كيف تعمل أجهزة إعادة الإغلاق التلقائية (AR) في الشبكات الكهربائية

متطلبات الطاقة الرئيسية للمستهلكين هي الموثوقية وإمدادات الطاقة غير المنقطعة. تغطي طاقة النقل المتدفقة من الشبكات الكهربائية مئات وآلاف الكيلومترات. في مثل هذه المسافات ، يمكن أن تتأثر خطوط الطاقة بالعديد من العمليات الطبيعية والفيزيائية التي تؤدي إلى إتلاف المعدات ، أو إنشاء تيارات تسرب أو دوائر قصيرة.

لمنع انتشار الحوادث ، تم تجهيز جميع خطوط الطاقة بوسائل حماية تراقب باستمرار جميع المعلمات الضرورية للطاقة الكهربائية في الوقت الفعلي وفي حالة حدوث عطل ، قم بفصل الطاقة بسرعة عن خط الطاقة عن طريق تشغيل مفتاح الطاقة المثبت على جانب نهاية خط المولد.

لهذا الغرض ، يتم وضع جميع خطوط الطاقة بين تبديل عقد النقل ، ما يسمى ب المحطات الكهربائية، والتي تتركز عليها أجهزة الطاقة وأجهزة القياس وكذلك معدات الحماية والأتمتة.

يمكن أن يحدث فشل خط الطاقة لعدة أسباب مع فترات متفاوتة. عادة ما يتم تقسيمهم إلى مجموعتين يتصرفان:

1. المدى القصير.

2. لفترة طويلة.

يمكن أن يكون اللقلق الذي يطير فوق موصلات خط طاقة علوي مثال على أول ظهور للخطأ ، بحيث يقلل من المقاومة الكهربائية لطبقة الهواء العازلة بين إمكانات الطور ، وبالتالي يخلق مسارًا لخط طاقة علوي. ماس كهربائى يمر عبر جسده.

وتتمثل الحالة الثانية في قيام المخربين بإطلاق العوازل من بندقية صيد بسلاح ناري ، وتدمير الدعامات بسبب الكوارث الطبيعية أو الاصطدام بمركبات تصطدم بالأعمدة بسرعة عالية في ظل ضعف الرؤية.

في كلتا الحالتين ، سوف تكتشف وسائل الحماية الخطأ وتفتح القاطع. ستتوقف تيارات الدائرة القصيرة عن المرور عبر موقع الدائرة القصيرة ، ويتشكل انقطاع التيار في العرض.

لكن مستهلكي الكهرباء يحتاجون إلى إمدادات الكهرباء لأنهم لم يعودوا قادرين على العيش بدونها. لذلك ، من الضروري تشغيل الخط باستخدام مفتاح وبأسرع وقت ممكن.

يتم ذلك تلقائيًا على عدة مراحل أو يدويًا بواسطة أفراد التشغيل وفقًا لخوارزمية محددة بدقة.

كيف يعمل Automatic Reclose (AR)

تحتوي جميع محطات الطاقة الفرعية على مفاتيح طاقة يمكن التحكم فيها عن طريق أنظمة التشغيل الآلي أو عن طريق إجراءات المرسل. هذا ما تم تجهيزهم من أجله ملفات لولبية:

• شغله؛

• اغلق.

يؤدي تطبيق الجهد على الملف اللولبي المقابل إلى تخفيف الشبكة الأولية.ضع في اعتبارك خيار التحكم تلقائيًا في قواطع الدائرة من خلال أجهزة إعادة إغلاق تلقائية مخصصة.

بمجرد فصل خط الطاقة عن وسائل الحماية ، يبدأ الإغلاق التلقائي على الفور. لكنه لا يطبق الجهد على الخط مباشرة بعد الانفصال ، ولكن مع تأخير زمني ضروري للتدمير الذاتي لأسباب قصيرة المدى ، على سبيل المثال ، طائر اللقلق بالكهرباء على الأرض.

لكل نوع من أنواع خطوط الكهرباء ، بناءً على الدراسات الإحصائية ، يوصى بأوقاتها الخاصة ، مما يضمن فترة الأعطال قصيرة المدى. عادة ما يكون هذا حوالي ثانيتين أو أكثر بقليل (حتى أربع).

بعد انقضاء الوقت المحدد مسبقًا ، تقوم الأتمتة بتزويد الجهد الكهربي للملف اللولبي للتشغيل: يتم تشغيل الخط. في هذه الحالة ، يمكن إجراء التنشيط:

1. ناجح عندما يكون العطل قد تم التخلص منه ذاتيًا (لقد مر اللقلق عبر منطقة السلك) ؛

2. فشل ، على سبيل المثال ، إذا اصطدمت طائرة ورقية بالأسلاك ولم يكن لكابل مرفقها وقت للاحتراق حتى النهاية.

بعد الدمج الناجح ، كل شيء واضح. لن يؤدي انقطاع التيار الكهربائي لفترة قصيرة إلى إلحاق الضرر بالمستخدمين وفي معظم الحالات لن يلاحظوا ذلك ببساطة.

في حالة فشل الإغلاق التلقائي ، يكون الموقف مع المستهلكين معقدًا: يبقى الخطأ ، وقد أزالت حماية الخط الجهد مرة أخرى - يتم فصل المستهلكين مرة أخرى. وبالتالي ، كانت المحاولة الأولى لإعادة الإغلاق غير ناجحة.

لزيادة موثوقية المعلومات ، بعد مرور بعض الوقت ، على سبيل المثال من 15 إلى 20 ثانية ، يتم إجراء محاولة تلقائية ثانية لتشغيل الخط تحت الحمل.

أظهرت ممارسة استخدام الإغلاق التلقائي المزدوج لخطوط الطاقة عالية الجهد فعاليتها في 15 حالة تشغيل من أصل مائة. بالنظر إلى أن ما يصل إلى 50٪ من حالات الإغلاق في حالات الطوارئ يتم التخلص منها بواسطة قاطع الدائرة الأول وما يصل إلى 15٪ في الثانية ، فإن الموثوقية الإجمالية لتبديل الخط تحت الحمل باستخدام دورة مزدوجة تزداد بشكل كبير ، لتصل إلى مستوى 60 65٪ .

إذا لم يتم حل الخطأ ، بعد محاولة إعادة الاتصال الثانية ، وقامت الحماية برحلات قاطع الدائرة مرة أخرى ، فإن الخطأ يكون دائمًا ويتطلب تقييمًا مرئيًا بواسطة موظفي الخدمة والإصلاح. من المستحيل تشغيل مثل هذا الخط تحت الحمل حتى يتم التخلص من الخطأ بواسطة الطاقم الميداني. ويستغرق الأمر بعض الوقت للعثور على هذا المكان والقيام بأعمال الإصلاح.

يتم تطبيق الجهد على المنطقة التي تم إصلاحها في الوضع اليدوي بعد إجراء العديد من الفحوصات لاستبعاد تكرار الخطأ.

تعتبر مبادئ تشغيل أجهزة إعادة الإغلاق الأوتوماتيكية التي يتم النظر فيها للخط العلوي مناسبة تمامًا لأجهزة التحكم في الحافلات والمقاطع والمحولات والمحركات الكهربائية وغيرها من معدات الطاقة ذات الجهد المنخفض أو الجهد العالي.

متطلبات إعادة الإغلاق التلقائي

سرعة التشغيل

من أجل إنشاء موثوقية النظام ، من الضروري تحديد الظروف المثلى لإعداد الأتمتة بناءً على العوامل التالية:

• توفير انقطاع لمنع تأين الوسط ، باستثناء إعادة اشتعال القوس في حالة التشغيل المتسارع ؛

• إمكانيات التصميم الفني لقاطع الدائرة لتحويل الحمل بسرعة إلى وضع الطوارئ ؛

• الحد من انقطاع التوقف غير الحالي في تشغيل المعدات والخصائص الأخرى للعملية التكنولوجية.

شروط الإطلاق

يجب أن تعمل الأتمتة بعد أي إيقاف عن طريق الحماية أو التشغيل التلقائي الخاطئ للمحول. عند التشغيل يدويًا أو باستخدام جهاز تحكم عن بعد ، يجب ألا تعمل إعادة الاتصال التلقائي ، لأنه في حالة حدوث أخطاء في الموظفين ، على سبيل المثال ، إذا تركت أرضًا محمولة أو ثابتة ولم يتم إزالتها ، فإن الحماية ستؤدي إلى حدوث خطأ ، ولا يمكن للجهد يعاد تطبيقه عليه.

لذلك ، من الناحية الهيكلية ، فإن إعادة الإغلاق التلقائي بعد رحلة طويلة ليست جاهزة للتشغيل وتستعيد خصائصها في بضع ثوانٍ من لحظة تشغيل الكسارة.

مدة عمليات التقوية المتعددة

يجب أن يضمن احتياطي الطاقة لأجهزة الإغلاق التلقائي التنفيذ التلقائي للدورات بواسطة قاطع الدائرة:

1. إيقاف - تشغيل - إيقاف التشغيل لمرة واحدة ؛

2. إيقاف - تشغيل - إيقاف - تشغيل - إيقاف تشغيل للخوارزميات المزدوجة.

في نهاية الدورة ، يجب تعطيل الأتمتة.

تعيين نقطة ضبط ساعة

يجب ضبط طول التأخير بين تعثر قاطع الدائرة وتنشيط المعدات الأوتوماتيكية من قبل أفراد التشغيل ، مع مراعاة الظروف المحلية المحددة.

استعادة الأداء

بعد التشغيل الناجح للنظام الأوتوماتيكي ، يحدث فقد في احتياطي الطاقة الخاص به.يجب أن يتعافى مع وقت قصير محدد مسبقًا لتنبيه الأجهزة لعملية جديدة عند بدء التشغيل.

موثوقية الأمر الصادر عن الأتمتة

يجب أن يكون حجم إشارة الخرج ومدتها من الأتمتة كافيين للتحكم بشكل موثوق في قاطع الدائرة.

القدرة على منع العمليات

في الشبكات الكهربائية ، يتم إنشاء الظروف عندما يجب أن تستبعد إجراءات حماية معينة عملية الإغلاق التلقائي بعد تنشيطها. على سبيل المثال ، عندما ينخفض ​​التردد في الشبكة بسبب اتصال عدد كبير من المستخدمين ، يجب فصل بعضهم. يتم توفير تسلسل هذه العمليات في تصميم تفريغ التردد ، حيث يتم بالفعل تخصيص توصيلات أقل أهمية لإزالة الطاقة منها. في هذه الحالة ، يجب حظر عملية إعادة الإغلاق التلقائي الخاصة بهم بواسطة أمر حظر قادم من الحماية المقابلة.

أنواع أجهزة الإغلاق الآلي

إجراءات متعددة

اعتمادًا على الغرض من إعادة الإغلاق التلقائي ، فهي مصممة للعمل في دورة واحدة أو دورتين. يظهر البحث العملي أنه إذا قمت بتثبيت إعادة الإغلاق التلقائي الثلاثي ، فإن كفاءتها لا تتجاوز 3 ٪ ، وهذا قليل جدًا. لذلك ، لا يتم استخدام أنظمة التشغيل الآلي هذه على الإطلاق.

طرق التأثير على تشغيل قاطع الدائرة

استخدمت مشغلات الزنبرك والحمل القديمة تصميمات إغلاق ميكانيكية ، وتحويل قوة زنبرك محمّل مسبقًا أو حمل مرفوع مباشرةً إلى جهاز الفصل دون تأخير زمني.

لا تتطلب مثل هذه الآليات مصدر طاقة إضافي ، ولكن لها فاصل صغير بدون تيار وجهاز معقد غير موثوق به للغاية. الآن لم يتم استخدامها وتم استبدالها بالكامل بالأنظمة الكهربائية.

عدد مراحل قواطع الدائرة المتحكم بها

يمكن أن تعمل الدوائر الوقائية والأوتوماتيكية في وقت واحد على جميع المراحل الثلاث للدائرة أو تحديد المرحلة التي وقع فيها الحادث.

يعد الإغلاق الأوتوماتيكي ثلاثي المراحل (TAPV) أبسط إلى حد ما في التصميم ومبدأ التشغيل ، ويتم بناء الطور الأحادي (OAPV) وفقًا لمخطط أكثر تعقيدًا ، ويحتوي على عدد كبير من عناصر القياس والمنطق. على سبيل المثال ، في إصدار الترحيل للوحات القياسية ، يتم وضع TAPV في صندوق أقل من نصف عرض اللوحة.

يتطلب وضع العناصر المنطقية التي تعمل وفقًا لخوارزميات OAPV مساحة في المنطقة التي تشغلها لوحة منفصلة.

مع إدخال المرحلات الثابتة وأجهزة المعالجات الدقيقة ، بدأ حجم الأتمتة في الانخفاض بشكل كبير.

طرق التحكم في دوائر الإغلاق التلقائي

عندما يتم تنشيط قاطع الدائرة بأمر من وحدة إعادة الإغلاق التلقائي ، بعد فصل الحماية ، يتم تقسيم الدائرة إلى قسمين. عند هذه النقطة ، يمكن أن يحدث عدم تطابق في توافقيات الجهد في الوقت المناسب (تحول الزاوية ، الطور) ، مما يؤدي إلى حدوث انتقالات معقدة ويؤدي إلى تشغيل الحماية.

وفقًا لدرجة أهمية المعدات ، يمكن تنفيذ التشغيل الآلي للعمل:

1. عدم وجود فحوصات التزامن.

2. مع التزامن.

يمكن استخدام الإنشاءات الأولى:

• في أنظمة الطاقة ذات الإمداد المضمون عندما لا تكون فحوصات التزامن والجهد الكهربائي مطلوبة.يتم إنشاء مخططات TAPV بسيطة لهذه الحالة ؛

• للمعدات التي تسمح بالتشغيل غير المتزامن - إعادة الاتصال التلقائي غير المتزامن (NAPV) ؛

• للقواطع المزودة بوسائل حماية عالية السرعة ومحركات قادرة على العمل في وقت يستثني تقسيم نظام الطاقة إلى أقسام غير متزامنة - إعادة إغلاق أوتوماتيكي عالي السرعة (BAPV).

يتم إجراء فحوصات المزامنة عندما:

• التحقق من وجود الجهد ، على سبيل المثال على الخط - KNNL ؛

• نقص التحكم في الجهد - KONL ؛

• في انتظار المزامنة - KOS ؛

• التقاط التزامن - KUS.

توافق إعادة الإغلاق التلقائي مع تشغيل أجهزة حماية وأتمتة الترحيل

يمكن تنفيذ الخوارزميات لإعادة الإغلاق تلقائيًا:

• تسريع الدفاع

• تحديد تسلسل تشغيل المفاتيح على روابط مترابطة مختلفة ؛

• التفاعل مع المعدات الأوتوماتيكية لتفريغ التردد ؛

• استخدام الانقطاع الحالي غير الانتقائي مع إعادة الإغلاق التلقائي ، مما يجعل من الممكن تقليل تيارات الدائرة القصيرة ؛

• مجموعات مع عملية تبديل التحويل التلقائي وبعض الحالات الأخرى.

نوع تيار التشغيل

تتمتع أجهزة التشغيل الآلي التي تعمل على أساس طاقة بطاريات التخزين المجمعة في نظام الإمداد بالطاقة لدوائر العمل بأفضل موثوقية. لكنها تتطلب معدات تقنية معقدة وصيانة مستمرة من قبل المتخصصين.

وبالتالي ، تم تطوير أنظمة أخرى بناءً على الطاقة من دوائر التيار المتردد المأخوذة من المحولات المساعدة (TSN) أو التيار (CT) أو الجهد (VT).غالبًا ما يتم استخدامها في المحطات الفرعية الصغيرة البعيدة التي يخدمها كهربائيون متنقلون.

مبدأ تشغيل أبسط خط إغلاق أوتوماتيكي أحادي الطلقة

يمكن شرح المنطق المستخدم في أجهزة إعادة الإغلاق الأوتوماتيكية أحادية الدورة على الرسم التخطيطي للمبدأ الكهرومغناطيسي القديم الذي لا يزال يعمل في مرحل AR (RPV-58).

الدائرة مزودة بجهد تشغيل مباشر + و -. يتم التحكم في مرحل AR بواسطة الدوائر التالية:

• التحكم في التزامن

• موضع جهة اتصال القاطع في حالة الإيقاف (RPO) ؛

• إذن للتحضير

• حظر إعادة الإغلاق التلقائي.

تتضمن مجموعة AR مرحلات:

• الوقت RT ؛

• متوسط ​​RP مع ملفين:

• أنا الحالي

• الجهد U.

المكثف C ، بعد تطبيق الجهد على صندوق التحكم ، يتم شحنه من خلال عناصر الدوائر المنطقية لتصريح التحضير. وعندما يتم تشكيل دوائر تلقائية غير قابلة للإغلاق ، يتم حظر الشحنة عن طريق اختيار المقاومات R1 و R2.

يتم تطبيق جهد ShU على ملف مرحل الوقت RV بعد تعطل قاطع الدائرة عبر دوائر التحكم في التوقيت ويقوم بتنفيذ التأخير الزمني المحدد مع ملامسته.

بعد إغلاق جهة اتصال RV مفتوحة عادةً ، يتم تفريغ المكثف إلى ملف الجهد الخاص بالمرحل الوسيط RP ، والذي يتم تشغيله ومع اتصاله المغلق RP ، من خلال الملف الحالي الخاص به ، يصدر + ShU إلى الملف اللولبي لإغلاق مفتاح الطاقة.

وبالتالي ، يقوم مرحل APV بإخراج نبضة حالية من المكثف المشحون مسبقًا C لإغلاق قاطع الدائرة بعد تعثره بواسطة متعري إشارة RU وتراكب N عن طريق إغلاق جهة اتصال RP.

الغرض من اللوحة H هو تعطيل إعادة الإغلاق التلقائي بواسطة أفراد الخدمة عند تبديل العمليات.

مرحل للإغلاق التلقائي للعناصر الساكنة

أدى استخدام تقنية أشباه الموصلات إلى تغيير حجم وتصميم المرحلات الكهرومغناطيسية المصممة لأجهزة الإغلاق التلقائي. لقد أصبحت أكثر إحكاما وملاءمة في الإعدادات وإعدادات الإعداد.

وظل مبدأ تشغيل دائرة الترحيل ، المضمن في منطق المرحلات الكهرومغناطيسية ، كما هو.

ميزات دعم أجهزة الإغلاق التلقائي

أثناء التشغيل ، تكون أجهزة الحماية والأتمتة التي تم تشغيلها تحت إشراف موظفي الخدمة الذين يتحكمون في التشغيل الصحيح للمعدات. الوصول إليها من قبل المتخصصين الآخرين محدود. الظروف التنظيمية.

يتم تسجيل جميع عمليات الإغلاق التلقائي عن طريق الأتمتة والمسجلات وسجلات المرسل في سجل العمليات. يقوم طاقم الترحيل بتحليل صحة كل تشغيل من أجهزة حماية وأتمتة الترحيل ويسجل ذلك في الوثائق الفنية.

لإجراء الصيانة الدورية ، يتم إخراج أجهزة إعادة الإغلاق التلقائي ، إلى جانب الأنظمة الأخرى ، من الخدمة ونقلها إلى موظفي خدمة MSRZAI للتدابير الوقائية ، الذين يقومون ، بعد الانتهاء من عمليات التفتيش ، بإعداد تقرير ، والتوصل إلى استنتاج بشأنهم. إمكانية الخدمة والمشاركة في التكليف بالاستغلال أجهزة حماية التتابع للعمل
أنظر أيضا: كيف تعمل أجهزة التحويل الآلي (ATS) في الشبكات الكهربائية