自動重合器 (AR) 在電網中的工作原理

消費者對電力的主要需求是可靠性和不間斷供電。來自電網的傳輸能量流覆蓋數百和數千公里。在這樣的距離下，電力線可能會受到各種自然和物理過程的影響，這些過程會損壞設備、產生洩漏電流或短路。

為防止事故蔓延，所有電源線都配備了保護裝置，可以實時監控所有必要的電力參數，並在發生故障時，通過操作安裝在電源線上的電源開關迅速斷開電源線的電源發電機線末端的一側。

為此，所有電力線都鋪設在交換傳輸節點之間，即所謂的 變電站，其中集中了功率器件、測量裝置以及保護和自動化設備。

電源線故障的發生可能有多種原因，持續時間也各不相同。通常他們分為兩組表演：

1. 短期的；

2. 很長一段時間。

故障的第一個表現形式的例子可能是一隻鸛飛過架空電力線的導線，它張開的翅膀降低了相電位之間空氣絕緣層的電阻，從而為短路電流通過他的身體。

第二種情況是破壞者用槍支獵槍射擊絕緣子，自然災害破壞支架或在能見度低的情況下高速撞向電線桿的車輛撞擊。

在任何一種情況下，保護都會檢測到故障並打開斷路器。短路電流將停止通過短路位置，形成電源無電流中斷。

但是電力消費者需要電力供應，因為他們離不開電力。因此，有必要盡快用開關將線路帶電。

這是分幾個階段自動完成的，或者由操作人員根據嚴格定義的算法手動完成。

自動重合閘 (AR) 的工作原理

所有變電站都有電源開關，可以由自動化系統或調度員操作控制。這就是他們的裝備 螺線管:

• 打開;

• 關閉。

將電壓施加到相應的螺線管會導致初級網絡換向。考慮通過專用自動重合器自動控制斷路器的選項。

一旦電源線與保護斷開，自動重合閘立即開始。但它不會在斷開後立即向線路施加電壓，而是有一個必要的時間延遲，以應對短期原因的自毀，例如，一隻鸛在地面上觸電身亡。

對於每種類型的電源線，根據統計研究，推薦它們自己的時間，確保短期故障的時間。通常這大約是兩秒或多一點（最多四秒）。

預設時間過去後，自動化裝置為接通電磁閥供電：線路投入運行。在這種情況下，可以進行激活：

1. 故障自行排除成功（鸛已通過走線區）；

2. 失敗，例如，風箏掛在電線上，其附件的電纜沒有時間燒完。

成功包含後，一切都清楚了。短暫的停電不會對用戶造成傷害，而且在大多數情況下，他們根本不會注意到。

如果自動關機失敗，用電設備的情況會很複雜：故障仍然存在，線路保護再次切斷電壓——用電設備再次斷開連接。因此，第一次嘗試重合沒有成功。

為了增加信息的可靠性，一段時間後，例如 15 ÷ 20 秒，將進行第二次自動嘗試以在負載下打開線路。

高壓輸電線路採用雙自動合閘實踐，100 次動作中有 15 次顯示其有效性。考慮到第一個斷路器消除了高達 50% 的緊急停機，第二個斷路器消除了高達 15% 的緊急停機，使用雙週期切換帶載線路的整體可靠性顯著提高，達到 60 ÷ 65% 的水平.

如果在第二次重新連接嘗試後故障仍未解決並且保護裝置再次使斷路器跳閘，則故障是永久性的，需要維修人員進行目視評估和維修。在現場工作人員排除故障之前，不可能在負載下打開這樣一條線路。找到那個地方並進行維修工作需要一些時間。

在進行了多次檢查以排除故障再次發生後，以手動模式將電壓施加到維修區域。

為架空線路考慮的自動重合器的工作原理完全適用於母線、區間、變壓器、電動機和其他低壓或高壓電力設備的控制裝置。

自動重合要求

開機速度

為了創建系統可靠性，有必要根據以下因素選擇設置自動化的最佳條件：

• 提供中斷以防止介質電離，不包括在倉促開啟的情況下重新點燃電弧；

• 用於將負載快速切換到緊急模式的斷路器技術設計的可能性；

• 限制設備運行中非電流暫停的中斷和工藝過程的其他特性。

啟動條件

自動化必須在任何因保護或開關的自發錯誤操作而關閉後工作。手動接通或使用遙控器時，自動重新連接不應起作用，因為如果出現人為錯誤，例如，如果留下便攜式或固定接地而沒有移除，保護將跳閘故障，並且電壓不能重新應用於它。

因此，在結構上，長行程後的自動重合閘尚未準備好運行，並在斷路器合閘後的幾秒鐘內恢復其特性。

多次通電的持續時間

自動合閘裝置的能量儲備必須確保斷路器自動執行循環：

1. Off — On — Off 一次性操作；

2. Off — On — Off — On — Off 雙算法。

在循環結束時，必須禁用自動化。

設置一個小時設定點

斷路器跳閘和自動設備通電之間的延時長短，必須由操作人員根據當地具體情況進行調整。

性能恢復

自動系統成功運行後，會發生能量儲備損失。它必須在預定的短時間內恢復，以在啟動時提醒設備進行新操作。

自動化發出的命令的可靠性

自動化輸出信號的幅度及其持續時間必須足以可靠地控制斷路器。

阻止操作的能力

在電網中，當某些保護必須在激活後排除自動關閉操作時，就會產生條件。例如，當網絡中的頻率由於大量用戶的連接而降低時，其中一些必須斷開。這些操作的順序在頻率卸載的設計中提供，其中已經分配了不太重要的連接以從中移除功率。在這種情況下，它們的自動重合閘操作必須被來自相應保護的閉鎖命令閉鎖。

自動關閉裝置的類型

多項行動

根據自動重合閘的目的，它們被設計為在一個或兩個週期內運行。實踐研究表明，如果你安裝三重自動重合閘，那麼它們的效率不會超過3%，而且這是非常小的。因此，根本不使用此類自動化系統。

影響斷路器動作的方法

舊的彈簧和負載執行器使用機械閉合設計，將預加載彈簧或提升負載的力直接傳遞到斷開裝置，沒有時間延遲。

這樣的機構不需要額外的電源，但沒有電流時斷路小，而且裝置複雜，可靠性不高。現在它們不再使用，已經完全被電氣系統取代。

受控斷路器相數

保護電路和自動電路可以同時作用於電路的所有三相或選擇發生事故的一相。

三相自動合閘 (TAPV) 在設計和工作原理上稍微簡單一些，而單相 (OAPV) 是根據更複雜的方案構建的，具有大量的測量和邏輯元件。例如，在標準面板的繼電器版本中，TAPV 放置在小於面板寬度一半的盒子中。

放置根據 OAPV 算法運行的邏輯元件需要在單獨面板佔用的區域中的空間。

隨著靜態繼電器和微處理器設備的引入，自動化的尺寸開始顯著減小。

自動重合閘電路的控制方法

當斷路器根據自動重合器的命令通電時，保護跳閘後，電路分為兩部分。此時，可能會出現電壓諧波在時間上的不匹配（角度偏移、相位），這會產生復雜的瞬變並導致保護動作。

根據設備的重要程度，可對工作進行自動化：

1. 沒有同步檢查；

2. 同步檢查。

可以使用第一個結構：

• 在不需要同步和電壓質量檢查的有保證供電的電力系統中。針對這種情況創建了簡單的 TAPV 方案；

• 允許異步接通的設備——異步自動重連（NAPV）；

• 對於配備高速保護的斷路器和能夠在不將電力系統劃分為異步部分的情況下運行的驅動器——高速自動重合閘 (BAPV)。

在以下情況下執行同步檢查：

• 檢查電壓的存在，例如在線路上 — KNNL；

• 缺乏電壓控制——KONL；

• 等待同步——KOS；

• 同步捕獲——KUS。

自動重合閘與繼電保護和自動化裝置動作的兼容性

可以實施算法來自動重合閘：

• 防禦加速；

• 設置不同互連鏈路上開關的操作順序；

• 與自動變頻卸載設備交互；

• 非選擇性電流中斷與自動重合閘結合使用，可以減少短路電流；

• 結合自動轉換開關操作和其他一些情況。

工作電流類型

依靠工作電路供電系統中蓄電池收集的能量工作的自動化裝置，其可靠性最好。但它們需要復雜的技術設備和專家的持續維護。

因此，基於從輔助變壓器 (TSN)、電流 (CT) 或電壓 (VT) 獲取的交流電路的電力開發了其他系統。它們最常用於由移動電工提供服務的小型遠程變電站。

最簡單的單發自動收線工作原理

用於單循環自動重合器的邏輯可以在舊的但仍在工作的 AR 繼電器 (RPV-58) 電磁原理圖上進行解釋。

該電路由直接工作電壓 + ХУ 和 - ХУ 提供。 AR繼電器由以下電路控制：

• 同步控制；

• 斷開狀態下斷路器觸點的位置（RPO）；

• 準備許可；

• 禁止自動重合閘。

AR 套件包括繼電器：

• 時間 RT;

• 帶兩個線圈的中間 RP：

• 目前我;

• 電壓U。

電容器C在控制箱上加電壓後，通過準備許可的邏輯電路元件充電。並且在形成自動不重合閘電路時，通過選擇電阻R1和R2來阻斷電荷。

斷路器脫扣後，ShU電壓通過時序控制電路加到時間繼電器RV的線圈上，並以其觸頭進行規定的延時。

在閉合常開觸點 RV 後，電容器向中間繼電器 RP 的電壓線圈放電，中間繼電器 RP 被觸發，並通過其閉合觸點 RP 通過其自身的電流線圈向螺線管發出 + ShU 以關閉電源開關。

這樣，APV繼電器在RU信號閃光器和N疊加器RP觸頭閉合跳閘後，從預充電電容C輸出一個電流脈衝使斷路器合閘。

H 板的用途是在切換操作時禁止服務人員自動重合閘。

用於自動關閉靜態元件的繼電器

半導體技術的使用改變了為自動關閉裝置設計的電磁繼電器的尺寸和設計。它們在設置和設置方面變得更加緊湊、方便。

嵌入在電磁繼電器邏輯中的繼電器電路的工作原理保持不變。

支持自動關閉裝置的特點

在運行過程中，已投入運行的保護和自動化裝置僅在控制設備正確運行的服務人員的監督下進行。其他專家對它們的訪問受到限制。 組織條件.

所有自動關閉操作都由自動化、記錄器和調度器記錄在操作日誌中。繼電人員分析繼電保護和自動化設備每次動作的正確性，並將其記錄在技術文檔中。

為了進行定期維護，自動重合閘裝置和其他系統將停止運行，並轉交給 MSRZAI 服務人員採取預防措施，他們在完成檢查後，起草報告，對它們做出結論服務能力和參與調試開發 繼電保護裝置 上班
也可以看看： 自動轉換開關設備 (ATS) 如何在電網中工作