Координация повторных выключателей и секционных выключателей в распределительных сетях
Согласование автоматических реклоузеров и секционизаторов в распределительных сетях
Автоматические реклоузеры и автоматические секционизаторы (в дальнейшем — реклоузеры и секционизаторы) являются относительно полными и высоко надежными автоматизированными устройствами. Они не только могут надежно и оперативно устранять кратковременные повреждения, но и минимизировать зону отключения электроэнергии, вызванную постоянными повреждениями. Поскольку реклоузеры и секционизаторы используются в распределительных сетях, они могут избирательно и эффективно устранять кратковременные повреждения, предотвращая их развитие в постоянные, а также изолировать постоянные повреждения, что значительно повышает надежность электроснабжения.
1. Функции и особенности автоматических реклоузеров
Автоматический реклоузер — это автоматическое устройство с функциями защиты, обнаружения и управления. Он имеет обратные временные-токовые характеристики с различными временными ограничениями и функцию многократного повторного включения. Это новый тип электромеханического интегрированного электроприбора, который объединяет выключатель, реле защиты и привод. Он может автоматически обнаруживать ток, проходящий через основной цепи реклоузера. При подтверждении наличия тока короткого замыкания он автоматически прерывает этот ток через определенный период времени согласно обратной временной защите, а затем автоматически повторно включается несколько раз, как требуется, чтобы восстановить питание линии. Если повреждение является кратковременным, после повторного включения реклоузера линия вернется к нормальному режиму питания; если повреждение является постоянным, после выполнения заданного числа операций повторного включения (обычно 3 раза) и подтверждения того, что повреждение на линии является постоянным, реклоузер автоматически блокируется и больше не подает питание на поврежденную линию до тех пор, пока повреждение не будет устранено и блокировка повторного включения не будет снята вручную для восстановления нормального состояния.
Конкретные функции и особенности реклоузеров следующие:
В плане коммутационных характеристик, реклоузеры имеют функции, такие как размыкание токов короткого замыкания, выполнение нескольких операций повторного включения, выбор последовательной координации защитных характеристик и сброс системы защиты.
Реклоузер состоит главным образом из камеры дугогашения, привода, системы управления, катушки включения и других частей.
Реклоузер — это устройство местного управления. В плане защитных и управляющих характеристик, он имеет функции, такие как самообнаружение повреждений, определение характера тока, выполнение коммутационных операций, возврат к исходному состоянию, запоминание количества операций и выполнение выбора последовательностей операций, таких как блокировка включения. Для реклоузеров, используемых на линиях, нет дополнительного устройства управления, и их питание напрямую берется из высоковольтной линии. Для тех, которые используются в подстанциях, есть низковольтное питание для привода включения и отключения.
Реклоузеры подходят для установки на открытых распределительных линиях и могут быть установлены как в подстанциях, так и на различных опорах.
Количество операций блокировки, скоростные характеристики отключения и последовательность операций повторного включения различных типов реклоузеров обычно различаются. Их типичная характеристика 4 операции отключения и 3 операции повторного включения: отключение → (T₁) включение-отключение → (T₂) включение-отключение → (T₃) включение-отключение, где T₁ и T₂ регулируются и изменяются в зависимости от различных продуктов. Можно регулировать количество операций повторного включения и интервал между операциями в соответствии с потребностями во время эксплуатации.
Междуфазное отключение реклоузеров использует обратные временные характеристики для согласования с ампер-временными характеристиками предохранителей (но отключение при заземлении в электронно управляемых реклоузерах обычно использует определенное время). У реклоузеров есть два типа ампер-временных характеристик: быстрая и медленная. Обычно его первая операция отключения действует по быстрой характеристике, чтобы отключить ток повреждения в течение 0,03-0,04 с. Для последующих операций отключения можно выбрать различные ампер-временные характеристики в зависимости от потребностей в согласовании защиты.
2. Функции и особенности автоматических секционизаторов
Секционизатор — это автоматическое защитное устройство, используемое в распределительной системе для изоляции поврежденного участка линии. Обычно он используется в сочетании с автоматическим реклоузером или выключателем. Секционизатор не может отключать токи повреждений. При возникновении повреждения на секционированном участке линии резервный реклоузер или выключатель, защищающий секционизатор, срабатывает, и функция счета секционизатора начинает накапливать количество операций отключения реклоузера. Когда секционизатор достигает заданного числа записанных операций, он автоматически срабатывает в момент, когда резервное устройство отключает поврежденный участок линии. Реклоузер повторно включается, чтобы восстановить питание остальных линий. Если количество операций отключения реклоузера не достигает заданного числа записанных операций секционизатора, и повреждение устранено, накопленный счет секционизатора автоматически исчезнет через некоторое время, возвращаясь к исходному состоянию.
Секционизаторы делятся на два типа по количеству фаз: однофазные и трехфазные. По способу управления они делятся на гидравлические и электронные. Гидравлические секционизаторы используют гидравлическое управление для счета, в то время как электронные секционизаторы используют электронный счет. Основные функции и особенности автоматических секционизаторов следующие:
Секционизаторы имеют функцию автоматического подсчета количества операций отключения вышестоящего защитного устройства.
Секционизатор не может изолировать токи повреждений, но он может отключать постоянные повреждения линии в сочетании с реклоузером. Поскольку он может изолировать полные нагрузочные токи, его можно использовать в качестве ручного нагрузочного выключателя.
Секционизатор может выполнять автоматическое и ручное отключение. После отключения он находится в заблокированном состоянии и может восстановить питание только путем ручного включения.
У секционизатора есть катушка отключения, соединенная последовательно в основной цепи, и минимальный рабочий ток можно изменить, заменив катушку.
Между секционизатором и реклоузером нет механической или электрической связи, и нет ограничений на его место установки.
Секционизатор не имеет ампер-временной характеристики, поэтому у него есть специальные преимущества в использовании. Например, его можно использовать в случаях, когда защитные характеристические кривые двух защитных устройств очень близки, что компенсирует недостаток, при котором согласование иногда не может быть достигнуто даже при добавлении ступеней в многоуровневой системе защиты.
3. Сотрудничество реклоузеров и секционизаторов
Совместная работа реклоузеров и секционизаторов позволяет устранять кратковременные повреждения, изолировать области постоянных повреждений и обеспечивать нормальное электроснабжение неповрежденных участков линий. Из-за различных функций реклоузеров и секционизаторов, сначала необходимо рационально определить разделение участков линии в соответствии с условиями работы системы, чтобы повысить степень автоматизации распределительных линий и надежности электроснабжения. Его типовая структура показана на рисунке 1.
Теоретически, каждая точка ответвления на линии должна рассматриваться как точка секционирования. Таким образом, даже если постоянное повреждение происходит на относительно коротком ответвлении, оно может быть избирательно секционировано, и нормальное электроснабжение других участков может быть сохранено. Однако, из-за экономических и эксплуатационных ограничений, часто невозможно достичь этого. Поэтому необходимо исходить из реальности и адаптироваться к местным условиям. Оба устройства, реклоузеры и секционизаторы, являются интеллектуальными устройствами с высокой степенью автоматизации. Однако они могут выполнять свои функции только при правильном согласовании. Поэтому следует соблюдать следующие принципы согласования:
Секционизатор должен быть подключен последовательно с реклоузером и установлен на стороне нагрузки реклоузера.
Резервный реклоузер должен быть способен обнаруживать и реагировать на минимальный ток повреждения в пределах зоны защиты секционизатора.
Пусковой ток секционизатора должен быть меньше минимального тока повреждения в пределах его зоны защиты.
Тепловая и динамическая стойкость секционизатора должны соответствовать требованиям.
Пусковой ток секционизатора должен быть меньше 80% минимального тока срабатывания резервной защиты и больше пикового значения ожидаемого максимального нагрузочного тока.
Количество записываемых операций секционизатора должно быть на одну операцию меньше, чем количество операций отключения резервной защиты перед блокировкой.
Время памяти секционизатора должно быть больше общего накопленного времени отключения (TAT) резервной защиты. Общее накопленное время (TAT) действия резервной защиты — это сумма времени протекания тока каждого повреждения в последовательности резервной защиты и интервалов повторного включения. Поскольку секционизатор не имеет ампер-временной характеристики, согласование между реклоузером и секционизатором не требует изучения защитных кривых.
Резервный реклоузер настроен на блокировку после 4 операций отключения. Эти операции могут быть комбинацией любых быстрых и медленных (или отложенных) режимов, и число настроек для секционизатора выбирается как 3 счета. Если на линии на стороне нагрузки секционизатора происходит постоянное повреждение, секционизатор отключит повреждение до 3-го повторного включения реклоузера, а затем реклоузер подаст питание на неповрежденную линию. Если есть другие последовательно подключенные секционизаторы, число блокировочных операций, на которое они настроены, должно уменьшаться по уровням.
При возникновении повреждения на линии на стороне нагрузки последнего этапного секционизатора, срабатывает реклоузер. Последовательно подключенные секционизаторы все регистрируют количество операций отключения реклоузера. После достижения последним этапным секционизатором числа операций, он срабатывает, чтобы изолировать повреждение, а затем реклоузер повторно включается, чтобы подключить неповрежденную линию и восстановить нормальное электроснабжение. Секционизаторы, которые не достигают числа операций, сбросятся до исходного состояния после указанного времени сброса.
