Автоматско затворно уредство за нисковолтни прекинувачи базирано на временски релеа

За да се осигура безбедна и стабилна работа на мрежата и за да се предотврати повреда на електричната опрема од поради токови импулси при вклучување на напон, сите оптеретници поврзани со дистрибутивните трансформатори мораат да се одлучени пред вклучување.

Затоа, нисконапонските прекинувачи се опремени со функција за релеш на нисок напон: кога трансформаторот е исклучен поради одржба или погрешки во линијата, губењето на напон во нисконапонската шина автоматски активира прекинување на прекинувачот. Кога трансформаторот е повторно вклучен, бидејќи нисконапонските прекинувачи обично немаат капabilitет за автоматско повторно вклучување, операторите мораат рачно да го затворат прекинувачот на местото за да се врати напонот. Под влијание на положбата на прекинувачот, саобраќајот и временските услови, ова рачко управување потребува значително време - просечно 33 минути - што доведува до подолги прекини и сериозно влијае на надежноста на доставата на енергија.

За да се реши овој проблем, развиена е уредба за автоматско повторно вклучување на нисконапонски прекинувачи базирана на временски реле. Нисконапонскиот излез на трансформаторот фунизира јазичекот на реле. Кога трансформаторот е вклучен, јазичекот на временското реле е фунизиран, и по претходно зададено забргнување, неговиот плизгањски контакт кратко време затвора затворната колона, што автоматски го повторно вклучува нисконапонскиот прекинувач. Временското забргнување го избегнува токовиот импулс на трансформаторот, што гарантира безбедност на опремата. Постојано контролни логики го спречуваат автоматското повторно вклучување после прекинување поради преширок ток или рачко исклучување.

1. Изискувани дизајн и решение

Според правилата за управување со мрежата, специфични дизајн изискувани се поставени за уредбата за автоматска преноска при нисок напон:

• Кога високонапонската страна на дистрибутивниот трансформатор е исклучена поради одржба или погрешка, трансформаторот губи напон и нисконапонскиот прекинувач прекинува преку релеш на нисок напон. Кога трансформаторот е повторно вклучен, прекинувачот автоматски се повторно вклучува по претходно зададено временско забргнување.

• Ако се случи погрешка подолу од нисконапонскиот прекинувач, прекинувачот сигурно прекинува и не треба да се автоматски повторно вклучи.

• Ако нисконапонскиот прекинувач е рачно отворен, не треба да се автоматски повторно вклучи.

За да се исполнат овие изискувани, предложено е надежно решение користејќи временско реле како контролен јадер, којо използува своите карактеристики на временско забргнување и плизгањски контакти за да се постигне автоматско повторно вклучување. Избраната модель на временско реле е DS-28.

Временското реле DS-28 користено во уредбата се состои од електромагнет кој го приводи часовников механизам. Електромагнетниот јазичек черпи напон од нисконапонскиот излез на трансформаторот, фунизирајќи непрекинато временско реле. Релето содржи една низа забргнувани плизгањски контакти и една низа забргнувани главни контакти (контакти за завршување). Внатрешната врска на временското реле за уредбата за автоматска преноска при нисок напон е прикажана на Слика 1. 

За да се спречи горењето на јазичекот од долготрајна фунизација, додаден е термален фузион резистор како надворешен заштитен резистор. Во дизајнот, терминалите 1 и 13–3 се користат како тригер сигнал поврзан со силното коло, додека терминалите 5 и 6, и 16–3 и 17, служат како забргнуван плизгањски контакт и моментално нормално затворен контакт, соодветно. Слика 2 прикажува врската на временско-реле базирана уредба за автоматско повторно вклучување на нисконапонски прекинувачи.

2. Контролна стратегија на уредбата за автоматска преноска при нисок напон

2.1 Трансформатор со нисок напон

Кога трансформаторот има нисок напон, нисконапонскиот прекинувач прекинува. Бидејќи нисконапонската шина не е фунизирана, временското реле останува во својот почетен состојба, со отворени забргнувани плизгањски контакти и забргнувани главни контакти, додека моменталните нормално затворени контакти се затворени.

При враќање на напонот во линијата, нисконапонскиот излез на трансформаторот станува фунизиран, фунизирајќи временското реле. Во овој момент, моменталните нормално затворени контакти се отвараат, воведувајќи резистор за делеење на напонот во колоната на јазичекот, што го енергира електромагнетот и го одржува долготрајно ангажиран. Часовниковиот механизам започнува да работи, а забргнуваниот плизгањски контакт започнува да се движи кон затворената позиција.

После претходно зададено забргнување (обично поставено меѓу 10 до 15 секунди преку котар за регулирање на времето на панелот на временското реле за да се избегне токовиот импулс на трансформаторот), забргнуваниот плизгањски контакт кратко време се затвора и потоа се отвора повторно. Оваа акција симулира притиснување и отстранување на рачен кноп за затворање, што гарантира дека затворната колона не е непрекинато фунизирана, што може да спречи рачно исклучување или да предизвика прекинувачот да се затвори на точка на погрешка.

Обично, дистрибутивните трансформатори имаат капацитет до 2000 кВА, а длабокиот ток на трансформаторот трае околу 6 до 10 секунди. За да се избегне влијанието на токовиот импулс на трансформаторот, временското забргнување е поставено на 10 до 15 секунди при инсталација, регулирајќи котарот за време на панелот на временското реле. Врската на затворната колона е прикажана на Слика 3.

Главниот (завршнички) контакт се затвора после плизгањскиот контакт и се спира на механичен стопор. Додека нисконапонскиот излез на трансформаторот останува фунизиран, релето ќе остане во овој состојба. Кога нисконапонскиот излез губи напон (т.е. електромагнетниот јазичек е исклучен), сите контакти моментално се враќаат во своите почетни позиции.

2.2 Прекинување на прекинувач поради погрешка

Кога се случи погрешка во подолгу линијата или опремата на нисконапонскиот прекинувач, прекинувачот прекинува поради преширок ток. Бидејќи нисконапонскиот излез на трансформаторот останува фунизиран, контакти на релето остануваат во своите тековни позиции, што гарантира дека прекинувачот не се автоматски повторно вклучува.

2.3 Рачко прекинување

Кога нисконапонскиот прекинувач е рачно отворен, нисконапонскиот излез на трансформаторот все уште е фунизиран. Контактите на релето остануваат непроменети, а затворната колона не е повлијан од временското реле, што го спречува автоматското затворање на прекинувачот.

3. Тестирање на функцијата на уредбата

После собирање на временско-реле базираната уредба за автоматска преноска при нисок напон, проведени се комплетни функционални тестови. Последниве успешни тестови, стандардизирана процедура за инсталација и врска се установени, придружени со детални мерки за безбедност и техника. Уредбата е инсталацирана во 10 региони. По шест месеци на работа, уредбата надежно и точно работела и во планирани одржби и прекини поради погрешки. Просечното време за враќање на напонот се намалило од 33 минути пред инсталацијата до 10-15 секунди.

Резултатите од полевите тестови го потврдуваат тоа што временско-реле базираната уредба за автоматска преноска при нисок напон на нисконапонски прекинувачи ги исполнува сите дизајн изискувани.

4. Заклучок

Предложената уредба за автоматска преноска при нисок напон на нисконапонски прекинувачи користи забргнувани плизгањски контакти на временското реле за да се реши серија на проблеми причинети од инсталација на релеш на нисок напон. Таа овозможува нисконапонските прекинувачи да постигнат автоматско повторно вклучување после настани на нисок напон. Уредбата работи надежно при нормални прекини на напонот и останува неактивна при аномални услови. Со прост принцип, удобна врска и ниска цена, уредбата е доказана во полевите тестови да безопасно и надежно враќа напонот после прекинување поради нисок напон, намалувајќи времето за затворање на прекинувачот од 33 минути до 10-15 секунди. Ова значително подобрува ефикасноста на компанијата и надежноста на доставата на енергија, што демонстрира висока практична вредност во реални применувања.