حالت‌های خودکار بستن مجدد: تک‌فاز، سه‌فاز و مرکب

نگاه کلی به حالت‌های خودکار بسته شدن مجدد

معمولاً دستگاه‌های خودکار بسته شدن مجدد به چهار حالت تقسیم‌بندی می‌شوند: بسته شدن مجدد تک‌فاز، بسته شدن مجدد سه‌فاز، بسته شدن مجدد ترکیبی و غیرفعال. می‌توان با توجه به نیازمندی‌های بار و شرایط سیستم، حالت مناسب را انتخاب کرد.

1. بسته شدن مجدد تک‌فاز

بیشتر خطوط انتقال 110kV و بالاتر از نوع سه‌فاز و یک‌باره استفاده می‌کنند. بر اساس تجربیات عملیاتی، بیش از 70٪ از خطاهای کوتاه‌مداری در خطوط هوایی فشار قوی (110kV و بالاتر) که در سیستم‌های زمین‌گذاری محکم هستند، خطاهای تک‌فاز به زمین هستند. برای خطوط 220kV و بالاتر، به دلیل فاصله بزرگ‌تر بین فازها، خطاهای تک‌فاز به زمین می‌توانند تا 90٪ از کل خطاهای موجود را شامل شوند. در چنین شرایطی، تنها جدا کردن فاز معیوب و انجام بسته شدن مجدد تک‌فاز - در حالی که دو فاز سالم طی دوره بسته شدن مجدد انرژی دارند - به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان تأمین برق را افزایش می‌دهد و پایداری عملیات سیستم‌های موازی را بهبود می‌بخشد. بنابراین، بسته شدن مجدد تک‌فاز در سیستم‌های زمین‌گذاری محکم 220kV و بالاتر به طور گسترده استفاده می‌شود.

عموماً در موارد زیر استفاده می‌شود:

• خطوط تک‌مداری 220kV و پایین‌تر؛

• خطوط با اتصال ضعیف بین دو منبع برق (شامل شبکه‌های حلقه‌ای الکترومغناطیسی که از طریق خطوط فشار پایین‌تر به صورت ضعیف متصل شده‌اند)؛

• خطوط خروجی فشار قوی از یونیتهای تولید بخار بزرگ.

2. بسته شدن مجدد ترکیبی

بسته شدن مجدد ترکیبی از بسته شدن مجدد تک‌فاز برای خطاهای تک‌فاز به زمین و بسته شدن مجدد سه‌فاز برای خطاهای بین فاز استفاده می‌کند.

این حالت معمولاً در خطوطی که بسته شدن مجدد سه‌فاز مجاز است، اما بسته شدن مجدد تک‌فاز عملکرد بهتری در حفظ پایداری سیستم یا بازیابی تأمین برق ارائه می‌دهد، استفاده می‌شود.

3. بسته شدن مجدد سه‌فاز

بسته شدن مجدد سه‌فاز به روشی اشاره دارد که، صرف نظر از اینکه خطای تک‌فاز یا بین فاز در خطوط انتقال یا توزیع رخ دهد، رله حفاظتی تمام سه فاز قطع کننده را همزمان قطع می‌کند و سپس دستگاه خودکار بسته شدن مجدد همه سه فاز را به صورت همزمان بسته می‌کند.

این حالت معمولاً در خطوطی با اتصال قوی بین یک منبع برق و بار یا بین دو سیستم برق قوی استفاده می‌شود.

دو روش اصلی برای شروع خودکار بسته شدن مجدد وجود دارد:

I. شروع غیرهمخوان (شروع ناهماهنگ)

شروع غیرهمخوان زمانی رخ می‌دهد که وضعیت کنترل قطع کننده با موقعیت واقعی آن همخوانی نداشته باشد.

دستگاه حفاظتی از ورودی موقعیت قطع کننده (معمولاً تماس "موقعیت قطع") برای تعیین وضعیت قطع کننده استفاده می‌کند. اگر این ورودی بسته باشد، نشان می‌دهد که قطع کننده باز است. اگر در این زمان کلید کنترل در وضعیت "بسته" باشد، نشان می‌دهد که قطع کننده قبلاً بسته بوده است. این اختلاف بین کنترل و موقعیت واقعی باعث شروع بسته شدن مجدد می‌شود - که به آن "شروع ناهماهنگ" گفته می‌شود.

این روش می‌تواند شروع بسته شدن مجدد را هم برای قطعی‌های ناشی از رله‌های حفاظتی و هم برای قطعی‌های غیرمورد نظر قطع کننده ("قطعی‌های پنهان") انجام دهد.

مزایا: ساده و قابل اعتماد.
معایب: ممکن است در صورت خرابی تماس‌های رله موقعیت یا تماس‌های کمکی قطع کننده عمل نکند.

II. شروع مبتنی بر حفاظت

شروع مبتنی بر حفاظت به شروع فرآیند بسته شدن مجدد پس از ارسال دستور قطع توسط رله حفاظتی اشاره دارد.

پس از قطعی حفاظتی، دستگاه عدم وجود جریان خط را تشخیص می‌دهد و بسته شدن مجدد را شروع می‌کند. معمولاً دستگاه حفاظتی شامل یک ورودی دیجیتال با نام "قطع خارجی برای شروع بسته شدن مجدد" است که اجازه می‌دهد مجموعه دوم حفاظت در یک ساختار دوگانه اضافی بسته شدن مجدد را در مجموعه اول شروع کند.

این روش باعث ساده شدن پیکربندی بسته شدن مجدد می‌شود، زیرا نرم‌افزار حفاظتی حالت بسته شدن مجدد ثابتی را تعیین می‌کند و آن را ساده و قابل اعتماد می‌کند.

این روش می‌تواند خطاهای قطعی ناشی از خطا در عملکرد حفاظت را به طور مؤثر اصلاح کند، اما نمی‌تواند قطعی‌های غیرمورد نظر "پنهان" ناشی از خود قطع کننده را اصلاح کند.

III. خلاصه

شروع مبتنی بر حفاظت و شروع غیرهمخوان به عنوان روش‌های مکمل عمل می‌کنند. رله‌های حفاظتی مبتنی بر میکروپروسسور مدرن معمولاً هر دو روش را در خود دارند. برخی طراحی‌های پیشرفته تماس‌های ناهماهنگ خارجی را حذف می‌کنند و به جای آن، بسته شدن مجدد را مستقیماً شروع می‌کنند وقتی که بدون دستور قطع خارجی (مثلاً قطع دستی یا از راه دور)، دستگاه تغییر از "بسته" به "باز" را تشخیص می‌دهد.