Como funcionam os religadores automáticos (AR) em redes elétricas

Os principais requisitos de energia dos consumidores são confiabilidade e fonte de alimentação ininterrupta. Os fluxos de energia de transporte das redes elétricas cobrem centenas e milhares de quilômetros. A tais distâncias, as linhas de energia podem ser afetadas por vários processos naturais e físicos que danificam equipamentos, criam correntes de fuga ou curtos-circuitos.

Para evitar a propagação de acidentes, todas as linhas de energia são equipadas com proteções que monitoram constantemente todos os parâmetros necessários de energia elétrica em tempo real e, em caso de mau funcionamento, desconecte rapidamente a energia da linha de energia acionando um interruptor instalado em do lado da extremidade da linha do gerador.

Para este fim, todas as linhas de energia são colocadas entre os nós de transporte de comutação, os chamados subestações elétricas, na qual estão concentrados dispositivos de potência, dispositivos de medição, bem como equipamentos de proteção e automação.

A falha da linha de energia pode ocorrer por vários motivos com durações variadas. Geralmente eles são divididos em dois grupos atuando:

1. curto prazo;

2. por muito tempo.

Um exemplo da primeira manifestação de uma falha poderia ser uma cegonha voando sobre os condutores de uma linha elétrica aérea de modo que, com suas asas abertas, reduza a resistência elétrica da camada isolante de ar entre os potenciais de fase e, assim, crie um caminho para um corrente de curto-circuito para passar por seu corpo.

O segundo caso é caracterizado por vândalos disparando isoladores de fuzil de caça com arma de fogo, destruição de suportes por desastres naturais ou impactos de veículos que se chocam contra os postes em alta velocidade e com pouca visibilidade.

Em ambos os casos, as proteções detectarão a falha e abrirão o disjuntor. As correntes de curto-circuito param de passar pelo local do curto-circuito, uma interrupção sem corrente no fornecimento é formada.

Mas os consumidores de eletricidade precisam de fornecimento de eletricidade porque não podem mais viver sem ela. Portanto, é necessário ativar a linha com um interruptor e o mais rápido possível.

Isso é feito automaticamente em várias etapas ou manualmente pelo pessoal operacional de acordo com um algoritmo estritamente definido.

Como Funciona o Religamento Automático (AR)

Todas as subestações de energia possuem interruptores que podem ser controlados por sistemas de automação ou por ações do despachante. É para isso que eles estão equipados solenoides:

• ligar;

• desligar.

A aplicação de tensão ao solenóide correspondente resulta na comutação da rede primária.Considere a opção de controlar automaticamente os disjuntores por meio de religadores automáticos dedicados.

Uma vez que a linha de alimentação é desconectada das proteções, o religamento automático começa imediatamente. Mas não aplica tensão à linha imediatamente após a desconexão, mas com um atraso de tempo necessário para a autodestruição de causas de curto prazo, por exemplo, uma cegonha eletrocutada no solo.

Para cada tipo de linha, com base em estudos estatísticos, são recomendados tempos próprios, garantindo o período de avarias a curto prazo. Normalmente, isso leva cerca de dois segundos ou um pouco mais (até quatro).

Depois de decorrido o tempo predefinido, a automação fornece tensão ao solenóide de acionamento: a linha é colocada em operação. Nesta situação, a ativação pode ser feita:

1. sucesso quando o mau funcionamento foi auto-eliminado (a cegonha passou pela zona do fio);

2. falhou se, por exemplo, uma pipa entrou nos fios e o cabo de sua fixação não teve tempo de queimar até o fim.

Após a inclusão bem-sucedida, tudo fica claro. Uma pequena queda de energia não prejudicará os usuários e, na maioria dos casos, eles simplesmente não perceberão.

No caso de falha no desligamento automático, a situação com os consumidores é complicada: a falha permanece e a proteção da linha removeu novamente a tensão - os consumidores são novamente desconectados. Assim, a primeira tentativa de religamento não teve sucesso.

Para aumentar a confiabilidade da informação, após algum tempo, por exemplo 15 ÷ 20 segundos, é feita uma segunda tentativa automática de ligar a linha sob carga.

A prática de usar o fechamento automático duplo de linhas de alta tensão mostrou sua eficácia em 15 casos de atuação em cem. Considerando que até 50% dos desligamentos de emergência são eliminados pelo primeiro disjuntor e até 15% pelo segundo, a confiabilidade geral da manobra da linha sob carga por meio de ciclo duplo aumenta significativamente, atingindo o patamar de 60 ÷ 65% .

Se, após a segunda tentativa de reconexão, a falha não for resolvida e a proteção disparar o disjuntor novamente, então a falha é permanente e requer avaliação visual pelo pessoal de serviço e reparo. É impossível ligar tal linha sob carga até que a falha seja eliminada pela equipe de campo. E leva algum tempo para encontrar esse lugar e fazer o trabalho de reparo.

A tensão é aplicada à área reparada no modo manual após numerosas verificações terem sido realizadas para descartar a reincidência da falha.

Os princípios de operação dos religadores automáticos considerados para a linha aérea são totalmente adequados para dispositivos de controle de barramentos, seções, transformadores, motores elétricos e outros equipamentos de baixa ou alta tensão.

Requisitos de Religamento Automático

Velocidade de ativação

Para criar confiabilidade do sistema, é necessário selecionar as condições ideais para configurar a automação com base nos seguintes fatores:

• fornecimento de interrupção para evitar a ionização do meio, excluindo o reacendimento do arco em caso de ligação precipitada;

• as possibilidades do projeto técnico do disjuntor para comutar rapidamente a carga para o modo de emergência;

• limitar a interrupção da pausa não corrente no funcionamento do equipamento e outras características do processo tecnológico.

condições de lançamento

A automação deve funcionar após qualquer desligamento por proteções ou operação espontânea e errônea da chave. Ao ligar manualmente ou usando um controle remoto, a reconexão automática não deve funcionar, porque no caso de erros pessoais, por exemplo, se um terra portátil ou estacionário for deixado e não removido, as proteções dispararão a falha e a tensão não poderá ser reaplicado a ele.

Portanto, estruturalmente, o religamento automático após um longo disparo não está pronto para operação e recupera suas características em poucos segundos a partir do momento em que o disjuntor é acionado.

Duração de vários power-ups

A reserva de energia dos dispositivos de fechamento automático deve garantir a execução automática dos ciclos pelo disjuntor:

1. Desligado — Ligado — Desligado para operação única;

2. Off — On — Off — On — Off para algoritmos duplos.

Ao final do ciclo, a automação deve ser desabilitada.

Defina um ponto de ajuste de hora

A duração do atraso entre o disparo do disjuntor e a energização do equipamento automático deve ser ajustada pelo pessoal operacional, levando em consideração as condições locais específicas.

Recuperação de desempenho

Após a operação bem-sucedida do sistema automático, ocorre uma perda de sua reserva de energia.Ele deve se recuperar com um tempo curto predeterminado para alertar os dispositivos para uma nova operação na inicialização.

Confiabilidade do comando emitido pela automação

A magnitude do sinal de saída e sua duração da automação devem ser suficientes para controlar o disjuntor de forma confiável.

Capacidades para bloquear operações

Nas redes elétricas, criam-se condições em que determinadas proteções devem excluir a operação de fechamento automático após sua ativação. Por exemplo, quando a frequência na rede diminui devido à conexão de um grande número de usuários, alguns deles devem ser desconectados. A sequência de tais operações é fornecida no projeto de descarga de frequência, onde conexões menos críticas já são atribuídas para remover a energia delas. Neste caso, a operação de seu religamento automático deve ser bloqueada por um comando de bloqueio proveniente da proteção correspondente.

Tipos de dispositivos de fechamento automático

Múltiplas ações

Dependendo da finalidade do religamento automático, eles são projetados para operar em um ou dois ciclos. Pesquisas práticas mostram que se você instalar o religamento automático triplo, sua eficiência não ultrapassará 3%, e isso é muito pouco. Portanto, esses sistemas de automação não são usados.

Métodos para influenciar a atuação do disjuntor

Atuadores antigos de mola e carga usavam projetos de fechamento mecânico, transferindo a força de uma mola pré-carregada ou carga elevada diretamente para o dispositivo de desconexão sem atraso de tempo.

Tais mecanismos não requerem uma fonte de energia adicional, mas possuem uma pequena interrupção sem corrente e um dispositivo complexo e pouco confiável. Agora eles não são usados ​​e foram totalmente substituídos por sistemas elétricos.

Número de fases controladas do disjuntor

Circuitos de proteção e automáticos podem atuar simultaneamente nas três fases do circuito ou selecionar aquela em que ocorreu o incidente.

O fechamento automático trifásico (TAPV) é um pouco mais simples em design e princípio de operação, e o monofásico (OAPV) é construído de acordo com um esquema mais complexo, possui um grande número de elementos lógicos e de medição. Por exemplo, na versão relé dos painéis padrão, o TAPV é colocado em uma caixa com menos da metade da largura do painel.

Colocar elementos lógicos operando de acordo com algoritmos OAPV requer espaço na área ocupada por um painel separado.

Com a introdução de relés estáticos e dispositivos microprocessados, o tamanho da automação começou a diminuir significativamente.

Métodos de controle para circuitos de religamento automático

Quando o disjuntor é energizado por comando do religador automático, após o disparo da proteção, o circuito é dividido em duas seções. Neste ponto, pode ocorrer uma incompatibilidade de harmônicos de tensão no tempo (mudança de ângulo, fase), o que cria transientes complexos e faz com que a proteção opere.

De acordo com o grau de importância do equipamento, a automação pode ser realizada para o trabalho:

1. sem verificações de sincronização;

2. com verificação de sincronização.

As primeiras construções podem ser usadas:

• em sistemas de potência com alimentação garantida quando não são necessárias verificações de sincronismo e qualidade de tensão.Esquemas TAPV simples são criados para este caso;

• de equipamentos que permitem acionamento assíncrono — reconexão automática assíncrona (NAPV);

• para disjuntores equipados com proteções de alta velocidade e acionamentos capazes de operar em um momento que exclua a divisão do sistema de energia em seções assíncronas de religamento automático de alta velocidade (BAPV).

As verificações de sincronização são realizadas quando:

• verificar a presença de tensão, por exemplo, na linha — KNNL;

• falta de controle de tensão — KONL;

• aguardando sincronização — KOS;

• captura de sincronização — KUS.

Compatibilidade do religamento automático com a operação dos dispositivos de proteção e automação dos relés

Algoritmos podem ser implementados para religar automaticamente:

• aceleração de defesa;

• definir a sequência de operação dos switches em diferentes links interconectados;

• interação com equipamentos automáticos para descarga de frequência;

• o uso de interrupção de corrente não seletiva em combinação com religamento automático, o que permite reduzir as correntes de curto-circuito;

• combinações com a operação de comutação de transferência automática e alguns outros casos.

Tipo de corrente operacional

Os dispositivos de automação que operam com base na energia das baterias de armazenamento coletadas no sistema de alimentação dos circuitos de trabalho têm a melhor confiabilidade. Mas eles exigem equipamentos técnicos complexos e manutenção constante por especialistas.

Consequentemente, outros sistemas foram desenvolvidos com base na alimentação de circuitos de corrente alternada obtidos de transformadores auxiliares (TSN), corrente (CT) ou tensão (VT).Eles são usados ​​com mais frequência em pequenas subestações remotas atendidas por eletricistas móveis.

O princípio de operação da linha de fechamento automático de disparo único mais simples

A lógica usada para religadores automáticos de ciclo único pode ser explicada no diagrama do antigo mas ainda funcional princípio eletromagnético do relé AR (RPV-58).

O circuito é alimentado com tensão de operação direta + ХУ e - ХУ. O relé AR é controlado pelos seguintes circuitos:

• controle de sincronismo;

• a posição do contato do disjuntor no estado desligado (RPO);

• permissão para preparar;

• proibição de religamento automático.

O kit AR inclui relés:

• tempo TR;

• RP intermediário com duas bobinas:

• corrente I;

• tensão U.

O capacitor C, após a aplicação da tensão na caixa de controle, é carregado através dos elementos dos circuitos lógicos da licença de preparação. E quando os circuitos automáticos de não religamento são formados, a carga é bloqueada selecionando os resistores R1 e R2.

A tensão ShU é aplicada à bobina do relé temporizado RV após o disparo do disjuntor através dos circuitos de controle de temporização e realiza a temporização especificada com seu contato.

Após o fechamento de um contato normalmente aberto RV, o capacitor descarrega na bobina de tensão do relé intermediário RP, que é acionado e com seu contato RP fechado, através de sua própria bobina de corrente, emite + ShU ao solenóide para fechamento da chave de potência.

Assim, o relé APV emite um pulso de corrente do capacitor pré-carregado C para fechar o disjuntor depois que ele é disparado pelo pisca-pisca RU e pela sobreposição N fechando o contato RP.

O objetivo da placa H é desabilitar o religamento automático pelo pessoal de serviço ao comutar as operações.

Relé para fechamento automático de elementos estáticos

O uso da tecnologia de semicondutores mudou o tamanho e o design dos relés eletromagnéticos projetados para dispositivos de fechamento automático. Eles se tornaram mais compactos, convenientes em configurações e configurações de configuração.

E o princípio de funcionamento do circuito do relé, embutido na lógica dos relés eletromagnéticos, permaneceu o mesmo.

Características do suporte de dispositivos de fechamento automático

Durante a operação, os dispositivos de proteção e automação colocados em operação estão apenas sob a supervisão do pessoal de serviço que controla o correto funcionamento do equipamento. O acesso a eles por outros especialistas é limitado. condições organizacionais.

Todas as operações de fechamento automático são registradas pela automação, registradores e despachantes no log da operação. A equipe do relé analisa a exatidão de cada atuação dos dispositivos de proteção e automação do relé e registra isso na documentação técnica.

Para a realização de manutenções periódicas, os dispositivos de religamento automático, juntamente com outros sistemas, são retirados de serviço e transferidos para o pessoal do serviço MSRZAI para medidas preventivas, que, após a conclusão das inspeções, elabora um relatório, faz uma conclusão sobre sua manutenção e participar na exploração de comissionamento dispositivos de proteção de relé trabalhar
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