電気ネットワークにおける自動再閉路器 (AR) の仕組み

消費者の主な電力要件は、信頼性と無停電電源供給です。電力ネットワークからの輸送エネルギーの流れは、数百キロメートル、数千キロメートルに及びます。このような距離では、電力線は、機器に損傷を与えたり、漏れ電流や短絡を引き起こしたりするさまざまな自然プロセスや物理プロセスの影響を受ける可能性があります。

事故の拡大を防ぐため、すべての電力線には電力の必要なパラメータをリアルタイムで常に監視し、異常が発生した場合には、電力線に設置された電源スイッチを操作して電力線から速やかに電力を遮断する保護装置が装備されています。発電機のラインの端の側面。

この目的のために、すべての電力線はスイッチングトランスポートノード間に敷設されます。 変電所、パワーデバイス、測定デバイス、保護および自動化機器が集中しています。

電力線障害はさまざまな理由で発生し、期間も異なります。通常、彼らは 2 つのグループに分かれて行動します。

1. 短期。

2. 長い間。

障害の最初の兆候の例としては、コウノトリが架空送電線の導体上を飛行し、翼を広げて相電位間の空気絶縁層の電気抵抗を減少させ、その結果、電線の経路が形成されることが考えられます。短絡電流が体に流れます。

2番目のケースは、破壊者が猟銃で碍子を銃器で撃ち落としたり、自然災害による支柱の破壊や視界不良で高速で電柱に衝突する車両の衝撃によって特徴づけられる。

どちらの場合も、保護機能が障害を検出し、ブレーカーを開きます。短絡電流が短絡箇所を通過しなくなり、電源に無電流遮断が形成されます。

しかし、電力消費者はもはや電力なしでは生活できないため、電力供給が必要です。したがって、スイッチを使ってできるだけ早く回線をライブ状態にする必要があります。

これは、いくつかの段階で自動的に行われるか、厳密に定義されたアルゴリズムに従って操作担当者によって手動で行われます。

自動再クローズ (AR) の仕組み

すべての変電所には、自動化システムまたはディスパッチャ アクションによって制御できる電源スイッチがあります。これが彼らが備えているものです ソレノイド:

• オンにする;

• シャットダウン。

対応するソレノイドに電圧を印加すると、一次ネットワークが転流します。専用の自動再閉路器を通じて回路ブレーカーを自動的に制御するオプションを検討してください。

電力線が保護装置から切り離されると、すぐに自動再閉路が開始されます。ただし、切断直後に送電線に電圧を印加するのではなく、例えばコウノトリが地面で感電死するなど、短期的な原因の自己破壊に必要な時間遅延を加えます。

統計的研究に基づいて、電力線の種類ごとに独自の時間が推奨され、短期的な故障の期間が保証されます。通常、これには約 2 秒かそれより少し長く (最大 4 秒) かかります。

事前に設定された時間が経過すると、オートメーションがスイッチオン ソレノイドに電圧を供給し、ラインが動作を開始します。この状況では、アクティベーションを行うことができます。

1. 誤動作が自然に解消された場合（コウノトリがワイヤーゾーンを通過した場合）、成功。

2. たとえば、凧がワイヤーに乗り、その付属ケーブルが最後まで燃え尽きる時間がなかった場合は失敗します。

組み込みに成功すると、すべてが明確になります。短時間の停電はユーザーに害を及ぼすことはなく、ほとんどの場合、ユーザーはそれに気付かないだけです。

自動シャットダウンが失敗した場合、消費者の状況は複雑になります。障害は残り、回線保護によって再び電圧が除去され、消費者は再び切断されます。したがって、再閉鎖の最初の試みは失敗しました。

情報の信頼性を高めるために、しばらくしてから、たとえば 15 ÷ 20 秒後に、負荷がかかっている状態で回線をオンにする 2 回目の自動試行が行われます。

高圧送電線の二重自動閉鎖を使用する実践は、100 回の作動のうち 15 回の作動でその有効性を示しました。緊急シャットダウンの最大 50% が最初のサーキット ブレーカーによって排除され、2 つ目のサーキット ブレーカーによって最大 15% が排除されることを考慮すると、ダブル サイクルを使用した負荷下のライン切り替えの全体的な信頼性は大幅に向上し、60 ÷ 65% のレベルに達します。 。

2 回目の再接続試行後も障害が解決せず、保護機能が再び回路ブレーカーを作動させた場合、障害は永続的なものとなるため、サービス担当者による目視による評価と修理が必要になります。現場作業員が障害を解消するまで、負荷がかかった状態でそのような回線をオンにすることは不可能です。そして、その場所を見つけて修復作業をするのに時間がかかります。

故障の再発を排除するために多数のチェックが実行された後、手動モードで修理領域に電圧が印加されます。

架空線用に考慮された自動再閉路装置の動作原理は、バス、セクション、変圧器、電気モーター、その他の低電圧または高圧電力機器の制御装置に完全に適しています。

自動再クローズの要件

ターンオン速度

システムの信頼性を高めるには、次の要素に基づいて自動化を設定するための最適な条件を選択する必要があります。

• 急いでスイッチを入れた場合のアークの再点火を除いて、媒体のイオン化を防ぐための中断の規定。

• 負荷を緊急モードに迅速に切り替えるための回路ブレーカーの技術設計の可能性。

• 機器の動作および技術プロセスのその他の特性における非電流一時停止の中断を制限します。

発射条件

自動化は、保護によるシャットダウンまたはスイッチの自然な誤操作の後に機能する必要があります。手動またはリモコンを使用してスイッチをオンにする場合、自動再接続は機能しません。これは、人的ミスが発生した場合、たとえばポータブルまたは固定アースが取り外されていない場合、保護装置が故障して電圧が低下するためです。それに再適用されます。

したがって、構造上、長期旅行後の自動再閉路は動作準備が整っておらず、ブレーカーがオンになってから数秒で特性が回復します。

複数のパワーアップの持続時間

自動閉鎖装置のエネルギー貯蔵は、回路ブレーカーによるサイクルの自動実行を保証する必要があります。

1. オフ — オン — オフ (1 回限りの操作)。

2. デュアル アルゴリズムの場合、オフ — オン — オフ — オン — オフ。

サイクルの終了時には、自動化を無効にする必要があります。

時間設定値を設定する

サーキットブレーカーのトリップと自動機器の通電の間の遅延の長さは、特定の地域の状況を考慮して、操作担当者が調整する必要があります。

パフォーマンスの回復

自動システムの動作が成功した後、そのエネルギー貯蔵量の損失が発生します。起動時に新しい操作をデバイスに通知するには、あらかじめ決められた短い時間で回復する必要があります。

自動化によって発行されたコマンドの信頼性

オートメーションからの出力信号の大きさとその持続時間は、回路ブレーカーを確実に制御するのに十分なものでなければなりません。

操作をブロックする機能

電気ネットワークでは、特定の保護が作動後の自動閉動作を除外する必要がある場合に条件が作成されます。たとえば、多数のユーザーの接続によりネットワークの頻度が低下した場合、一部のユーザーの接続を切断する必要があります。このような一連の操作は、周波数アンロードの設計で提供されており、重要度の低い接続には電力を除去するためにすでに割り当てられています。この場合、それらの自動再クローズの動作は、対応する保護からのブロック コマンドによってブロックされる必要があります。

自動閉鎖装置の種類

複数のアクション

自動再閉の目的に応じて、1 サイクルまたは 2 サイクルで動作するように設計されています。実際の研究によると、トリプル自動再閉鎖装置を設置した場合、その効率は 3% を超えず、これは非常にわずかです。したがって、そのような自動化システムはまったく使用されていません。

サーキットブレーカーの作動に影響を与える方法

古いスプリングおよび負荷アクチュエータは機械式閉鎖設計を使用しており、予荷重がかかったスプリングまたは持ち上げられた荷重の力を時間遅延なく切断装置に直接伝達していました。

このような機構には追加の電源は必要ありませんが、電流が流れずに小さな破損があり、複雑なデバイスがあり、信頼性があまり高くありません。現在ではそれらは使用されず、完全に電気システムに置き換えられています。

制御されるサーキットブレーカーの相の数

保護回路と自動回路は、回路の 3 つのフェーズすべてに同時に作用することも、インシデントが発生したフェーズを選択することもできます。

三相自動閉鎖（TAPV）は設計と動作原理がやや単純ですが、単相（OAPV）はより複雑なスキームに従って構築され、多数の測定要素と論理要素を備えています。たとえば、標準パネルのリレー バージョンでは、TAPV はパネルの幅の半分未満のボックスに配置されます。

OAPV アルゴリズムに従って動作する論理要素を配置するには、別のパネルが占める領域にスペースが必要です。

静的リレーとマイクロプロセッサ デバイスの導入により、自動化の規模は大幅に縮小し始めました。

自動再閉路回路の制御方法

自動再閉路装置からの指令によりサーキットブレーカーが通電されると、保護装置が作動した後、回路は 2 つのセクションに分割されます。この時点で、電圧高調波の時間的不一致（角度シフト、位相）が発生する可能性があり、これにより複雑な過渡現象が発生し、保護が動作します。

設備の重要度に応じて、以下のような作業を自動化できます。

1. 同期チェックは行われません。

2. シンクロチェック付き。

最初の構造は次のように使用できます。

• 同期性や電圧品質チェックが不要な場合に、供給が保証された電力システムで使用できます。この場合には、単純な TAPV スキームが作成されます。

• 非同期スイッチオンを可能にする機器 - 非同期自動再接続 (NAPV)。

• 高速保護機能と、電力システムの非同期セクションへの分割を排除して同時に動作できるドライブ、つまり高速自動再閉路 (BAPV) を備えたサーキットブレーカー用。

同期チェックは次の場合に実行されます。

• たとえば回線上の電圧の存在を確認する — KNNL;

• 電圧制御の欠如 — KONL;

• 同期を待っています — KOS;

• 同期キャプチャ — KUS。

自動再閉路とリレー保護および自動化装置の動作との互換性

自動的に再クローズするようにアルゴリズムを実装できます。

• 防御加速。

• 相互接続された異なるリンク上のスイッチの動作順序を設定する。

• 周波数アンロードのための自動装置との相互作用。

• 非選択的電流遮断を自動再閉路と組み合わせて使用​​することで、短絡電流を減らすことができます。

• 自動転送切替動作との組み合わせなどの場合があります。

動作電流の種類

稼働回路の電源システムに集められた蓄電池のエネルギーを利用して動作する自動化機器は、最も信頼性が高くなります。しかし、複雑な技術機器と専門家による定期的なメンテナンスが必要です。

その結果、補助変圧器 (TSN)、電流 (CT)、または電圧 (VT) から得られる交流回路からの電力に基づいて他のシステムが開発されてきました。これらは、移動電気技師がサービスを提供する小規模な遠隔変電所で最もよく使用されます。

最も単純な単発自動クローズラインの動作原理

シングルサイクル自動再閉路器に使用されるロジックは、古いながらもまだ動作している AR リレー (RPV-58) の電磁原理の図で説明できます。

回路には直接動作電圧 + ХУ および - ХУ が供給されます。 AR リレーは次の回路によって制御されます。

• 同期制御。

• オフ状態のブレーカー接点の位置 (RPO)。

• 準備の許可。

• 自動再閉鎖の禁止。

AR キットには以下のリレーが含まれています。

• 時間RT;

• 2 つのコイルを備えた中間 RP:

• 電流I;

• 電圧U。

コンデンサ C は、コントロール ボックスに電圧が印加された後、準備許可の論理回路の要素を通じて充電されます。また、自動非再閉路回路が形成されている場合、抵抗 R1 と R2 を選択することによって充電がブロックされます。

ShU 電圧は、タイミング制御回路を介してサーキットブレーカーがトリップされた後、タイムリレー RV のコイルに印加され、その接点で指定された時間遅延を実行します。

常開接点 RV を閉じた後、コンデンサは中間リレー RP の電圧コイルに放電します。これがトリガーされ、閉じた接点 RP が自身の電流コイルを介してソレノイドに + ShU を発行し、電源スイッチを閉じます。

したがって、APV リレーは、RP 接点を閉じることによって RU 信号フラッシャーと N オーバーレイによってトリップされた後、プリチャージされたコンデンサ C から電流パルスを出力して回路ブレーカーを閉じます。

H プレートの目的は、操作を切り替えるときにサービス担当者による自動再閉を無効にすることです。

静的要素を自動的に閉じるためのリレー

半導体技術の利用により、自動閉鎖装置用の電磁リレーのサイズや設計が変わりました。よりコンパクトになり、設定や設定が便利になりました。

そして、電磁リレーのロジックに組み込まれたリレー回路の動作原理は変わりません。

自動閉鎖装置のサポートの特徴

動作中、作動した保護装置および自動化装置は、装置の正しい動作を制御するサービス担当者の監督下にのみ置かれます。他の専門家によるこれらへのアクセスは制限されています。 組織の状況.

すべての自動閉鎖操作は、オートメーション、レコーダー、およびディスパッチャーの記録によって操作ログに記録されます。リレーのスタッフは、リレー保護および自動化装置の各作動の正確さを分析し、これを技術文書に記録します。

定期メンテナンスを実行するために、自動再閉鎖装置および他のシステムは使用を停止され、予防措置のために MSRZAI サービスの担当者に移送されます。MSRZAI サービスの担当者は、検査を完了した後、報告書を作成し、その内容について結論を出します。保守性と試運転の活用に参加する リレー保護装置 働く
以下も参照してください。 電気ネットワークにおける自動転送交換装置 (ATS) の仕組み