Кіріспе

Электр қуатын таратуда автоматты схемаларды қайта жабу (ACR) – бұл жоғары кернеулі электр тарату желілерінде уақытша ақауларды анықтау және жоюға арналған коммутациялық жабдықтар класы. ACR-лар, сондай-ақ қайта жабушылар немесе автореклоузерлер деп те аталады, негізінен интеграцияланған ток және кернеу сенсорларымен және қорғау активі ретінде пайдалануға бағытталған қорғау релесімен жабдықталған номиналды автоматты қосқыштар болып табылады. Коммерциялық ACR-лар IEC 62271 111/IEEE Std C37.60 және IEC 62271 200 стандарттарымен реттеледі. Жұмыс істеудегі максималды кернеудің үш негізгі класы: 15,5 кВ, 27 кВ және 38 кВ. Әуе желілері арқылы электр қуатын таратудағы ақаулардың 80%-ға дейін уақытша сипатқа ие, мысалы, молния шағылысы, кернеудің кенет өсуі немесе сыртқы заттардың ашық электр желілерімен жанасуы. Осылайша, мұндай уақытша ақауларды қарапайым қайта жабу операциясы арқылы шешуге болады. Реклоузерлер қысқа мерзімді ашылу-жабылу цикліне жұмыс істеуге арналған, онда инженерлер бұғаттау сатысына көшу алдында жабылу әрекеттерінің саны мен уақытын өзгерте алады. Жоғарыда аталған реклоузер стандарттарына сәйкес, қайта жабу әрекеттерінің саны ең көп дегенде төртке дейін шектеледі. Номиналды токтан екі есе көп ток өткен кезде, реклоузердің жылдам ажырату қисығы 1,5 цикл (немесе 30 миллисекунд) ішінде ажырауға (желіден шығуға) себеп болуы мүмкін. Осы 1,5 цикл ішінде басқа жеке тізбектерде кернеудің құлдырауы немесе жыпылықтауы байқалуы мүмкін, ақау тогын тоқтату үшін зардап шеккен тізбек ашылғанша. Автоматты түрде қосқышты ажыратылғаннан кейін және қысқа уақытқа, әдетте 1-ден 5 секундқа дейін ашық қалғаннан кейін қайта жабу – стандартты процедура. Реклоузерлер көбінесе смарт желінің маңызды құрамы болып табылады, себебі олар SCADA немесе басқа да байланыс құралдарын пайдалану арқылы қашықтан басқарылатын және сұрауға болатын компьютерлік басқару жүйесі болып табылады. Сұрау салу және қашықтан басқару мүмкіндіктері пайдалы компанияларға желінің жұмысы туралы деректерді жинауға және электр қуатын қалпына келтіру үшін автоматтандыру схемаларын әзірлеуге мүмкіндік береді. Автоматтандыру схемалары таратылған (алыстан басқарылатын реклоузер деңгейінде орындалады) немесе орталықтандырылған (орталық басқару пунктінен алыстан басқарылатын ACR-ларға жабылу және ашылу командалары жіберіледі) болуы мүмкін.

Сипаттама

Автожабылу құрылғылары май, вакуум немесе SF6 тоқтырғыштарын пайдалана отырып, бір фазалы және үш фазалы нұсқаларда жасалады. Автожабылу құрылғыларын басқару бастапқы электромеханикалық жүйелерден бастап, өлшеу және SCADA функциялары бар цифрлық электроникаға дейін жетеді. Автожабылу құрылғыларының номиналды кернеуі 2,4–38 кВ, жүктемелік тогы 10–1200 А, ал ақаулық тогы 1–16 кА аралығында болады. Үш фазалы желіде автожабылу, үш бөлек сақтандырғыштан артық тиімді. Мысалы, «жұлдыз-үшбұрыш» түрлендіруінде, егер «жұлдыз» жағында сақтандырғыштар қолданылса және үш сақтандырғыштың тек біреуі ашылса, «үшбұрыш» жағындағы кейбір абоненттерде трансформатор орамдары арқылы кернеудің берілуі салдарынан төмен кернеу пайда болады. Төмен кернеу электронды жабдыққа ауыр зақым келтіруі мүмкін. Бірақ автожабылу құрылғысы қолданылғанда барлық үш фаза да ашылады, осылайша мәселе шешіледі.

Тарих

Қайта тұйықтағыштар 1900 жылдардың ортасында АҚШ-та ойлап табылды, ал ең алғашқы қайта тұйықтағыштарды 1940 жылдардың басында Кайл корпорациясы енгізді. Бастапқыда қайта тұйықтағыштар майға толы гидравликалық құрылғылар болды және қарапайым механикалық қорғаныс релелік қабілеттерімен жабдықталған. Қазіргі заманғы автоматты схемаларды қайта жабулар бастапқы гидравликалық құрылғылардан әлдеқайда жетілген. 1980 жылдары жартылай өткізгіштерге негіделген электрондық қорғаныс релелерінің пайда болуы қайта тұйықтағыштардың күрделілігін арттырды, бұл электр қуатын тарату желісіндегі аномальды жұмыс немесе ақаулардың әртүрлі жағдайларына әртүрлі жауап беруге мүмкіндік берді. Қазіргі заманғы қайта тұйықтағыштардағы жоғары кернеу оқшаулауы және ажырату құрылғылары әдетте ток ағымын тоқтату және доғаны сөндіру үшін вакуумдық ажыратушылары бар қатты диэлектрлік оқшаулаудан тұрады.

Ақаулық кезінде қорғаныс

Электр энергиясын тарату желісіне зақым келтірудің алдын алу үшін желідегі әрбір станция қысқа тұйықталу жағдайында электр қуатын өшіретін автоматты ажыратқыштармен немесе сақтандырғыштармен қорғалады. Бұл қорғау құрылғылары уақытша құбылыстардан кейін дереу қуатты қалпына келтіру кезінде қиындық тудырады, себебі жөндеушілер автоматты ажыратқыштарды қолмен қайта қосуы немесе сақтандырғыштарды ауыстыруы тиіс. Балама ретінде, қайта қосу құрылғылары қысқа тұйықталудан кейін қайта қосу процесін қашықтан автоматтандыруға және қызмет көрсетуді қалпына келтіруге дәлдеуге мүмкіндік береді, соның нәтижесінде электрмен жабдықталудың сенімділігі артады. Мысалы, дауыл кезінде ағаштан сынған бұтақ электр сызығына түсіп, бұтақ жерге құлағанда өзінен-өзі сынып қалғандай уақытша ақау кезінде қайта қосу құрылғыларын пайдалану қуатты қашықтан қалпына келтіруге мүмкіндік береді.

Қашықтан қалпына келтіру

Қайта қосылатын автоматтар қашықтан басқарылғанда маңызды операциялық шығындарды үнемдеуге мүмкіндік береді, себебі олар құлыптау күйіне өткен құрылғыларды қайта қосу үшін жергілікті жұмысшылардың орнына бару қажеттілігін азайтады.

Бөлім

Қайта қосу құрылғылары электр энергиясын тарату желісінің зақымдануын желіні кішігірім бөліктерге бөлу арқылы шеше алады, мүмкін, электр энергиясын таратудың әрбір төменгі тармақтағы нүктесінде, қоректендіру станцияларындағы автоматты ажыратқыштарға қарағанда әлдеқайда аз қуатты қолданады және оларды әлдеқайда төмен қуат деңгейлерінде іске қосуға болады. Осының салдарынан, желідегі бір оқиға бір ғана қайта қосу құрылғысымен басқарылатын бөлімді ғана тоқтатады, ал қоректендіру станциясы проблеманы байқап, қуатты өшіруге үлкермес бұрын.

Қайта конфигурациялау және жүктеме ағынының ажыратылуы

Рекольсерлер электр қуатын тарату желісін қайта жаңарту арқылы жүктеме ағынының проблемаларын шеше алады.

Қателік жағдайлардың және қайта жабу қағидаларының типтік түрлері

Қайта жабудың негізгі философиясы – ақау түрлерін белсенді түрде қарастырып, анықталған ақау түрінің ықтималдығына сүйенген тиімді жауап беру. Ақау тогы тоқ өлшеу трансформаторлары арқылы сезіледі.

Жарық

Ауа жолдарының тарату желісіндегі басты ақау түрі – найзағайдың соғуы. Найзағайдың күшті импульсі кернеуді жоғарылатады, бұл оқшаулаудың жергілікті бұзылуына және оқшаулаушылар арқылы доғаның пайда болуына себеп болуы мүмкін. Рекольсерлер мұны тоқ артуы немесе жерге ақау ретінде анықтай алады (ақаудың асимметриясына байланысты). Найзағайдың импульсі өте жылдам өтеді (50 мс ішінде азаяды), сондықтан бірінші қайта қосуды жылдам ашу және қайта қосу үшін конфигурациялауға болады. Бұл бірінші қайта қосу найзағайдан туған доғаны тоқтатуға мүмкіндік береді, бірақ қуатты тез қалпына келтіреді.

Өсімдіктермен байланыс немесе жабдықтың бұзылуы

Егер бірінші, жылдам қайта жабылудан кейін қайта жабылушы ақауға жабылса, онда ақау екінші дәрежелі ақау, өсімдіктермен жанасу немесе жабдықтың істен шығуы болуы мүмкін. Артық ток ақауы желіден желіге ақау екенін көрсетеді, оны теріс фазалық тізбекпен артық токтан қорғау арқылы растауға болады, ал жерге ақау желіден жерге немесе екі желіден жерге ақауды білдіруі мүмкін. Содан кейін қайта жабылушылар сақтандырғыштарды қою саясатын қолдана алады, олар ақауды оқшаулау үшін бүйірлік желілердегі сақтандырғыштардың күюіне мүмкіндік беру үшін қысқа мерзімге жабық күйде қалады. Егер ақау жойылмаса, қайта жабылушы тағы да ашылады. Осы саясатты желіден ақауды жою үшін ақаулы орындарға қуат беру үшін де пайдалануға болады. Бұл бірнеше желілердің арасындағы тармақтардың қиылысуы немесе фаунаның (құстар, жыландар және т.б.) тоқ өткіштермен жанасуы болуы мүмкін.

Сезімтал жер қатқыры / Сезімтал жер қатқыры

Қайта жабылатын құрылғылардағы жердің сезгіш ақауларын қорғау әдетте дереу құлыптауға орнатылады. Орта кернеу желісінде кішкентай (бір амперден кем) шағын ағымдарды анықтау изолятордың зақымдануын, кабельдің үзілуін немесе желінің ағаштармен жанасуын көрсетеді. Мұндай жағдайда қайта жабудың қажеті жоқ, және салалық ең жақсы тәжірибе – сезгіш жер ақауларына қайта жабуды қолданбау. 500 мА және одан төмен ақауларды анықтауға қабілетті сезгіш жер ақауларын қорғаумен жабдықталған қайта жабылатын құрылғылар өрттің алдын алу шарасы ретінде қолданылады, себебі олар өрт басталу қаупін 80%-ға дейін азайтады. Алайда, оларды осы мақсатта қайта жабылатын құрылғы ретінде пайдалануға болмайды, тек бір рет іске қосылатын, осы ақаулардың болуын растауға мүмкіндік беретін бөлінген схемалық ажыратқыштар ретінде ғана қолдану керек.

Өрт қауіпсіздігі және орман өрттері

Өрт қаупі – әуежай тарату желісінің ішкі қаупі. Таратуды қорғауға арналған қандай да бір құрылғыны таңдағанның өзінде, өрт қаупі жер асты желісіне қарағанда әуе желісінде әрқашан жоғары болады.