Пълна ръководна за повторното затваряне: Как работи и защо ползват електроенергийните компании

1. Какво е ресетач?
Ресетачът е автоматичен високонапрегнатоелектрически ключ. Подобно на прекъсвителя в домашните електрически системи, той прекъсва мощността, когато се случи дефект – например кратко замыкание. Обаче, в противовес на домашния прекъсвач, който изисква ръчно нулиране, ресетачът автоматично мониторира линията и определя дали дефектът е преминал. Ако дефектът е временен, ресетачът ще автоматично се затвори и ще възстанови мощността.

Ресетачите са широко използвани в цялата разпределителна система – от трансформаторни станции до стълбове в жилищни райони. Те съществуват в различни типове, включително компактни единофазни ресетачи за единофазни линии и по-големи триофазни ресетачи за трансформаторни станции и високонапрегнати разпределителни линии до 38 кV.

Дизайнът и производителността на ресетачите се управляват от международни стандарти като ANSI/IEEE C37.60 и IEC 62271-111.

2. Защо да използваме ресетачи?

Автоматичните ресетачи са считани от електроенергийните компании по целия свят за есенциални устройства за постигане на основната им цел: доставяне на най-непрекъсната и надеждна подхранване на клиентите по прост и икономически ефективен начин.

Ресетачите могат да засичат и прекъсват тока при дефект, след което автоматично възстановяват мощността, когато временният дефект е преминал. По същество, ресетачът е самостоятелно интелигентно устройство, способно да засича прехвърляне на тока, да изчислява време, да прекъсва тока при дефект и автоматично да се затваря, за да възстанови линията.

Ако дефектът е постоянен, ресетачът ще се блокира след предварително зададен брой операции – обикновено три до четири опита – като така изолира дефектната част от останалата част на системата. Тази способност спестява значително време и оперативни разходи на компаниите, тъй като мощността често се възстановява след само един или два кратки проблясъка, без нужда от полево вмешателство.

В случаи, когато изпращането на екипи е неизбежно, ресетачите помагат да се минимизира площта на прекъсването и да се помогне на техническия персонал бързо да намери дефекта и да възстанови услугата. Жилищни, комерсиални, индустриални и институционални клиенти всички се възползват от намалена нарушаваща дейност и свързани с това разходи. Без този висок уровень на надеждност на доставката, много критични модерни потребители – като компютри, водни помпи и автоматизирани производствени линии – биха имали трудности да работят надеждно.

3. Как работи ресетачът?

Когато на линията се появи дефект, ресетачът го засича и автоматично прекъсва мощността. След много кратък интервал – често толкова кратък, че причинява само моментно проблясване на светлината – ресетачът се опитва да се затвори и да възстанови мощността. Ако дефектът продължава, той отново прекъсва.

След обикновено три неуспешни опита, ресетачът класифицира дефекта като постоянен и остава отворен (блокиран). В този момент екипажите на енергийните компании трябва да посетят мястото, за да поправят повредената инфраструктура и ръчно да нулират ресетача, за да възстановят мощността.

Типични постоянни дефекти включват:

• Повреди от мълнии в проводници или оборудване

• Падане на клони върху и повреда на линии

• Сблъсквания на автомобили със стълби или хардуер

4. Какви са временни дефекти?

Повечето дефекти във въздушните разпределителни линии са временни. Примери включват удари от мълнии, ветрови проводници или моментно допиране, причинено от птици или малки животни. Тези дефекти обикновено се изчистват сами, след като мощността е прекъсната, и не причиняват дългосрочни повреди на линията.

Чести видове временни дефекти:

• Сблъсквания на проводници, причинени от вятър

• Прекомерно напрежение по повърхността на изолаторите, причинено от мълнии

• Моментно свързване между живи проводници и заземени части от птици, гризачи или други животни

• Кратко допиране на дървесни клони до заредени линии

• Прекомерни напрежения при превключване, причиняващи изолатори да се изпразнят

Дългосрочните оперативни данни и полевият опит ясно демонстрират важността на функцията „прекъсване и затваряне“. Ако линията е прекъсната за момент, често източникът на дефекта изчезва – правейки успешното затваряне високояверно. Така, автоматичните ресетачи почти изключват дълготрайни прекъсвания, причинени от временни дефекти или преходни прехвърления на тока в разпределителните системи.

5. Типове ресетачи

5.1 Единофазни ресетачи

Единофазните ресетачи се използват за защита на единофазни вериги, като например разклонения или отклонения от триофазен фидер. Те могат да бъдат използвани и в триофазни вериги, където основната част от потреблението е единофазно.

В случай на постоянен дефект фаза-земя, само засегнатата фаза се блокира, докато останалата две трети от системата продължава да доставя мощност – подобрявайки общата непрекъснатост на услугата.

Благодарение на по-малката си тегло в сравнение с големите триофазни ресетачи, единофазните устройства обикновено се монтират директно на стълби или стоманени конструкции в трансформаторните станции, използвайки интегрирани монтажни скоби, без да се изискват допълнителни опорни рамки.

В зависимост от конструкцията, еднофазните реле-автомати могат да разполагат с хидравличен (интегриран в резервоара за масло на реле-автомата) или електронен контрол (разположен в отделен кабинет за управление).

Забележително е, че еднофазните реле-автомати са налични и в стил „изключвач“, представляващ високо ниво на интеграция между основни и вторични компоненти. Те могат да бъдат монтирани директно върху стандартни основи за монтиране на изключвачи и обикновено се използват за защита на разклонения, с типични номинални токове до 200 А.

Представителен производител е S&C Electric Company (САЩ), чийто продукт TripSaver® II илюстрира този тип, както е показано по-долу:

5.2 Трехфазни реле-автомати

Трехфазните реле-автомати се използват в трехфазни разпределителни линии, за да се подобри надеждността на системата. В случай на постоянна авария, всички три фази се блокират едновременно, което предотвратява риска от единично фазиране на важни трехфазни нагрузки, като голямите трехфазни мотори, които биха могли да бъдат повредени от несбалансирано или непълно напрежение.

Изборът на трехфазен реле-автомат се базира на необходимите електрически характеристики, средство за прекъсване и изолация (например масло, вакуум или околно-приятни газове) и избор между хидравличен контрол (интегриран в устройството) или електронен контрол (разположен в отделен кабинет за управление).

5.3 Режим на работа: Трехфазно изключване и трехфазно блокиране

Това е стандартният режим на работа за по-големите реле-автомати. Независимо дали аварията е единичнофазно-земно съпротивление, фазно-фазно съпротивление или трехфазно съпротивление, всички три полюса изключват едновременно при всяко действие. Изключването и повторното включване на всички три фази са механично свързани и управлявани от един операционен механизъм, осигурявайки синхронизирана работа.

Трехфазните реле-автомати поддържат различни конфигурации за монтиране, включително:

• Монтажни рамки на стълб (за монтаж на въздушни линии)

• Монтажни рамки в подстанция (за приложение в подстанция или монтаж на платформа)

5.4 Тройно-единични реле-автомати

Тройно-единичните реле-автомати са електронно управлявани и предлагат три режима на работа:

• Трехфазно изключване и трехфазно блокиране
  Всички три фази изключват едновременно поради прекомерен ток, повторно се включват едновременно и работят в същата последователност.

• Единичнофазно изключване и трехфазно блокиране
  Всяка фаза независимо извършва изключване и повторно включване при прекомерен ток. Ако някаква една фаза влезе в режим на блокиране поради постоянна авария, или ако се изпрати команда за „блокиране“ локално/удалено, другите две фази също ще изключат и влязат в режим на блокиране, предотвратявайки продължително единично фазиране на трехфазни нагрузки.

• Единичнофазно изключване и единичнофазно блокиране
  Всяка фаза изключва и блокира независимо, без да влияе на другите. Този режим се използва главно за домашни нагрузки, или в случаи, когато трехфазните нагрузки вече са защитени срещу единично фазиране по друг начин.

Тройно-единичните реле-автомати могат да бъдат монтирани на стълби с помощта на монтажна рамка, или инсталирани на рамки в подстанция или директно на метални конструкции в подстанция.

6. Типове контрол на реле-автоматите

„Интелигентността“, която позволява на реле-автомата да усеща прекомерен ток, да избира време-токови характеристики, да извършва действия за изключване и повторно включване, и в крайна сметка да блокира, идва от неговата система за управление. Има два основни типа контрол: интегриран хидравличен контрол и електронен контрол, разположен в отделен кабинет за управление.

Хидравличен контрол

Хидравличният контрол се използва широко в повечето еднофазни реле-автомати и някои трехфазни реле-автомати. Съществува като интегрирана част от самия реле-автомат. При този метод на управление, прекомерния ток се детектира от катушка за изключване, свързана в серия с линията. Когато прекомерен ток премине през катушката, тя привлича плунджер, причинявайки контакти на реле-автомата да се изключат.

Операции по време и последователност се осъществяват чрез протичане на хидравлично масло през различни хидравлични камери или отвори. В по-малки реле-автомати, енергията, необходима за повторно включване, се предоставя от пружини, които се зареждат от плунджера на серийно свързаната катушка за изключване по време на операцията за защита от прекомерен ток. В по-големи реле-автомати, включването се извършва от отделна катушка за включване, питаща се от напрежението на линията от страната на източника на реле-автомата.

7. Микропроцесорен или електронен контрол

Микропроцесорни или електронни системи за контрол на реле-автомати обикновено се инсталират в отделни кабинети за управление, позволявайки параметрите на операцията да се регулират във всеки момент. Те могат да се комбинират с различни аксесоари, за да се персонализират основните функции, за да отговарят на широк спектър от приложения. В сравнение с хидравличния контрол, тези методи на управление предлагат по-голяма гъвкавост, по-лесно програмиране и персонализация на параметри, както и напредналите възможности за защита, измерване и автоматизация.

Микропроцесорното управление обикновено се използва заедно със софтуер за интерфейс на база PC за конфигуриране на настройки на управлението, записване на данни за измерване и задаване на параметри за комуникация. Системата за управление предоставя също множество аналитични инструменти, включително функции за локализация на дефектите, записване на събития и осцилографски функции. Електронното управление е широко приложено в повечето тройнофазни реклоузери от средата на 1980-те години и много от тези устройства все още работят надеждно днес.

8. Медиуми за прекъсване на реклоузери

8.1 Маслени прекъсвачи
Реклоузерите, които използват масло за прекъсване на тока, използват същото масло като основен изолационен медиум. Някои реклоузери с хидравлическо управление също използват това масло за изпълнение на функции за време и броене.

8.2 Вакуумни прекъсвачи
Вакуумните прекъсвачи позволяват бързо и нискоенергийно прекъсване на дъга и предлагат предимства като дълъг живот на контактите и прекъсвачите, ниска механична напрегнатост и висока оперативна безопасност. Тъй като дъгата се гаси в вакуум, животът на контактите и прекъсвачите далеч превишава този на други медиуми за прекъсване. В зависимост от модела, изолационният медиум за вакуумните реклоузери може да бъде масло, въздух или епоксид.