Автоматическое повторное включение (ANSI 79) — почему воздушная линия СН автоматически включается снова после отключения

Руководство о направленной максимальной токовой защите (ANSI 67) рассматривает, как защита распознаёт наличие повреждения и его направление. Эта статья рассматривает то, что часто происходит автоматически на воздушной линии среднего напряжения после отключения выключателя таким повреждением: автоматическое повторное включение, обозначаемое кодом ANSI 79 и на практике часто реализуемое реклоузером (автоматом повторного включения).

Почему повторное включение имеет смысл: большинство повреждений кратковременны

На воздушной линии значительная часть повреждений вызывается событиями, которые быстро устраняются сами: удар молнии, вызывающий кратковременное перекрытие, ветка, кратковременно касающаяся линии, или птица, вызывающая дуговое перекрытие и затем улетающая. При таком кратковременном (переходном) повреждении ионизированный воздух дуги после короткого бестокового интервала достаточно восстанавливается, чтобы линию можно было безопасно снова включить под напряжение без повреждений. Выключатель, остающийся постоянно отключённым после каждого срабатывания, вызывал бы неоправданно долгий перерыв электроснабжения для такого рода кратковременных, самоустраняющихся повреждений. Автоматическое повторное включение использует это различие: после отключения линия автоматически повторно включается после установленной бестоковой паузы, исходя из предположения, что большинство повреждений к этому моменту устранились сами.

Бестоковая пауза: достаточно долгая, чтобы дуга погасла

Бестоковая пауза — время, в течение которого линия остаётся без напряжения между отключением и повторным включением, — должна быть достаточно долгой, чтобы ионизированный воздух вокруг места повреждения деионизировался, так чтобы дуга не зажглась повторно сразу же при повторной подаче напряжения на линию. Для воздушных линий типичная бестоковая пауза первой, быстрой попытки повторного включения составляет порядка нескольких десятых долей секунды до примерно одной секунды. Слишком короткая бестоковая пауза увеличивает риск повторного зажигания дуги; неоправданно длинная бестоковая пауза увеличивает перерыв для потребителей без дополнительной выгоды.

Схема повторного включения: от быстрого к медленному, несколько попыток

Типичная схема повторного включения сочетает несколько попыток с постепенно увеличивающейся бестоковой паузой:

• Первая, быстрая попытка повторного включения следует вскоре после отключения (порядка нескольких периодов сетевого напряжения до доли секунды), предназначенная для устранения самых кратковременных, быстро деионизирующихся повреждений с едва заметным перерывом напряжения.
• Если повреждение возникает снова и после этой быстрой попытки, защита обычно переходит к одной или нескольким более медленным попыткам повторного включения с бестоковой паузой от нескольких секунд до примерно десяти секунд, чтобы дать несколько более устойчивому, но всё же кратковременному повреждению шанс устраниться самостоятельно.
• Если повреждение сохраняется и после всех установленных попыток, делается вывод, что это устойчивое повреждение (например, обрыв провода или сохраняющееся короткое замыкание), и выключатель остаётся отключённым окончательно — часто через реле блокировки (ANSI 86), требующее ручного сброса, прежде чем линию можно будет снова включить.

Почему нельзя повторно включать бесконечно

Количество попыток повторного включения намеренно ограничивается: неограниченное, повторяющееся повторное включение на устойчивое повреждение многократно подвергало бы место повреждения полному току короткого замыкания, могло бы вызвать дополнительные повреждения (например, уже повреждённого провода или неисправной муфты) и представляло бы повышенный риск безопасности для людей или животных, случайно оказавшихся вблизи места повреждения. Ограниченное число попыток даёт кратковременным повреждениям достаточный шанс устраниться самостоятельно, не "пробуя" излишне долго устойчивое повреждение.

Внимание: точное число попыток повторного включения, бестоковые паузы и согласование с другими защитными функциями определяются конфигурацией сети и требованиями сетевого оператора; данная статья рассматривает принцип, а не готовую таблицу уставок для каждой линии.

Практическая значимость

При работах на воздушной линии среднего напряжения, питаемой через реклоузер, или вблизи неё, необходимо заранее вывести функцию повторного включения из работы — без этой меры линия во время работ может неожиданно автоматически снова включиться под напряжение после отключения, что представляет прямую опасность для людей, работающих на линии в этот момент.

Типичные ошибки

1. Не выводить функцию повторного включения из работы перед началом работ на линии — это прямой риск безопасности для людей, работающих на кажущейся обесточенной линии.
2. Применять одинаковую уставку повторного включения для воздушной линии и для подземного кабельного соединения — повреждение на кабеле почти всегда устойчивое, поэтому автоматическое повторное включение там обычно бессмысленно и может даже увеличить повреждение.
3. Устанавливать слишком короткую бестоковую паузу для минимизации перерыва — это увеличивает риск повторного зажигания дуги до того, как воздух вокруг места повреждения достаточно деионизировался.
4. Допускать неограниченное число попыток повторного включения — это многократно подвергает устойчивое повреждение полному току короткого замыкания и увеличивает риск дополнительных повреждений.

Связанные материалы

• Направленная максимальная токовая защита (ANSI 67)
• Реле блокировки (ANSI 86)
• Защита от отказа выключателя (ANSI 50BF)
• Катушка Петерсена — сеть с резонансным заземлением