Доброго времени суток, уважаемый читатель. Ещё недавно понятие «реклоузер» было мало кому знакомо, а сегодня эти коммутационные аппараты могут полностью изменить электрические сети 6-10 кВ.
В этой статье разберём подробно для чего, применяются реклоузеры, какие возможности для модернизации электрических сетей открывает применение таких устройств, а также принцип работы.
История появления
Название реклоузер пришло к нам из США. Такие коммутационные аппараты появились там примерно в 40-х годах прошлого века. Первой компанией, освоившей промышленное производство реклоузеров в 1941 году, стала фирма Kyle.
Фирма существует до сих пор в составе группы компаний CPS. Сейчас эта группа компаний занимает ведущие мировые позиции по производству реклоузеров и вакуумных выключателей.
В нашей стране реклоузеры начали применяться ещё с 60-х годов 20 века, но назывались по-другому — ПСВЛ или пункт секционирования воздушной линии. Однако из-за значительных размеров, а также высокой стоимости такие устройства не были широко распространены.
Такие пункты представляли собой здание, внутри которого был установлен масляный выключатель, а также устройства релейной защиты и трансформаторы для обеспечения работы собственных нужд.
Назначение
Вопросы повышения надёжности электроснабжения привели к необходимости создания автоматического секционирования воздушных линий электропередач.
Как известно, по статистике, большинство причин, приводящих к отключению воздушных линий, относятся к падению веток на провода из-за резких порывов ветра. Также значительное число случаев отключения связано с перекрытием проводов птицами.
Такие причины самоустраняются через несколько секунд, поэтому целесообразно производить повторное включение линии для восстановления электроснабжения.
Другими причинами отключения линий электропередач являются обрывы проводов, например, из-за падения деревьев. Для обеспечения безопасности такая линия должна быть отключена как можно скорее.
Проблему дополняло то, что большинство линий распределительной сети в нашей стране были построены по радиальной схеме. То есть, от понижающей подстанции 35/10 кВ отходили воздушные линии (ВЛ), например, напряжением 10 кВ. К этим линиям были подключены комплектные трансформаторные подстанции (КТП) в населённых пунктах, которые понижали напряжение до 380 В. От КТП отходили воздушные линии 380 В к потребителям.
Для примера, при отключении ВЛ 10 кВ №1 без электроснабжения оставались все четыре населённых пункта, которые она питала. Для поиска повреждения диспетчер высылал бригаду на ПС 35/10 кВ Новая для осмотра оборудования.
После осмотра оборудования бригада докладывала диспетчеру об обнаружении отключённого выключателя В 10 кВ №1. При неуспешном включении этого выключателя бригада направлялась на отключение ЛР 10 кВ №1 для отключения. После этого бригада возвращалась на ПС 35/10 кВ Новая и пробовала включить выключатель В 10 кВ №1.
Если и в этом случае выключатель отключался релейной защитой, бригада приступала к осмотру участка ВЛ от ПС 35/10 кВ Новая до ЛР 10 кВ №1. Когда повреждение было обнаружено, бригада приступала к ремонту или вызывалась дополнительная бригада для помощи.
Неудивительно, что потребители оставались длительное время без электроснабжения. Даже если принять во внимание тот факт, что в рассмотренном примере не учитывается состояние дорог, протяжённость линии, время года, погодные условия и устойчивость связи.
Для обеспечения электроснабжения ответственных потребителей, например, объектов нефтегазового хозяйства применялись ПСВЛ, которые позволяли автоматически отключить только участок ВЛ при его повреждении. Однако, как было сказано выше, такие пункты были оборудованы масляными выключателями, не отличались компактностью, обладали высокой стоимостью и требовали постоянного технического обслуживания.
Появление вакуумных выключателей позволило значительно уменьшить габариты таких пунктов и обеспечить длительные сроки эксплуатации без частого технического обслуживания. Для сравнения вакуумные выключатели могут выдержать до 100 циклов включения и отключения при токах КЗ, а некоторые модели масляных выключателей требуют обслуживания уже после 10 отключений при КЗ.
Такие преимущества вакуумных выключателей позволили размещать их на опоре ВЛ и сделать пункты секционирования автоматическими, за счёт применения современных микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики.
Применение реклоузеров является одним из этапов создания «Цифрового района электрических сетей» за счёт модернизации существующих ВЛ. Такие работы выполняются в группе компаний ПАО «Россети» и доказали свою эффективность.
Согласно стандарту IEEE 37.100-1992 термин «реклоузер» следует понимать как:
Применение реклоузеров позволяет обеспечить автоматическое выделение повреждённого участка ВЛ и переключение питания потребителей от другой ВЛ.
Вернёмся к нашей схеме. После установки реклоузеров она будет выглядеть следующим образом.
При возникновении КЗ на ВЛ 10 кВ №2, Р 10 кВ №2 и Р 10 кВ №3 автоматически отключатся и тем самым выведут повреждённый участок из работы. Электропитание потребителей от КТП №5 и КТП №6 будет восстановлено включением Р 10 кВ №4 и В 10 кВ №2 на ПС 35/10 кВ Новая. Бригада для ремонта последует на уже известный и отключённый участок ВЛ.
Устройство
На опорах ВЛ устанавливается шкаф, где размещается высоковольтная аппаратура и шкаф управления, которые соединяются кабелем.
Шкаф высоковольтной аппаратуры включает в себя:
- Вакуумный выключатель.
- Датчик тока.
- Датчик напряжения.
- Трансформатор тока.
- Трансформатор собственных нужд.
- Трансформатор напряжения для подключения систем коммерческого учёта электроэнергии.
- Ограничители перенапряжения.
Внутри шкафа управления устанавливаются микропроцессорные устройства защит и автоматики, блок управления вакуумным выключателем, аккумулятор, радиомодем, системы обогрева и счётчики электрической энергии.
Реклоузер работает по следующему алгоритму. Датчики тока и напряжения, при появлении повреждения на воздушной линии передают сигнал на устройство защиты.
Устройство защиты производит сравнение сигналов с заданными уставками. При превышении допустимых значений устройство защиты выдаст команду блоку управления вакуумным выключателем на его отключение.
После этого, через заданное время, например, 1 секунду, устройство защиты выдаёт команду на включение вакуумного выключателя, тем самым выполняется автоматическое повторное включение. Если неисправность самоустранилась, участок линии остаётся в работе. В противном случае, устройство защиты, в соответствии с заданной программой может произвести включение ещё несколько раз.
Если повреждение на линии остаётся, такой участок отключается, выполняется автоматическое включение резервного реклоузера и подаётся на диспетчерский пункт соответствующий сигнал посредством сотовой связи. После устранения повреждения диспетчер дистанционно производит переключения реклоузеров и включает повреждённый участок воздушной линии в работу.
Заключение
Применение реклоузеров позволяет в значительной степени автоматизировать работы распределительных сетей, а значит, качество электроснабжения потребителей. Однако, в эту бочку мёда можно добавить и каплю дёгтя.
Применение высокоавтоматизированных систем предъявляет жёсткие требования к качеству связи и безопасности. В наше время в новостях постоянно появляются сообщения о том, что сотовые телефоны ведущих мировых лидеров прослушиваются или школьники, между делом взламывают защитные системы серьёзных организаций.
Ведь при желании какой-нибудь хакер может оставить несколько населённых пунктов без света, причём это может произойти в ночное время или при сильных морозах и привести к серьёзным проблемам.
Также в опору с реклоузером может врезаться неопытный водитель или охотник может выстрелить по реклоузеру для забавы. От вандализма такие дорогостоящие устройства не спасти. Кроме всего, применение реклоузеров предъявляет и высокие требования к техническому состоянию линий. Ведь если на устройство упадёт дерево, потребуется его замена. Впрочем, как говориться — время покажет!
