Воздушные распределительные сети 6 (10) кВ являются последним этапом на пути электрической энергии к потребителю и вместе с тем наиболее слабым звеном в системе электроснабжения, поскольку в них происходит более 50 % всех нарушений электроснабжения.
Воздушные линии электропередач 6 (10) кВ построены по радиальному принципу древовидной структуры. Дефицит инвестиций в развитие и реконструкцию распределительных сетей привел к росту радиуса электроснабжения потребителей от центров питания энергосистем. Сечения проводов уменьшаются от головного участка к концу линии, имеется множество резервных связей на ручных разъединителях, аппараты защиты установлены на подстанциях 110/35/6(10) кВ.
Традиционные пункты секционирования выполнены на базе ячеек КРУН, в состав которых входят классические защиты на электромеханических или микропроцессорных терминалах реле. К ним не предъявляются требования реализации многократных АПВ, а также нет необходимости в независимых установках при различных направлениях потока мощности. Минимальная ступень селективности для электромеханических защит составляет не менее 0,5 с, микропроцессорных защит — 0,3 с. Их сложно использовать на магистральных участках сети, тем более в сетях с двухсторонним питанием.
Эффективнее повышать надежность электроснабжения в воздушных электрических сетях среднего напряжения посредством секционирования линий коммутационными аппаратами, такими как разъединители, управляемые разъединители или пункты секционирования. В подобных схемах используется ручной подход к управлению аварийными режимами. Это практикуется там, где есть воздушные линии электропередач. Как только возникает повреждение на каком-либо участке, защитный аппарат на отходящем фидере отключается, вследствие чего на длительное время все потребители линии теряют питание.
Вместо линейных ручных разъединителей также могут устанавливаться телеуправляемые разъединители или пункты секционирования с дистанционным управлением. Процесс локализации повреждения отличается от описанного выше лишь тем, что все переключения выполняются дистанционно. Решение о переключениях принимаются диспетчером, необходима постоянная связь с каждым управляемым элементом сети, иначе она становится фактически неуправляемой и весь эффект от телемеханизации разъединителей сводится к нулю.
Наиболее эффективным способом повышения надежности электроснабжения в воздушных распредсетях считается реализация децентрализованного подхода. Автоматическое управление аварийными режимами, обеспечивающее независимую работу пунктов секционирования и внешнего управления.
Основой данного принципа является то, что воздушная линия путем установки нескольких реклоузеров делится на несколько участков. Каждый отдельный секционирующий аппарат — это интеллектуальное устройство, имеющее возможность анализировать параметры режимов работы сети и автоматически осуществить локализацию места повреждения, а также восстановить электроснабжения потребителей неповрежденных участков сети согласно заранее запрограммированному алгоритму. В микропроцессорном шкафу управления обрабатывается информация о повреждении на линии. Таким образом, локализация повреждения осуществляется децентрализовано.
Лишь определенный участок сети выводится из строя, благодаря чему уменьшается число тех потребителей, на которых может одновременно отразиться повреждение. Повышение быстродействия устройств РЗА ведет к сокращению длительности перерывов в электроснабжении и режимов с невысоким качеством электроэнергии.
Вакуумный реклоузер представляет собой совокупность вакуумного коммутационного модуля, встроенной системы измерения токов и напряжения, а также шкафа управления с микропроцессорной системой РЗА.
Он выполняет оперативные переключения в распределительной сети, автоматическое повторное включение линии (АПВ), автоматически выделяет и отключает поврежденный участок, автоматически восстанавливает питание неповрежденных участков сети (АВР), осуществляет автоматический сбор, обработку и передачу информации о параметрах режимов работы сети и состоянии собственных элементов.
В случае секционирования линии с односторонним питанием отсутствует сетевой резерв. Реклоузеры устанавливаются на магистральном участке. При возникновении повреждения ближайший к нему реклоузер отключает нижестоящий участок сети. Это повышает надежность электроснабжения потребителей, находящихся вблизи центра питания.
Для секционирования радиальной линии с двухсторонним питанием в дополнение к реклоузерам на магистрали устанавливают реклоузер в качестве пункта АВР, осуществляется контроль напряжения на этом пункте, используются направленные защиты. При возникновении повреждения на любом из участков сети оно будет ограничено двумя ближайшими аппаратами, тем самым потребители неповрежденных участков смогут сохранить свое питание. Подобная схема обеспечивает высокую степень надежности электроснабжения потребителей всего фидера.
В распределительных сетях особенно актуальны повреждения, приводящие к отключению части магистрального участка и соседних отпаек.
В основе алгоритма лежит так называемая идеология «спасения» предохранителя (от англ. fuse saving). При коротком замыкании в линии и в первом цикле АПВ реклоузер на магистрали производит быстрое отключение, тем самым не давая возможность плавкой вставке предохранителя на отпайке перегореть. На втором или третьем цикле АПВ, когда можно сделать вывод об устойчивости повреждения, реклоузер переходит на согласованную с предохранителем на отпайке характеристику и дает возможность перегореть плавкой вставке. В данном случае используется возможность реклоузера работать с различными настройками токовых защит в циклах АПВ (медленные и быстрые времятоковые характеристики). Алгоритм обеспечивает высокую надежность фидера в целом.
Зачастую для автоматизации линии достаточно ограничиться 3–5 аппаратами. При проектировании может применяться классический подход к выбору установок релейной защиты и автоматики. Малая ступень селективности реклоузеров (порядка 0,1–0,2 с) позволяет в целом применить традиционный принцип согласования защит по времени. Например, при малой выдержке времени защиты на головном участке для селективной работы реклоузеров можно использовать специальные алгоритмы работы защит и автоматики, такие как координация зон или АПВ разной кратности. Применение реклоузеров позволит достичь снижения недоотпуска электрической энергии потребителям, обеспечить согласованный с потребителем уровень надежности электроснабжения, в перспективе получить дополнительную прибыль за счет повышения тарифа на электрическую энергию. Также, благодаря заметному сокращению времени поиска и локализации повреждения, а также выделения участка меньшей длины, достигается оптимизация работы оперативного персонала.
В том числе реклоузер может быть использован в качестве головного выключателя на открытых распределительных устройствах и распределительных пунктах. С помощью него возможно подключать новых потребителей, решить проблемы с субабонентами.
Сегодня понятие «реклоузер» знакомо проектировщикам, сетевикам, релейщикам, довольно востребовано направление «реклоузеризации» сетей, установлены тысячи подобных аппаратов, отраслевые предприятия опыт их внедрения считают успешным.
За рубежом одной из первых начала производство реклоузеров компания Kyle (США) в 1941 году. Сегодня она входит в группу компаний Cooper Power Systems — CPS (США), мирового лидера производства вакуумных выключателей и реклоузеров. Также реклоузеры выпускаются компаниями во Франции, Японии, Англии, Швеции. Производством реклоузеров в СНГ занимается промышленная группа «Таврида Электрик».
На волне неугасающей популярности возникают новые производители, которые переименовавшие в реклоузеры свои пункты секционирования и комплектные распределительные устройства наружной установки. Их конструкция и функциональность в основном не отвечают требованиям, предъявляемым к реклоузерам, сертифицируются они на ГОСТ на КРУ, как единственно возможный. поскольку ни в одном русскоязычном официальном документе не указано, что же такое реклоузер, самого понятия, описания требований к нему нет до сих пор ни в ГОСТ, ни в ПУЭ, а далеко не каждое устройство, именуемое модным и современным словом «реклоузер», является им на самом деле.
Литература:
1. Владислав Воротницкий, Сергей Бузин. Реклоузер — новый уровень автоматизации и управления ВЛ 6(10) кВ // Новости электротехники. — 2005. — № 3 (33).
2. Екатерина Кваша, Бахруз Махаров. Что такое реклоузер? Остерегайтесь подделок! // Энергетика. — 2010. — № 4 (35).
3. Елена Крылова. Реклоузеры. Тактика эффективного применения // ЭнергоНадзор. — 2009. — № 6.
4. Владислав Воротницкий. Будущее сетей в американском контексте // Новости электротехники. — 2012. — № 3 (75).
5. Жуков В. В., Максимов Б. К., Никодиму В., Боннер А. Децентрализованная система релейной защиты и автоматики в протяженных распределительных сетях с рассредоточенной нагрузкой потребителей// Информационные материалы IV международного семинара по вопросам использования современных компьютерных технологий для АСУ электрических сетей. — М.: «Издательство НЦ ЭНАС», 2000.
