Войти
Четыре реклоузера с правой стороны подстанции В распределение электроэнергии, автоматическая схема реклоузеры (ACR ) представляют собой класс распределительных устройств, которые предназначены для использования в воздушных распределительных сетях для обнаружения и устранения мгновенных неисправностей. Также известные как устройства повторного включения или устройства повторного включения, ACR по существу представляют собой высоковольтные номинальные автоматические выключатели со встроенными датчиками тока и напряжения и реле защиты, оптимизированное для использования в качестве средства защиты распределения воздушных сетей. Коммерческие ACR регулируются стандартами ANSI / IEEE C37.60, IEC 62271-111 и IEC 62271-200. Три основных класса рабочего напряжения: 15,5 кВ, 27 кВ и 38 кВ.
Для воздушных распределительных сетей большинство неисправностей являются кратковременными, такими как удар молнии, скачки напряжения или попадание посторонних предметов на открытые распределительные линии. По этой логике 80% сбоев могут быть устранены простой операцией закрытия. Реклоузеры спроектированы так, чтобы справляться с коротким рабочим циклом включения-открытия, когда инженеры-электрики могут дополнительно настроить количество попыток закрытия до перехода к стадии блокировки.
Реклоузеры были изобретены в середина 1900-х годов в США. Некоторые из самых ранних реклоузеров были представлены Kyle Corporation (которая была приобретена Cooper Power Systems - частью семейства Eaton) в начале 1940-х годов. Бренд был лидером в производстве реклоузеров, секционирующих устройств и распределительных устройств до 2000-х годов, когда на рынок вышли многие другие производители. Реклоузеры изначально представляли собой маслонаполненные гидравлические устройства с элементарной механической релейной защитой. Современные автоматические реклоузеры значительно более совершенны, чем оригинальные гидравлические блоки. Появление электронных реле защиты на основе полупроводников в 1980-х годах привело к повышению сложности, что позволило по-разному реагировать на различные случаи ненормальной работы или неисправности в распределительных сетях. Изоляция высокого напряжения и устройство прерывания в современных устройствах повторного включения обычно состоят из твердой диэлектрической изоляции с вакуумными прерывателями для прерывания тока и гашения дуги.
Устройства повторного включения часто используются в качестве ключевой компонент в интеллектуальной сети, так как они фактически представляют собой распределительное устройство с компьютерным управлением, которым можно дистанционно управлять и опрашивать с помощью SCADA или других коммуникаций. Эта возможность позволяет коммунальным предприятиям агрегировать данные о производительности своей сети и разрабатывать схемы автоматизации для восстановления питания. Эта автоматизация может быть распределенной (выполняется на уровне удаленного реклоузера) или централизованной (команды на закрытие и открытие, выдаваемые центральной диспетчерской, которые должны выполняться удаленно управляемыми ACR).
Реклоузер, установленный на сельском фидере Для предотвращения повреждений каждая станция в сети защищена автоматическими выключателями или предохранителями, которые будут отключите питание в случае короткого замыкания. Это представляет собой серьезную проблему при работе с переходными событиями. Например, ветка дерева, оторвавшаяся от дерева во время урагана, попавшего на линию электропередачи, может вызвать короткое замыкание, которое может вызвать повреждение. Однако неисправность может быстро исчезнуть, когда конечность упадет на землю. Если единственная система защиты обеспечивается автоматическими выключателями на распределительных подстанциях, большие участки распределительной сети могут быть отключены, пока ремонтные бригады сбрасывают выключатели. Реклоузеры запрограммированы на автоматизацию процесса сброса и позволяют применять более детальный подход к восстановлению услуг. В результате повышается доступность снабжения.
Реклоузеры решают эту проблему путем дальнейшего разделения сети на более мелкие участки. Например, приведенный выше пример городской сети может быть оборудован реклоузерами в каждой точке разветвления сети. Реклоузеры, из-за их положения в сети выше по потоку, потребляют гораздо меньшую мощность, чем выключатели на фидерных станциях, и поэтому могут быть настроены на отключение на гораздо более низких уровнях мощности. Это означает, что одно событие в сети отключит только ту секцию, которая обрабатывается одним устройством повторного включения, задолго до того, как подающая станция заметит проблему.
Современные установки реклоузеров часто оснащены средствами связи SCADA, что позволяет удаленно управлять большинством реклоузеров персоналом в диспетчерской диспетчерской. Это позволяет повторно переключать сеть, поскольку операторы могут использовать информацию, предоставленную реклоузерами в полевых условиях, для перенастройки распределительной сети, если в полевых условиях обнаружена неисправность, или для устранения проблем потока нагрузки. Дистанционное управление реклоузерами также экономит значительные эксплуатационные расходы, поскольку это может снизить необходимость выезда полевых бригад на объект для сброса устройств, которые перешли в режим блокировки.
Автовыключатели изготавливаются в однофазном и трехфазном версиях и используют либо масляные, вакуумные, либо SF6 прерыватели. Элементы управления реклоузерами варьируются от оригинальных электромеханических систем до цифровой электроники с функциями измерения и SCADA. Номинальные характеристики устройств повторного включения находятся в диапазоне 2,4–38 кВ для токов нагрузки от 10 до 1200 А и токов короткого замыкания от 1 до 16 кА.
В 3-фазной схеме устройство повторного включения более выгодно, чем три отдельных предохранителя. Например, при преобразовании звезда в дельта, если вырезы используются на стороне звезды, и только 1 из 3 предохранителей размыкается, у некоторых потребителей на стороне треугольника состояние низкого напряжения из-за передачи напряжения через обмотки трансформатора. Низкое напряжение может вызвать серьезное повреждение электронного оборудования. Но если был использован реклоузер, все три фазы откроются, устраняя проблему.
В то время как оригинальные конструкции гидравлических реклоузеров имели элементарные возможности защиты, современные устройства с полупроводниковым управлением демонстрируют сложные системы управления, которые позволяют конфигурировать различные реакции на различные классы неисправностей в распределительной сети. Количество попыток повторного включения ограничено стандартами до четырех. Основная философия повторного включения состоит в том, чтобы активно рассматривать случаи неисправности и обеспечивать эффективное реагирование на основе типа неисправности, это делается по вероятностной методологии в сочетании с обнаружением типа неисправности.
Самым распространенным типом неисправности в воздушной распределительной сети является удар молнии. Скачки молнии вызывают повышение напряжения, что может вызвать локальный пробой изоляции, вызвать искрение на изоляторах. Реклоузеры могут обнаружить это как перегрузку по току или замыкание на землю (в зависимости от асимметрии замыкания). Грозовые скачки проходят очень быстро (уменьшаются за 50 мс), поэтому первую операцию повторного включения устройства повторного включения можно настроить на быстрое отключение и повторное включение. Это первое повторное включение позволяет прервать дугу, вызванную молнией, но быстро восстанавливает питание.
Если АПВ замыкается на неисправность, вероятно, что неисправность относится к вторичному классу неисправности, контакту с растительностью или отказу оборудования. Перегрузка по току будет указывать на замыкание между линиями класса, что может быть подтверждено максимальной токовой защитой обратной последовательности, в то время как замыкание на землю может указывать на замыкание линии на землю или двойной линии на землю. Затем устройства повторного включения могут применить политику сжигания предохранителей, при которой они остаются закрытыми в течение короткого периода, чтобы позволить предохранителям на боковых линиях сгореть, изолируя неисправность. Если неисправность не устранена, АПВ снова отключается. Эту же политику можно использовать для подачи энергии на места повреждения, чтобы устранить повреждение на линии. Это может быть ответвление, пересекающее несколько линий, или фауна (птицы, змеи и т. Д.), Контактирующая с проводниками.
Чувствительная защита от замыканий на землю в устройствах повторного включения обычно устанавливается на немедленную блокировку. Такое обнаружение малых токов утечки (менее 1 ампера) в линии среднего напряжения может указывать на отказ изолятора, обрыв кабелей или контакта линий с деревьями. В этом сценарии нет смысла применять повторное включение, и передовой отраслевой практикой является не повторное включение при чувствительном замыкании на землю. Реклоузеры с чувствительной защитой от замыканий на землю, способные обнаруживать ток 500 мА и ниже, используются в качестве метода устранения пожара, поскольку они обеспечивают снижение риска возникновения пожара на 80%, однако они никогда не должны использоваться в качестве реклоузеров в этом приложении, только как распределенные одиночные импульсы. автоматические выключатели, которые позволяют с помощью чувствительности проверить наличие этих неисправностей.
Традиционные устройства повторного включения были разработаны просто для автоматизации действий линейной бригады, посещающей удаленный распределительный узел для замыкания сработавшей цепи выключатель и попытайтесь восстановить питание. Благодаря расширенным функциям защиты современных устройств повторного включения эти устройства используются во множестве дополнительных приложений
| Применение | Методология | Требования |
|---|---|---|
| Защита промежуточного устройства | Обычное развертывание устройства повторного включения | Обычное устройство повторного включения |
| Снижение риска возгорания | Нет повторного включения вообще. Чувствительный датчик замыкания на землю (Северная Америка) или чувствительный датчик защиты от замыкания на землю при 500 мА устраняет 80% риска возникновения пожара | Устройство повторного включения с возможностью SGF / SEF при 500 мА |
| Автоматизация распределительной сети Smart Grid | Централизованная или распределенная | Централизованная автоматизация требует удаленной связи через SCADA или иначе. Распределенная автоматизация может быть настроена на контроллере реклоузера |
| Возобновляемое соединение | Современные контроллеры реклоузеров используют синхронизацию ANSI 25, смещение нейтрального напряжения 59N, синхрофазоры, автосинхронизатор ANSI 25A и другую защиту по напряжению | Измерение напряжения включено обе стороны Реклоузера |
| Автоматические выключатели подстанции | Использование Реклоузеров, установленных на подстанции, где пиковые токи короткого замыкания не превышают максимальную номинальную отключающую способность, обычно только на сельских подстанциях | Обычно максимальные токи замыкания на шине ниже 16 кА |
| Защита однопроводной сети с заземлением и обратной цепью | Может быть развернуто однофазное устройство повторного включения. Топология сети SWER не приветствуется в современной электротехнике по соображениям безопасности, но из-за экономии средств ее иногда применяют. Однофазные устройства повторного включения могут быть использованы для повышения безопасности на этих линиях. | Однофазное устройство повторного включения |
| Однофазные боковые цепи | В североамериканском сетевом стиле, однофазные боковые каналы используют перегрузку по току в качестве основного элемента защиты. 3 однофазных блока могут быть объединены в «однофазную» схему, где однофазное повторное включение может использоваться для повышения надежности исправных фаз. Постоянные неисправности, как правило, представляют собой блокировку трех фаз, несмотря на возможность блокировки отдельных фаз, так как риск циркулирующих токов высок. | Система одиночного тройного реклоузера или однофазного реклоузера |
| Защита мобильного горного оборудования | Реклоузеры могут использоваться для защиты трехфазного горного оборудования. Эти устройства иногда устанавливаются в мобильных киосках, которые можно перемещать по мере перемещения оборудования по горной площадке. Сложность конструкции защитного оборудования в этих приложениях снижается, поскольку устройства повторного включения включают в себя все средства защиты и управления, необходимые для выполнения данного приложения. Это снижает затраты на испытания и ввод оборудования в эксплуатацию. | Реклоузер в формате установки киоска. |
Бытовые потребители в районах, питаемых от затронутых воздушных линий электропередач, иногда могут видеть эффекты автоматического повторного включения в действии. Если неисправность затрагивает собственную распределительную цепь потребителя, они могут увидеть одно или несколько кратких, полных отключений, за которыми следует либо нормальная работа (так как автоматическое повторное включение успешно восстанавливает питание после устранения переходной неисправности), либо полное отключение обслуживания (как автоматическое повторное включение). исчерпывает свои попытки). Если неисправность связана с соседней цепью, заказчик может увидеть несколько кратких «провалов» (провалов) напряжения, поскольку сильный ток короткого замыкания протекает в соседнюю цепь и прерывается один или несколько раз. Типичным проявлением этого может быть провал или периодическое отключение домашнего освещения во время грозы. Действие автоматического повторного включения может привести к потере электронных устройств настроек времени, потере данных в энергозависимой памяти, остановке, перезапуску или повреждению из-за прерывания питания. Владельцам такого оборудования может потребоваться защита электронных устройств от последствий перебоев в электроснабжении, а также скачков напряжения.
Реклоузеры могут взаимодействовать с последующими защитными устройствами, называемыми секционирующими устройствами, обычно разъединитель или выключатели с механизмом отключения, срабатывающим по счетчику или таймеру. Секционирующий преобразователь обычно не рассчитан на прерывание тока короткого замыкания, однако он часто имеет более высокий базовый уровень изоляции, что позволяет использовать некоторые секционирующие преобразователи в качестве точки изоляции. Каждый секционный выключатель обнаруживает и подсчитывает прерывания тока повреждения устройством повторного включения (или выключателем). После заранее определенного количества прерываний секционный выключатель откроется, тем самым изолируя неисправный участок цепи, позволяя АПВ восстановить подачу питания на другие исправные секции. Некоторые современные контроллеры реклоузеров можно настроить так, чтобы реклоузеры работали в режиме секционатора. Это используется в приложениях, где пределы классификации защиты слишком малы, чтобы обеспечить эффективную координацию защиты между электрическими активами.
Пожарный риск - это врожденный риск воздушной распределительной сети. Независимо от выбора распределительного защитного распределительного устройства, риск возгорания всегда выше с воздушными проводниками, чем с подземной сеткой.
Королевская комиссия Виктории в связи с лесными пожарами 2009 года указала, что повторное включение должно быть отключено в дни с высоким риском лесных пожаров, однако в дни с низким уровнем риска его следует применять для надежности поставок.
Неправильно настроенные устройства повторного включения или устройства повторного включения старой модели были причастны к возникновению или распространению лесных пожаров. Исследование лесных пожаров в «Черную субботу» в Австралии в 2009 году показало, что устройства повторного включения, работающие как однозарядные выключатели с чувствительной защитой от замыканий на землю, настроенной на ток 500 мА, снизят риск возникновения пожара на 80%. Любая форма повторного включения должна быть исключена в дни с высоким риском пожара, и в целом повторное включение не должно применяться к обнаруженным неисправностям, связанным с чувствительным замыканием на землю.
Викторианские коммунальные предприятия отреагировали на Королевскую комиссию, переоборудовав некоторые из своих воздушных сетей в повышенную зоны риска для подземного кабеля, замена открытых воздушных проводов изолированными кабелями и замена старых устройств повторного включения на современные ACR с удаленной связью, чтобы гарантировать возможность изменения настроек в дни с высоким риском лесных пожаров.
