית

מהירות הפעלה

על מנת ליצור אמינות מערכת, יש צורך לבחור את התנאים האופטימליים להגדרת האוטומציה בהתבסס על הגורמים הבאים:

• מתן הפרעה למניעת יינון של המדיום, למעט הצתה מחדש של הקשת במקרה של הפעלה חפוזה;

• האפשרויות של העיצוב הטכני של מפסק החשמל למעבר מהיר של העומס למצב חירום;

• הגבלת ההפסקה של ההפסקה הלא שוטפת בפעולת הציוד ומאפיינים אחרים של התהליך הטכנולוגי.

תנאי ההשקה

אוטומציה חייבת לפעול לאחר כל כיבוי על ידי הגנות או הפעלה ספונטנית ושגויה של המתג. בהפעלה ידנית או באמצעות שלט רחוק, החיבור האוטומטי לא אמור לעבוד, מכיוון שבמקרה של שגיאות כוח אדם, למשל, אם משאירים הארקה ניידת או נייחת ולא מוסרים, ההגנות יכבידו את התקלה, והמתח לא יכול להחיל עליה מחדש.

לכן, מבחינה מבנית, הסגירה האוטומטית לאחר נסיעה ארוכה אינה מוכנה לפעולה ומשחזרת את מאפייניה תוך מספר שניות מרגע הפעלת המפסק.

משך הדלקות מרובות

מאגר האנרגיה של התקני הסגירה האוטומטיים חייב להבטיח ביצוע אוטומטי של מחזורים על ידי מפסק החשמל:

1. כבוי — מופעל — כבוי לפעולה חד פעמית;

2. Off — On — Off — On — Off עבור אלגוריתמים כפולים.

בסיום המחזור יש להשבית את האוטומציה.

הגדר נקודת קביעה של שעה

משך ההשהיה בין הפעלת המפסק לבין הפעלת הציוד האוטומטי חייב להיות מותאם על ידי צוות ההפעלה, תוך התחשבות בתנאים המקומיים הספציפיים.

שחזור ביצועים

לאחר הפעלה מוצלחת של המערכת האוטומטית, מתרחש אובדן מאגר האנרגיה שלה.עליו להתאושש תוך זמן קצר שנקבע מראש כדי להתריע בפני המכשירים על פעולה חדשה בעת האתחול.

מהימנות הפקודה שהונפקה על ידי האוטומציה

גודל אות המוצא ומשך הזמן שלו מהאוטומציה חייבים להיות מספיקים כדי לשלוט בצורה מהימנה על מפסק החשמל.

יכולות לחסום פעולות

ברשתות חשמל נוצרים תנאים שבהם הגנות מסוימות חייבות להוציא את פעולת הסגירה האוטומטית לאחר הפעלתן. לדוגמה, כאשר התדירות ברשת יורדת עקב חיבור של מספר רב של משתמשים, יש לנתק את חלקם. רצף פעולות כאלה מסופק בתכנון של פריקת תדרים, כאשר חיבורים פחות קריטיים כבר מוקצים כדי להסיר מהם חשמל. במקרה זה, יש לחסום את פעולת הסגירה האוטומטית שלהם על ידי פקודת חסימה המגיעה מההגנה המתאימה.

סוגי התקני סגירה אוטומטיים

מספר פעולות

בהתאם למטרת הסגירה האוטומטית, הם מתוכננים לפעול במחזור אחד או שניים. מחקר מעשי מראה שאם מתקינים סגירה משולשת אוטומטית, אז היעילות שלהם לא עולה על 3%, וזה מעט מאוד. לכן, מערכות אוטומציה כאלה אינן בשימוש כלל.

שיטות להשפעה על הפעלת המפסק

מפעילי קפיץ ועומס ישנים השתמשו בעיצובי סגירה מכניים, והעבירו את הכוח של קפיץ טעון מראש או עומס מורם ישירות להתקן הניתוק ללא עיכוב זמן.

מנגנונים כאלה אינם דורשים מקור כוח נוסף, אך יש להם הפסקה קטנה ללא זרם ומכשיר מורכב שאינו אמין במיוחד. כעת הם אינם בשימוש והוחלפו לחלוטין במערכות חשמל.

מספר שלבי מפסק מבוקרים

מעגלי הגנה ואוטומטיים יכולים לפעול בו-זמנית על כל שלושת השלבים של המעגל או לבחור את זה שבו התרחש האירוע.

סגירה אוטומטית תלת-פאזית (TAPV) היא מעט יותר פשוטה בתכנון ובעקרון הפעולה, והחד-פאזי (OAPV) בנויים לפי סכימה מורכבת יותר, יש להם מספר רב של אלמנטים מדידה והיגיון. לדוגמה, בגרסת הממסר של לוחות סטנדרטיים, ה-TAPV ​​ממוקם בקופסה שפחות מחצי מרוחב הפאנל.

הצבת אלמנטים לוגיים הפועלים על פי אלגוריתמי OAPV דורשת מקום באזור התפוס על ידי פאנל נפרד.

עם כניסתם של ממסרים סטטיים והתקני מיקרו-מעבד, גודל האוטומציה החל לרדת באופן משמעותי.

שיטות בקרה לסגירה אוטומטית של מעגלים

כאשר המפסק מופעל לפי פקודה מהסגירה האוטומטית, לאחר הפעלת ההגנה, המעגל מחולק לשני חלקים. בשלב זה, יכולה להתרחש אי התאמה של הרמוניות מתח בזמן (הסטת זווית, פאזה), מה שיוצר מעברים מורכבים וגורם להגנה לפעול.

על פי מידת החשיבות של הציוד, ניתן לבצע אוטומציה לעבודה:

1. אין בדיקות סנכרון;

2. עם סינכרוצ'ק.

ניתן להשתמש בקונסטרוקציות הראשונות:

• במערכות חשמל עם אספקה ​​מובטחת כאשר אין צורך בבדיקות סינכרון ואיכות מתח.תוכניות TAPV פשוטות נוצרות עבור מקרה זה;

• של ציוד המאפשר הפעלה אסינכרונית - חיבור אוטומטי מחדש אסינכרוני (NAPV);

• למפסקים המצוידים בהגנות ובכוננים במהירות גבוהה המסוגלים לפעול בזמן שאינו כולל את חלוקת מערכת החשמל לקטעים אסינכרוניים - סגירה אוטומטית במהירות גבוהה (BAPV).

בדיקות סנכרון מבוצעות כאשר:

• בדיקת נוכחות מתח, למשל על הקו - KNNL;

• חוסר בקרת מתח - KNL;

• מחכה לסנכרון - KOS;

• לכידת סנכרון - KUS.

תאימות של סגירה אוטומטית מחדש עם פעולת הגנת ממסר ואוטומציה

ניתן ליישם אלגוריתמים לסגירה אוטומטית מחדש:

• האצת הגנה;

• הגדרת רצף הפעולה של מתגים בקישורים מחוברים שונים;

• אינטראקציה עם ציוד אוטומטי לפריקת תדרים;

• שימוש בהפסקת זרם לא סלקטיבית בשילוב עם סגירה אוטומטית מחדש, המאפשרת להפחית את זרמי הקצר;

• שילובים עם פעולת החלפת ההעברה האוטומטית וכמה מקרים אחרים.

סוג זרם הפעלה

התקני אוטומציה הפועלים על בסיס האנרגיה של סוללות האחסון שנאספו במערכת אספקת החשמל של מעגלי העבודה הם בעלי האמינות הטובה ביותר. אבל הם דורשים ציוד טכני מורכב ותחזוקה מתמדת על ידי מומחים.

כתוצאה מכך, פותחו מערכות אחרות המבוססות על הספק ממעגלי זרם חילופין שנלקחו משנאי עזר (TSN), זרם (CT) או מתח (VT).הם משמשים לרוב בתחנות משנה קטנות ומרוחקות המטופלות על ידי חשמלאים ניידים.

עקרון הפעולה של קו הסגירה האוטומטי הפשוט ביותר

ניתן להסביר את ההיגיון המשמש לסוגרים אוטומטיים במחזור בודד על פי דיאגרמה של העיקרון האלקטרומגנטי הישן אך עדיין פועל של ממסר ה-AR (RPV-58).

המעגל מסופק עם מתח הפעלה ישיר + ХУ ו- ХУ. ממסר AR נשלט על ידי המעגלים הבאים:

• בקרת סינכרון;

• המיקום של מגע המפסק במצב כבוי (RPO);

• רשות להכין;

• איסור סגירה אוטומטית.

ערכת AR כוללת ממסרים:

• זמן RT;

• RP ביניים עם שני סלילים:

• הנוכחי אני;

• מתח U.

קבל C, לאחר הפעלת המתח על תיבת הבקרה, נטען באמצעות מרכיבי המעגלים הלוגיים של היתר ההכנה. וכאשר נוצרים מעגלים אוטומטיים שאינם נסגרים מחדש, המטען נחסם על ידי בחירת נגדים R1 ו-R2.

מתח ה-ShU מופעל על הסליל של ממסר הזמן RV לאחר שהמפסק מופעל דרך מעגלי בקרת התזמון והוא מבצע את השהיה המוגדרת עם המגע שלו.

לאחר סגירת מגע RV פתוח בדרך כלל, הקבל מתפרק לסליל המתח של ממסר הביניים RP, המופעל ועם המגע הסגור שלו RP, דרך סליל הזרם שלו, מוציא + ShU לסולנואיד לסגירת מתג ההפעלה.

לפיכך, ממסר ה-APV מוציא דופק זרם מהקבל הטעון מראש C כדי לסגור את מפסק המעגל לאחר שהוא מופעל על ידי מהבהב האותות RU ושכבת ה-N על ידי סגירת מגע ה-RP.

מטרת לוחית H היא לנטרל את הסגירה האוטומטית של צוות השירות בעת החלפת פעולות.

ממסר לסגירה אוטומטית של אלמנטים סטטיים

השימוש בטכנולוגיית מוליכים למחצה שינה את הגודל והעיצוב של ממסרים אלקטרומגנטיים המיועדים להתקני סגירה אוטומטיים. הם הפכו יותר קומפקטיים, נוחים בהגדרות ובהגדרות.

ועקרון הפעולה של מעגל הממסר, המוטבע בלוגיקה של ממסרים אלקטרומגנטיים, נשאר זהה.

תכונות של תמיכה של התקני סגירה אוטומטית

במהלך ההפעלה, מכשירי ההגנה והאוטומציה שהופעלו נמצאים רק בפיקוח של אנשי השירות השולטים בפעולה הנכונה של הציוד. הגישה אליהם על ידי מומחים אחרים מוגבלת. תנאים ארגוניים.

כל פעולות הסגירה האוטומטיות נרשמות על ידי האוטומציה, המקליטים והשולח ביומן הפעולות. צוות הממסר מנתח את נכונות כל הפעלה של התקני הגנת הממסר ואוטומציה ורושם זאת בתיעוד הטכני.

לצורך ביצוע תחזוקה תקופתית, מכשירי סגירה אוטומטית, יחד עם מערכות נוספות, יוצאים משירות ומועברים לצוות שרות MSRZAI לאמצעי מניעה, אשר לאחר סיום הבדיקות מגבשים דוח, מסקנה לגביהם. שירותיות ולהשתתף בניצול הזמנה התקני הגנת ממסר לעבוד
ראה גם: כיצד פועלים התקני מיתוג העברה אוטומטית (ATS) ברשתות חשמל