Synchronizace recloserů a sekčních členů v distribučních sítích

Synchronizace automatických obnovovacích přepínačů a sekcionačních přepínačů v distribučních sítích

Automatické obnovovací přepínače a automatické sekcionační přepínače (zkráceně obnovovací a sekcionační přepínače) jsou relativně kompletní a velmi spolehlivé automatizované zařízení. Nejenže mohou spolehlivě a rychle eliminovat přechodné poruchy, ale také minimalizovat rozsah výpadku elektrického proudu způsobeného trvalými poruchami. Protože se obnovovací a sekcionační přepínače používají v distribučních sítích, mohou selektivně a efektivně eliminovat přechodné poruchy, aby nedocházelo k jejich rozvoji na trvalé poruchy, a také izolovat trvalé poruchy, což velmi zlepšuje spolehlivost dodávky elektrické energie.

1. Funkce a vlastnosti automatických obnovovacích přepínačů

Automatický obnovovací přepínač je automatizované zařízení s funkcemi ochrany, detekce a řízení. Má charakteristické křivky obráceného času - proudu s různými časovými limity a funkci více obnovení. Je to nový typ elektromechanické integrované elektrické spotřebiče, který kombinuje přepínač, relé ochrany a provozní mechanismus. Může automaticky detekovat proud procházející hlavním okruhem obnovovacího přepínače. Pokud je potvrzena porucha proudu, automaticky přeruší tento proud podle obrácené časové ochrany po určitém čase a následně automaticky obnoví napájení linky několikrát, jak je třeba, aby bylo možné obnovit dodávku elektrické energie. Pokud je porucha přechodná, linka se vrátí do normálního stavu po obnovení obnovovacího přepínače; pokud je porucha trvalá, po dokončení předem nastaveného počtu operací obnovení (obvykle 3 krát) a potvrzení, že porucha na lince je trvalá, obnovovací přepínač automaticky uzamkne a již nebudou dodávány elektrické zdroje na vadnou linku, dokud nebude porucha odstraněna a uzámčení obnovení ručně uvolněno, aby byl obnoven normální stav.

Konkrétní funkce a vlastnosti obnovovacích přepínačů jsou následující:

• Obnovovací přepínač se skládá zejména z komory pro uhašení oblouku, provozního mechanismu, řídicího systému, cívky pro zavření a dalších částí.

• Obnovovací přepínač je lokálním řídicím zařízením. V oblasti charakteristik ochrany a řízení má funkce jako samostatná detekce poruch, posuzování povahy proudu, provádění přepínacích operací a může se vrátit do počátečního stavu, pamatovat počet operací a dokončit výběr pořadí operací, jako je uzamčení zavření. Pro obnovovací přepínače používané na linkách není žádné dodatečné ovládací zařízení a jejich provozní síla je přímo brána z vysokonapěťové linky. Pro ty používané v transformátorových stanicích je k dispozici nízkonapěťový zdroj pro otevírání a zavírání provozního mechanismu.

• Obnovovací přepínače jsou vhodné pro instalaci venkovních distribučních linek a mohou být instalovány buď v transformátorových stanicích, nebo na různých sloupech.

• Počet uzamčených operací, charakteristiky rychlosti otevření a pořadí operací obnovení u různých typů obnovovacích přepínačů se obvykle liší. Jejich typická charakteristika 4 operací přerušení a 3 operací obnovení je: přerušení → (T₁) zavření - přerušení → (T₂) zavření - přerušení → (T₃) zavření - přerušení, kde T₁ a T₂ jsou nastavitelné a mohou se lišit v závislosti na různých produktech. Počet operací obnovení a interval mezi obnovováním lze upravit podle potřeb během provozu.

• Fáze-fáze přerušení obnovovacích přepínačů používá charakteristiku obráceného času k spolupráci s ampér-časovou charakteristikou pojistek (ale přerušení zemních poruch elektronicky kontrolovaných obnovovacích přepínačů obvykle používá časovou hranici). Obnovovací přepínače mají dva typy ampér-časových charakteristikových křivek: rychlou a pomalou. Obvykle jeho první operace přerušení funguje podle rychlé křivky, takže může přerušit proud poruchy do 0,03 - 0,04 s. Pro následné operace přerušení lze vybrat různé ampér-časové charakteristikové křivky podle potřeb koordinace ochrany.

2. Funkce a vlastnosti automatických sekcionačních přepínačů

Sekcionační přepínač je automatické ochranné zařízení používané v distribučním systému k izolaci vadného úseku linky. Bývá používán ve spolupráci s automatickým obnovovacím přepínačem nebo s přepínačem. Sekcionační přepínač nemůže přerušit proud poruchy. Když dojde k poruše na sekcionované lince, zálohová ochrana obnovovacího přepínače nebo přepínače sekcionačního přepínače začne fungovat a funkce počítání sekcionačního přepínače začne shromažďovat počet operací přerušení obnovovacího přepínače. Když dosáhne sekcionační přepínač přednastaveného počtu zaznamenaných operací, automaticky přepne v okamžiku, kdy zálohové zařízení přepne, aby odpojilo vadný úsek linky. Obnovovací přepínač opět obnoví napájení ostatních linek. Pokud počet operací přerušení obnovovacího přepínače nedosáhne přednastaveného počtu zaznamenaných operací sekcionačního přepínače a porucha byla odstraněna, shromážděný počet sekcionačního přepínače automaticky zmizí po určité době a vrátí se do počátečního stavu.

Sekcionační přepínače jsou děleny podle počtu fází na jednofázové a třífázové. Podle způsobu řízení jsou děleny na hydraulické a elektronické. Hydraulicky ovládané sekcionační přepínače používají hydraulické řízení pro počítání, zatímco elektronicky ovládané sekcionační přepínače používají elektronické počítání. Hlavní funkce a vlastnosti automatických sekcionačních přepínačů jsou následující:

• Sekcionační přepínače mají funkci automatického počítání počtu operací přerušení ochranného zařízení vyšší úrovně.

• Sekcionační přepínač nemůže izolovat proudy poruch, ale může odpojit trvalé poruchy linky ve spolupráci s obnovovacím přepínačem. Protože může izolovat plný pracovní proud, může být použit jako ručně ovládaný proudový přepínač.

• Sekcionační přepínač může provádět automatické i ruční přepnutí. Po přepnutí je v uzamčeném stavu a může obnovit dodávku elektrické energie pouze ručně zavřením.

• Sekcionační přepínač má cívek pro přepnutí spojenou sériově v hlavním okruhu a minimální pracovní proud lze změnit výměnou cívky.

• Mezi sekcionačním přepínačem a obnovovacím přepínačem neexistuje žádné mechanické ani elektrické spojení a není žádné omezení ohledně místa instalace.

• Sekcionační přepínač nemá ampér-časovou charakteristiku, což mu dává specifické výhody v použití. Například může být použit v případech, kdy charakteristikové křivky dvou ochranných zařízení jsou velmi blízké, což kompenzuje nedostatek, že někdy nelze dosáhnout koordinace, i když se přidají stupně v multiúrovňovém ochranném systému.

3. Spolupráce mezi obnovovacími a sekcionačními přepínači

Spolupráce obnovovacích a sekcionačních přepínačů umožňuje eliminovat přechodné poruchy, izolovat oblasti trvalých poruch a zajišťovat normální dodávku elektrické energie na nevadných úsecích linek. Díky různým funkcím obnovovacích a sekcionačních přepínačů by měla být nejprve podle provozních podmínek rozumně stanovena sekce linek, abychom zlepšili stupeň automatizace distribučních linek a spolehlivosti dodávky elektrické energie. Jeho typická struktura je znázorněna na obrázku 1.

Teoreticky by každý rozvětovací bod na lince měl být považován za bod sekce. Tímto způsobem by i při výskytu trvalé poruchy na relativně krátké vedlejší lince mohlo dojít ke selektivní sekci a udržení normální dodávky elektrické energie na ostatních úsecích. Avšak kvůli ekonomickým a provozním omezením to často není možné. Proto je třeba postupovat z realit a přizpůsobit se místním podmínkám. Oba, obnovovací a sekcionační přepínače, jsou inteligentní zařízení s mnoha výhodami, jako je vysoký stupeň automatizace. Nicméně, mohou svou roli hrát pouze, pokud jsou správně koordinovány. Proto by měly být dodrženy následující principy koordinace:

• Sekcionační přepínač musí být spojen sériově s obnovovacím přepínačem a nainstalován na straně zatížení obnovovacího přepínače.

• Zálohový obnovovací přepínač musí být schopen detekovat a reagovat na minimální proud poruchy v ochranném rozsahu sekcionačního přepínače.

• Spouštěcí proud sekcionačního přepínače musí být menší než minimální proud poruchy v jeho ochranném rozsahu.

• Termodynamické a dynamické stabilitní hodnocení sekcionačního přepínače musí splňovat požadavky.

• Spouštěcí proud sekcionačního přepínače musí být menší než 80 % minimálního spouštěcího proudu zálohové ochrany a větší než špičková hodnota očekávaného maximálního pracovního proudu.

• Počet zaznamenaných operací sekcionačního přepínače musí být alespoň o 1 nižší než počet operací přerušení zálohové ochrany před uzamčením.

Doba paměti sekcionačního přepínače musí být větší než celková akumulovaná doba přerušení chyb (TAT) zálohové ochrany. Celková akumulovaná doba (TAT) akce zálohové ochrany je součtem doby nesení proudu poruchy každé poruchy v pořadí zálohové ochrany a intervalu mezi obnovováním. Protože sekcionační přepínač nemá ampér-časovou charakteristiku, koordinace mezi obnovovacím a sekcionačním přepínačem nevyžaduje studium křivek ochrany.

Zálohový obnovovací přepínač je nastaven na uzamčení po 4 operacích přerušení. Tyto operace mohou být libovolnou kombinací rychlých a pomalých (nebo zpožděných) režimů a počet nastavení pro sekcionační přepínač je volen jako 3 počty. Pokud dojde k trvalé poruše na lince na straně zatížení sekcionačního přepínače, sekcionační přepínač se otevře a izoluje poruchu před 3. obnovením obnovovacího přepínače, a pak obnovovací přepínač zabezpečí dodávku elektrické energie na nevadnou linku. Pokud existují další sériově nakonfigurované sekcionační přepínače, by měl být počet uzamčení, které jsou nastaveny, postupně menší.

Když dojde k poruše na lince na straně zatížení posledního sekcionačního přepínače, obnovovací přepínač zapůsobí. Sériově spojené sekcionační přepínače všechny zaznamenávají počet operací, kdy obnovovací přepínač přeruší proud. Po dosažení posledním sekcionačním přepínačem počtu operací se přepne a izoluje poruchu, a pak obnovovací přepínač obnoví napájení nevadné linky a obnoví normální dodávku elektrické energie. Sekcionační přepínače, které nedosáhnou počtu počítání, se po uplynutí určité doby pro resetování vrátí do počátečního stavu.