Руководство по реклоузерам: как они работают и почему их используют энергетические компании
1. Что такое реклоузер?
Реклоузер — это автоматический высоковольтный электрический выключатель. Подобно автоматическому выключателю в бытовых электрических системах, он прерывает подачу электроэнергии при возникновении неисправности, такой как короткое замыкание. Однако, в отличие от бытового автоматического выключателя, который требует ручного сброса, реклоузер автоматически контролирует линию и определяет, устранена ли неисправность. Если неисправность временная, реклоузер автоматически закроется и восстановит подачу электроэнергии.
Реклоузеры широко используются в распределительных сетях — от подстанций до опор в жилых районах. Они бывают различных типов, включая компактные однофазные реклоузеры для однофазных линий и более крупные трехфазные реклоузеры для подстанций и высоковольтных распределительных линий до 38 кВ.
Проектирование и характеристики реклоузеров регламентируются международными стандартами, такими как ANSI/IEEE C37.60 и IEC 62271-111.
2. Почему используются реклоузеры?
Автоматические цепные реклоузеры считаются энергетическими компаниями по всему миру необходимыми устройствами для достижения их основной цели: обеспечения непрерывного и надежного снабжения электроэнергией потребителей простым и экономически эффективным способом.
Реклоузеры могут обнаруживать и прерывать токи неисправностей, а затем автоматически восстанавливать подачу электроэнергии после устранения временной неисправности. По сути, реклоузер — это автономное интеллектуальное устройство, способное обнаруживать перегрузку, измерять время, прерывать ток неисправности и автоматически закрываться, чтобы снова подать напряжение на линию.
Если неисправность постоянная, реклоузер заблокируется после предустановленного числа операций — обычно после трех-четырех попыток, тем самым изолируя поврежденный участок от остальной части системы. Эта функция позволяет энергетическим компаниям значительно сэкономить время и операционные затраты, так как подача электроэнергии часто восстанавливается после одного-двух кратковременных скачков напряжения, без необходимости вмешательства специалистов на месте.
В тех случаях, когда выезд бригады неизбежен, реклоузеры помогают минимизировать зону отключения и помогают персоналу по обслуживанию быстро обнаружить неисправность и восстановить подачу электроэнергии. Жилые, коммерческие, промышленные и институциональные потребители все получают выгоду от уменьшения прерываний и связанных с ними затрат. Без такого высокого уровня надежности снабжения многие важные современные нагрузки, такие как компьютеры, насосы для воды и автоматические производственные линии, не смогли бы работать надежно.
3. Как работает реклоузер?
При возникновении неисправности на линии реклоузер обнаруживает ее и автоматически срабатывает, прерывая подачу электроэнергии. После очень короткого интервала — часто настолько короткого, что вызывает лишь мгновенное мерцание света — реклоузер пытается закрыться и восстановить подачу электроэнергии. Если неисправность сохраняется, он снова срабатывает.
После, как правило, трех неудачных попыток, реклоузер классифицирует неисправность как постоянную и остается открытым (заблокированным). В этот момент специалисты компании должны приехать на место, чтобы отремонтировать поврежденную инфраструктуру и вручную сбросить реклоузер, чтобы восстановить подачу электроэнергии.
Типичные постоянные неисправности включают:
Повреждение проводников или оборудования молнией
Падение веток деревьев на линии и их повреждение
Столкновение автомобилей с опорами или оборудованием
4. Что такое временные неисправности?
Большинство неисправностей на воздушных распределительных линиях являются временными. Примеры включают удары молнии, провода, сдутые ветром, или кратковременный контакт, вызванный птицами или мелкими животными. Эти неисправности, как правило, устраняются самостоятельно после прерывания подачи электроэнергии и не вызывают длительного повреждения линии.
Общие типы временных неисправностей:
Соприкосновение проводников, вызванное ветром
Пробой изоляторов вследствие перенапряжения, вызванного молнией
Кратковременное замыкание между живыми проводниками и заземленными частями птицами, грызунами или другими животными
Кратковременное соприкосновение ветвей деревьев с заряженными линиями
Пробой изоляторов вследствие перенапряжения при переключении
Долгосрочные эксплуатационные данные и опыт на местах четко демонстрируют важность функции «срабатывание и повторное включение». Если линия временно обесточивается, источник неисправности часто исчезает, что делает успешное повторное включение весьма вероятным. Таким образом, автоматические цепные реклоузеры практически исключают длительные отключения, вызванные временными неисправностями или переходными перегрузками в распределительных системах.
5. Типы реклоузеров
5.1 Однофазные реклоузеры
Однофазные реклоузеры используются для защиты однофазных цепей, таких как ответвления или отводы от трехфазной линии. Они также могут быть использованы на трехфазных цепях, где большая часть нагрузки является однофазной.
В случае постоянной фазно-земляной неисправности блокируется только поврежденная фаза, в то время как оставшиеся две трети системы продолжают подавать электроэнергию, что повышает общую непрерывность обслуживания.
Благодаря меньшему весу по сравнению с крупными трехфазными реклоузерами, однофазные устройства, как правило, устанавливаются непосредственно на опоры или стальные конструкции подстанций с помощью встроенных креплений, что исключает необходимость дополнительных поддерживающих рам.
В зависимости от конструкции однофазные реклоузеры могут быть оборудованы гидравлическим управлением (встроенным в масляный бак реклоузера) или электронным управлением (расположенным в отдельном шкафу управления).
Отметим, что теперь однофазные реклоузеры также доступны в форм-факторе выключателя, что представляет собой высокий уровень интеграции между первичными и вторичными компонентами. Их можно устанавливать непосредственно на стандартные основания для предохранителей-выключателей и они обычно используются для защиты ветвевых линий с типичными номинальными токами до 200 А.
Представительным производителем является компания S&C Electric Company (США), чей продукт TripSaver® II является примером такого типа, как показано ниже:
5.2 Трехфазные реклоузеры
Трехфазные реклоузеры используются на трехфазных распределительных линиях для повышения надежности системы. В случае любого постоянного повреждения все три фазы одновременно блокируются, что предотвращает риск одиночной фазировки для критических трехфазных нагрузок, таких как большие трехфазные двигатели, которые могут быть повреждены из-за несбалансированного или неполного напряжения.
Выбор трехфазного реклоузера основан на требуемых электрических параметрах, способности прерывания и изоляционной среде (например, масло, вакуум или экологически безопасные газы), а также выборе между гидравлическим управлением (встроенным в устройство) или электронным управлением (расположенным в отдельном шкафу управления).
5.3 Режим работы: трехфазное отключение и трехфазная блокировка
Это стандартный режим работы для более крупных реклоузеров. Независимо от того, является ли повреждение однофазным к земле, межфазным или трехфазным, все три полюса отключаются одновременно при каждом оперировании. Отключение и повторное включение всех трех фаз механически связаны и приводятся в действие одним механизмом, обеспечивая синхронизированную работу.
Трехфазные реклоузеры поддерживают различные варианты установки, включая:
Опорные рамы (для воздушных линий)
Рамы для установки на подстанциях (для подстанций или установок на опорах)
5.4 Тройные однофазные реклоузеры
Тройные однофазные реклоузеры имеют электронное управление и предлагают три режима работы:
Трехфазное отключение и трехфазная блокировка
Все три фазы отключаются одновременно из-за перегрузки по току, повторно включаются одновременно и работают в том же порядке.Однофазное отключение и трехфазная блокировка
Каждая фаза независимо выполняет отключение и повторное включение при перегрузке. Если любая одна фаза входит в режим блокировки из-за постоянного повреждения, или если выдается локальная/удаленная команда "блокировка", другие две фазы также отключаются и входят в режим блокировки, что предотвращает длительное одиночное фазирование трехфазных нагрузок.Однофазное отключение и однофазная блокировка
Каждая фаза отключается и блокируется независимо, без влияния на другие. Этот режим主要用于住宅负荷，或在已经通过其他方式保护三相负载免受单相影响的情况下使用。 - 翻译成俄语 翻译结果如下：Однофазное отключение и однофазная блокировка
Каждая фаза отключается и блокируется независимо, без влияния на другие. Этот режим主要用于住宅负荷，或在已经通过其他方式保护三相负载免受单相影响的情况下使用。Микропроцессорное управление обычно используется вместе с программным обеспечением на базе ПК для настройки параметров управления, записи данных измерений и установки параметров связи. Система управления также предоставляет множество аналитических инструментов, включая функции поиска неисправностей, записи событий и осциллографии. Электронное управление широко применяется к большинству трехфазных реклоузеров с середины 1980-х годов, и многие из этих устройств продолжают работать надежно и сегодня.
8. Прерыватели реклоузеров
8.1 Масляные прерыватели
Реклоузеры, использующие масло для прерывания тока, используют то же самое масло в качестве основного диэлектрического среды. Некоторые реклоузеры с гидравлическим управлением также используют это масло для выполнения функций временной задержки и подсчета.8.2 Вакуумные прерыватели
Вакуумные прерыватели обеспечивают быстрое и низкоэнергетическое прерывание дуги и предлагают преимущества, такие как длительный срок службы контактов и прерывателей, низкую механическую нагрузку и высокую эксплуатационную безопасность. Поскольку дуга гасится в вакууме, срок службы контактов и прерывателей значительно превышает срок службы других прерывателей. В зависимости от модели, диэлектрической средой для вакуумных реклоузеров может быть масло, воздух или эпоксидная смола.
