Расширение функций РЗиА реклоузера 6-10 кВ
Развитие электротехнических схем подключения потребителя к высоковольтным линиям поставщика связано с заменой классической релейной схемы управления и защиты схемами на основе электроники и микропроцессорной техники. Высоковольтная часть системы ответвления получила вакуумные выключатели, которые по своему быстродействию и ресурсу намного превосходят систему управления на основе релейных цепей, что создает противоречие между функциональностью высоковольтной и низковольтной частями устройства.
Функции РЗиА на основе электромеханических реле
В состав стандартного набора функций устройств для создания ответвления от основной линии электропередач на основе электромагнитных реле входят (в скобках количество электромеханических реле на фазу):
- максимальная токовая защита (1);
- токовая отсечка (1);
- защиты минимального и максимального однонаправленного напряжения (3 при использовании ступенчатого управления при повышении напряжения + 1 на контроль минимального напряжения);
- трехфазное простое АПВ и АВР с емкостным реле времени (2);
- устройства защиты от КЗ на землю (1).
Время срабатывания системы защиты на базе электромеханических реле составляет 0,4…0,6 с.
Минимальная конфигурация РЗиА вызвана невозможностью реализации многих функций из-за того, что с помощью реле реализуется только два состояния — ВКЛ/ВЫКЛ. Системы АВР и АПВ не анализируют текущее состояние сети и не определяют аварийную ситуацию как самовосстанавливающуюся (касание фазных проводов, КЗ на землю или грозовой разряд), что приводит к отключению линии (срабатыванию высоковольтных выключателей) и повторному включению (АПВ) или подключению резервной линии питания (АВР). Однозначность оценки состояния линии приводит к избыточным срабатываниям выключателей, а при стойком аварийном замыкании - к разрушению проводов и сокращению ресурса контактов выключателя. Кроме этого, защита, на основе реле, не допускает или усложняет реализацию резервной и селективной защиты.
Срок полной эксплуатации РЗиА, на основе электромеханических реле, составляет 12 лет при том, что срок службы реле составляет не более 6 лет. Периодичность регламентного обслуживания не менее 1 раза в три месяца.
Функции РЗиА на электронной базе
Расширение функционала реклоузера на электронной базе шло по двум направлениям:
- применение схем на полупроводниках (триггеры), которые во многом повторяют релейные схемы, но значительно меньше по габаритам, энергопотреблению, имеют высокое быстродействие и большой ресурс;
- применение схем на основе микропроцессорной технологии, которые используют достоинства полупроводниковых схем и высокую тактовую частоту опроса контроллеров. Контроллеры находятся в цепи датчиков тока и напряжения и контролируют состояние высоковольтной линии.
Современные схемы защиты и управления используют микропроцессор с прошитыми программами, которые позволяют селективно реагировать на ход аварийной ситуации, сохранять данные и передавать их в нужном формате. Режим реального времени оценки состояния высоковольтной линии возможен благодаря тактовой частоте микропроцессора, с которой происходит опрос контроллеров. Тактовая частота микропроцессора составляет до 1600 Гц или показаний в секунду.
Срок службы вакуумного реклоузера с микропроцессорным управлением составляет 30 лет. Регламентные работы производятся раз в год и сводятся к очистке и осмотру. Полное время срабатывания составляет не более 0,06 с.
Дополнительные функции
Установка датчиков напряжения и тока по обе стороны реклоузера, оценка состояния линии в режиме реального времени и вычислительные возможности микропроцессора дали возможность реализовать целый ряд функций, которые были недоступны или осуществлялись другими электроустановками.
Учет электроэнергии
Функция учета на обеих сторонах реклоузера позволяет получить полную информацию о количестве (полная), структуре (активная и реактивная составляющие) и качестве (частота и время прерывания подачи) поставляемой электроэнергии. Функция пункта коммерческого учета полностью реализована, непосредственно, в точке продажи электроэнергии. Это позволяет контролировать и пресекать самовольное подключение к высоковольтному участку владельца линии.
Направленная защита максимального тока
Необходимость контроля и защиты по максимальному току существует для сетей с двумя и более точками подключения к питающим сетям. При повышении тока с другого направления (в одной из ветвей сети) происходит подключение дополнительного источника, и вся система (на стороне получателя и поставщика) балансируется в автоматическом режиме. Функция работает ступенчато: I и II ступени срабатывают по фиксированному установленному значению времени; III ступень срабатывает при превышении максимального значения тока и отключает участок линии (аварийный режим).
Направленная защита от КЗ на землю
Направленность защиты от КЗ на землю заключается в реализации действий исполнительных элементов реклоузера по результатам вычислений за счет быстродействия системы.
Возможности защиты:
- Три направленных ступени максимального тока;
- Две ступени ваттметрической защиты;
- Защита по активному току замыкания на землю.
Алгоритм работы ступенчатой защиты предусматривает сравнение текущих значений тока, напряжения и углов между ними с предустановленными в программе микропроцессора и дает команду на отключение по истечении времени задержки или превышении максимальных значений. Микропроцессор может определить расстояние до места КЗ за счет расчета времени по отраженному от точки замыкания сигналу.