Automatische Herinschakelmodi: Eénfase, Driefase & Samengesteld

Algemene Overzicht van Automatische Herinschakelmodi

Meestal worden automatische herinschakelapparaten ingedeeld in vier modi: enkelefasenherinschakeling, driefasenherinschakeling, gecombineerde herinschakeling en uitgeschakelde herinschakeling. De juiste modus kan worden geselecteerd op basis van de belastingsvereisten en systeomstandigheden.

1. Enkelefasenherinschakeling

De meeste 110kV en hogere overlijnverbindingen maken gebruik van driefase enkele herinschakeling. Volgens operationele ervaring zijn meer dan 70% van de kortsluitfouten in hoogspanningsluchtlijnen binnen sterk geaarde systemen (110kV en hoger) enkelefasen-aarde fouten. Voor 220kV en hogere lijnen, vanwege grotere faseafstanden, kunnen enkelefasen-aarde fouten tot 90% van alle fouten uitmaken. In zulke gevallen, door alleen de defecte fase te ontkoppelen en enkelefasenherinschakeling uit te voeren - terwijl de twee gezonde fasen tijdens de herinschakelcyclus onder spanning blijven - wordt de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening aanzienlijk verbeterd en de stabiliteit van het parallelle systeemverloop verhoogd. Daarom wordt enkelefasenherinschakeling wijdverspreid toegepast in sterk geaarde systemen van 220kV en hoger.

Het wordt doorgaans toegepast op:

• 220kV en lager enkelcircuitverbindingen;

• Lijnen met zwakke koppeling tussen twee energiebronnen (inclusief elektromagnetische lussen die zwak verbonden zijn via lage-spanningslijnen);

• Hoogspanningsuitgangslijnen van grote stoomturbinegeneratoren.

2. Gecombineerde Herinschakeling

Gecombineerde herinschakeling past enkelefasenherinschakeling toe voor enkelefasen-aarde fouten en driefasenherinschakeling voor fasetotfase fouten.

Het wordt typisch gebruikt op lijnen waar driefasenherinschakeling is toegestaan, maar enkelefasenherinschakeling beter presteert in het behoud van systeemstabiliteit of het herstellen van de elektriciteitsvoorziening.

3. Driefasenherinschakeling

Driefasenherinschakeling verwijst naar een methode waarbij, ongeacht of er een enkelefasen of fasetotfase fout optreedt op overlijnverbindingen of distributielijnen, de beschermingsrelais alle drie fasen van de circuitbreker tegelijk uitschakelt, waarna het automatische herinschakelapparaat alle drie fasen tegelijk herinschakelt.

Deze modus wordt doorgaans gebruikt op lijnen met sterke koppeling tussen een energiebron en een belasting, of tussen twee robuuste energieënsystemen.

Er zijn twee belangrijke methoden om automatische herinschakeling te initiëren:

I. Initiatie door niet-overeenkomst (Positie Mismatch Start)

Initiatie door niet-overeenkomst vindt plaats wanneer de controlestatus van de circuitbreker niet overeenkomt met de daadwerkelijke positie.

Het beschermingsapparaat maakt gebruik van een brekerpositie-invoer (meestal het "uitgeschakelde positie" contact) om de status van de breker te bepalen. Als deze invoer gesloten is, geeft dit aan dat de breker open staat. Als de bedieningsschakelaar zich op dat moment in de "gesloten" positie bevindt, impliceert dit dat de breker eerder gesloten was. Deze mismatch tussen controle en daadwerkelijke positie activeert de herinschakelfunctie - bekend als "positie mismatch initiatie."

Deze methode kan herinschakeling initiëren zowel voor beschermingsrelaisuitvallen als voor onbedoelde brekeruitvallen ("stiekeme uitvallen").

Voordelen: Eenvoudig en betrouwbaar.
Nadelen: Kan falen als de positierelaycontacten defect zijn of de hulpcontacten van de breker defect zijn.

II. Initiatie gebaseerd op Bescherming

Initiatie gebaseerd op bescherming verwijst naar het starten van de herinschakelprocedure na het uitvaardigen van een uitvalbevel door het beschermingsrelais.

Na een beschermingsuitval detecteert het apparaat het verlies van lijnstroom en initieert de herinschakeling. Meestal bevat het beschermingsapparaat ook een digitale invoer genaamd "externe uitval om herinschakeling te initiëren," waardoor de tweede beschermingsset in een dubbel-redundante configuratie de herinschakeling kan activeren in de eerste set.

Deze methode vereenvoudigt de herinschakelconfiguratie, omdat de beschermingssoftware een vaste herinschakelmodus bepaalt, wat eenvoudig en betrouwbaar is.

Het kan effectief foutieve uitvallen veroorzaakt door beschermingsfouten corrigeren, maar kan niet onbedoelde "stiekeme uitvallen" veroorzaakt door de circuitbreker zelf corrigeren.

III. Samenvatting

Initiatie gebaseerd op bescherming en initiatie door niet-overeenkomst dienen als complementaire methoden. Moderne microprocessor-gebaseerde beschermingsrelais integreren meestal beide methoden. Sommige geavanceerde ontwerpen laten externe mismatchcontacten weg en initiëren in plaats daarvan herinschakeling direct wanneer, in afwezigheid van een extern uitvalbevel (bijvoorbeeld handmatig of op afstand), het apparaat een verandering detecteert van "gesloten" naar "open" positie.