מכשיר סגירה אוטומטי לחותכים בזרם נמוך המבוסס על רלאי זמן
כדי להבטיח את הפעולה הבטוחה והיציבה של הרשת למנוע נזקים למיתוג חשמלי עקב עלייה פתאומית בזרם במהלך החזרת הכוח, כל המטענים המחוברים לטרנספורמיטורים מפוצלים חייבים להתנתק לפני ההגדרה כמופעלים.
לכן, מפסקים בתension נמוכה מצוידים בפונקציית שחרור בטיחותי תחת-מתח: כאשר טרנספורמיטור מפסיק לפעול בשל תחזוקה או תקלות בקו, איבוד המתח על הסבך הנמוך גורם למפסק הקניין להתנתק באופן אוטומטי. לאחר שהטרנספורמיטור מתנתק מחדש, מכיוון שמפסקים בתension נמוכה בדרך כלל חסרים יכולת סגירה אוטומטית, המפעילים חייבים לסגור את המפסק במקום כדי לחזור לתפעול. בהתאם למיקום המפסק, התנועה והתנאים האטמוספריים, פעולה זו אוטומטית לוקחת זמן רב - בממוצע 33 דקות - מה שגורם לעיכובים ארוכים ומפריע מאוד לבטיחות אספקת החשמל.
כדי להתמודד עם בעיה זו, פותח מכשיר סגירה אוטומטי למפסקים בתENSION נמוכה המבוסס על רילוי זמן. הפלט הנמוך של הטרנספורמיטור מספק כוח לרילוי הקואיל. לאחר שהטרנספורמיטור מופעל מחדש, קואיל הרילוי מקבל כוח, ולאחר עיכוב מוגדר מראש, מגע החלקה שלו סוגר באופן קצר את מעגל הסגירה, מה שגורם למפסק בתנאי נמוכים לסגור אוטומטית. העיכוב הזה מונע זרם כניסה לטרנספורמיטור, ומבטיח את הבטיחות של הציוד. באמצעות לוגיקה שליטה מתאימה, מנעו סגירה אוטומטית לאחר ניתוק עקב זרם יתר או ניתוק ידני.
1. דרישות עיצוב ופתרון
על פי התקנות הפעלה של הרשת, הוקמו דרישות עיצוב ספציפיות עבור המכשיר המעביר אוטומטי תחת-מתח:
כאשר הצד המתנשא של הטרנספורמיטור מופסק בשל תחזוקה או תקלה, הטרנספורמיטור מאבד מתח ומפסק הקניין מתנתק דרך שחרור תחת-מתח. לאחר שהטרנספורמיטור מופעל מחדש, המפסק מסגר אוטומטית לאחר עיכוב מוגדר מראש.
אם תקלה מתרחשת אחרי המפסק בתנאי נמוכים, המפסק מתנתק באופן אמין ולא יכול לסגור אוטומטית.
אם המפסק בתנאי נמוכים נפתח באופן ידני, הוא לא יכול לסגור אוטומטית.
כדי לעמוד בדרישות אלו, הצעה פתרון надежный с использованием времени реле в качестве управляющего ядра, используя его функции задержки и скользящие контакты для автоматического повторного включения. Выбранный модель временного реле - DS-28.
הרילוי הזמן DS-28 המשמש במכשיר מורכב ממגנט חשמלי המניע מנגנון זמן מכני. הקואיל המגנטי משיג כוח מהפלט הנמוך של הטרנספורמיטור, ומספק רילוי זמן הנשאר מופעל באופן מתמיד. הרילוי מכיל צמד מגעים מחליקים בהשהייה אחת וצמד מגעים ראשיים בהשהייה (מגע סיום). סכמת הכבלים הפנימית של רילוי הזמן עבור מכשיר המעבר האוטומטי תחת-מתח מוצגת בתמונה 1.
כדי למנוע כשל קואיל עקב הזנה ממושכת, נוסף נגד תרמי כמנגנון הגנה חיצוני. בעיצוב, משתמשים בנקודות 1 ו-13–3 כאותות הפעלה מחוברים לمدار החשמל, בעוד נקודות 5 ו-6, ו-16–3 ו-17, משמשות כמגע מחליק בהשהייה ומגע סגור מיידי, בהתאמה. תמונה 2 מציגה סכמת הכבלים של מכשיר הסגירה האוטומטי המבוסס על רילוי זמן למפסקים בתנאי נמוכים.
2. אסטרטגיית בקרה של מכשיר המעבר האוטומטי תחת-מתח
2.1 תחת-מתח בטרנספורמיטור
כאשר הטרנספורמיטור חווה תחת-מתח, המפסק בתנאי נמוכים מתנתק. מכיוון שהסבך הנמוך אינו מופעל, הרילוי הזמן נשאר במצבו ההתחלתי, עם מגעי המחליק והמגע הראשי פתוחים, בעוד המגע הסגור המיידי סגור.
עם החזרת הכוח לקו, הפלט הנמוך של הטרנספורמיטור מופעל, ומספק כוח לרילוי הזמן. בנקודה זו, המגע הסגור המיידי נפתח, מכניס נגד חלוקת מתח לקו הקואיל, מה שגורם למגנט להופעל ולהישאר פעיל לאורך זמן. המנגנון המכני מתחיל לפעול, ומגע המחליק מתחיל להזיז לעבר מצב הסגירה.
לאחר עיכוב מוגדר מראש (בדרך כלל מוגדר בין 10 ל-15 שניות באמצעות נקבת זמן על פאנל הרילוי הזמן כדי למנוע זרם כניסה לטרנספורמיטור), מגע המחליק נסגר לזמן קצר ואז נפתח שוב. פעולה זו מחקה לחיצה ושחרור כפתור סגירה ידנית, ומבטיחה שהمدار הסגירה אינו מופעל באופן מתמיד, מה שיכול למנוע ניתוק ידני או לגרום למפסק לסגור על נקודת תקלה.
בדרך כלל, לטרנספורמיטורי מפצל יש קיבולת עד 2000 kVA, והמשך זרם הכניסה לטרנספורמיטור נמשך בערך 6 עד 10 שניות. כדי למנוע את השפעת זרם הכניסה לטרנספורמיטור, זמן העיכוב מוגדר ל-10 עד 15 שניות במהלך התקנה על ידי تعدייל זמן על פאנל הרילוי הזמן. סכמת הכבלים של מעגל הסגירה מוצגת בתמונה 3.
המגע העיקרי (מגע סיום) נסגר לאחר מגע המחליק ונעצר במנגנון עצירה מכני. כל עוד הפלט הנמוך של הטרנספורמיטור נשאר מופעל, הרילוי ישאר במצב זה. כאשר הפלט הנמוך מאבד מתח (כלומר, הקואיל המגנטי מאבד כוח), כל המגעים חוזרים מיד למצבם המקורי.
2.2 ניתוק מפסק עקב תקלה
כאשר תקלה מתרחשת בקו או בציוד אחר של המפסק בתנאי נמוכים, המפסק מתנתק עקב זרם יתר. מכיוון שהפלט הנמוך של הטרנספורמיטור נשאר מופעל, המגעים של הרילוי נשארים במצבם הנוכחי, ומבטיחים שהמפסק לא יסגור אוטומטית.
2.3 ניתוק ידני
כאשר המפסק בתנאי נמוכים נפתח באופן ידני, הפלט הנמוך של הטרנספורמיטור עדיין מופעל. המגעים של הרילוי נשארים ללא שינוי, והمدار הסגירה אינו מושפע מהרילוי הזמן, מה שמונע סגירה אוטומטית של המפסק.
3. בדיקת תפקודי המכשיר
לאחר אסSEMBLY of the time-relay-based undervoltage automatic transfer device, comprehensive functional tests were conducted. Following successful testing, a standardized installation procedure and wiring diagrams were established, accompanied by detailed safety and technical measures. The device was installed in 10 regions. After six months of operation, the device reliably and correctly operated during both scheduled maintenance outages and fault-induced outages. The average power restoration time decreased from 33 minutes before installation to 10–15 seconds.
Field test results confirm that the time-relay-based undervoltage automatic transfer device for low-voltage circuit breakers meets all design requirements.
4. מסקנה
המכשיר המעביר אוטומטי תחת-מתח למפסקים בתנאי נמוכים המבוסס על רילוי זמן, משתמש במגע המחליק בהשהייה של הרילוי הזמן כדי להתמודד עם סדרה של בעיות שנגרמות מותקנת קואילים שחרור תחת-מתח. הוא מאפשר למפסקים בתנאי נמוכים להשיג סגירה אוטומטית לאחר אירועים של תחת-מתח. המכשיר פועל באופן אמין במהלך הפסקות חשמל רגילות ונותר בלתי פעיל במהלך מצבים חריגים. עם עקרון פשוט, חיבור נוח ומחיר נמוך, המכשיר הוכיח בבדיקות בשטח שהוא מסוגל לשחזר חשמל בצורה בטוחה ואמינה לאחר ניתוק תחת-מתח, ומקטין את זמן הסגירה של המפסק מ-33 דקות ל-10-15 שניות. זה משפר משמעותית אתעילות חברת החשמל ובטיחות אספקת החשמל, ומציג ערך מעשי גבוה ליישומים בפועל.
