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Sezione 3. Protezione e automazione

Automazione e telemeccanica. Richiusura automatica (AR)

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Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Norme per l'installazione degli impianti elettrici (PUE)

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3.3.2. Dovrebbero essere forniti dispositivi di richiusura automatica per ripristinare rapidamente l'alimentazione ai consumatori o alle comunicazioni tra sistemi e intrasistemi chiudendo automaticamente gli interruttori disconnessi dai dispositivi di protezione dei relè.

Il riavvio automatico deve essere fornito:

1) linee aeree e miste (cavo-aereo) di ogni tipo con tensioni superiori a 1 kV. Il rifiuto di utilizzare APV deve essere giustificato in ogni singolo caso. Sulle linee in cavo di 35 kV e inferiori, si consiglia di utilizzare la richiusura automatica nei casi in cui può essere efficace a causa di una significativa probabilità di danno con la formazione di un arco aperto (ad esempio, la presenza di più gruppi intermedi, alimentazione a più cabine lungo una linea), nonché per correggere azioni di protezione non selettive. La questione dell'uso della richiusura automatica su linee in cavo da 110 kV e oltre dovrebbe essere decisa durante la progettazione in ogni singolo caso, tenendo conto delle condizioni specifiche;

2) autobus di centrali e sottostazioni (vedi 3.3.24 e 3.3.25);

3) trasformatori (vedi 3.3.26);

4) motori elettrici critici che vengono spenti per garantire l'autoaccensione di altri motori elettrici (vedere 3.3.38).

Per l'implementazione della richiusura automatica secondo le clausole 1-3, devono essere previsti dispositivi di richiusura automatica anche su bypass, accoppiatore bus e interruttori sezionali.

Al fine di risparmiare apparecchiature, è consentito eseguire un dispositivo di richiusura automatica di gruppo su linee, principalmente in cavo, e altri collegamenti da 6-10 kV. In questo caso vanno tenute in considerazione le carenze del dispositivo di autorichiusura di gruppo, ad esempio la possibilità di guasto se, dopo aver aperto l'interruttore di una delle connessioni, l'interruttore dell'altra connessione viene disinserito prima del dispositivo di richiusura automatica ritorna nella sua posizione originale.

3.3.3. I dispositivi di richiusura automatica devono essere progettati in modo da non funzionare quando:

1) spegnimento dell'interruttore da parte di personale a distanza o tramite telecontrollo;

2) disconnessione automatica dalla protezione del relè immediatamente dopo l'accensione da parte del personale da remoto o tramite telecontrollo;

3) disconnessione dell'interruttore mediante protezione contro danni interni di trasformatori e macchine rotanti, dispositivi automatici di emergenza, nonché in altri casi di disconnessione dell'interruttore quando l'azione di richiusura automatica è inaccettabile. L'AR dopo l'azione dell'ACR (FACR) deve essere eseguita in conformità con 3.3.81.

I dispositivi di richiusura devono essere progettati in modo tale da escludere la possibilità di riaccensioni ripetute per cortocircuito in caso di qualsiasi malfunzionamento nel circuito del dispositivo.

I dispositivi AR devono essere realizzati con ripristino automatico.

3.3.4. Quando si utilizza la richiusura automatica, di norma, dovrebbe essere prevista l'accelerazione della protezione del relè in caso di richiusura non riuscita. Accelerazione dell'azione di protezione del relè dopo che un AR fallito viene eseguito utilizzando un dispositivo di accelerazione dopo la chiusura dell'interruttore, che, di norma, dovrebbe essere utilizzato anche quando si chiude l'interruttore per altri motivi (da una chiave di comando, un dispositivo di telecontrollo o ATS ). Quando si accelera la protezione dopo la chiusura dell'interruttore, è necessario prendere misure contro il possibile intervento dell'interruttore da parte della protezione sotto l'azione di un picco di corrente durante la chiusura dovuto alla chiusura non simultanea delle fasi dell'interruttore.

Non è necessario accelerare la protezione dopo l'inserimento dell'interruttore, quando la linea è già eccitata dall'altro suo interruttore (cioè in presenza di tensione simmetrica sulla linea).

È consentito non accelerare l'azione delle linee di protezione di 35 kV e inferiori, realizzate su corrente alternata operativa, dopo la richiusura automatica, se ciò richiede una significativa complicazione della protezione e il tempo della loro azione in caso di cortocircuito metallico vicino al sito di installazione non superi 1,5 s.

3.3.5. I dispositivi di richiusura trifase (TAPV) devono essere realizzati prevalentemente con spunto in caso di discrepanza tra il comando di manovra precedentemente dato e la posizione di sezionato dell'interruttore; è inoltre consentito l'attivazione del dispositivo di richiusura automatica da protezione.

3.3.6. Di norma possono essere utilizzati dispositivi TAPV a semplice o doppio effetto (quest'ultimo, se consentito dalle condizioni dell'interruttore). Un dispositivo TAPV a doppio effetto è consigliato per le linee aeree, in particolare per quelle singole con alimentazione unilaterale. Nelle reti di 35 kV e inferiori, si consiglia di utilizzare dispositivi TAPV a doppia azione principalmente per le linee che non dispongono di ridondanza di rete.

Nelle reti con neutro isolato o compensato, di norma, si dovrebbe utilizzare il blocco del secondo ciclo AR in caso di guasto a terra dopo l'AR del primo ciclo (ad esempio, per la presenza di tensioni omopolari). Il ritardo TAPV nel secondo ciclo deve essere di almeno 15-20 s.

3.3.7. Per accelerare il ripristino della normale modalità di funzionamento della trasmissione di potenza, la temporizzazione del dispositivo TACR (soprattutto per il primo ciclo di richiusura a doppio effetto su linee con alimentazione unilaterale) dovrebbe essere presa il meno possibile, tenendo conto del tempo di estinzione dell'arco e deionizzazione del mezzo nel punto di guasto, nonché tenendo conto del tempo dell'interruttore e della sua spinta al riavvio.

La temporizzazione del dispositivo TAPV su una linea con alimentazione bidirezionale deve essere scelta anche tenendo conto della possibile disconnessione non simultanea del guasto ai due capi della linea; in questo caso non si deve tener conto del tempo di intervento delle protezioni destinate alla ridondanza a lungo raggio. È consentito non tenere conto della differenza nel tempo di disconnessione degli interruttori automatici alle estremità della linea quando vengono disconnessi a seguito di un'operazione di protezione ad alta frequenza.

Al fine di aumentare l'efficienza di un TAPV a semplice effetto, è consentito aumentarne il ritardo (se possibile, tenendo conto del lavoro del consumatore).

3.3.8. Sulle linee singole da 110 kV e oltre con alimentazione unilaterale, per le quali, in caso di RCST non riuscito, è accettabile una transizione al funzionamento a lungo termine con due fasi, dovrebbe essere fornito un ARRC a doppio effetto all'alimentazione fine della linea. Il trasferimento della linea al lavoro in due fasi può essere effettuato da personale in loco o tramite telecontrollo.

Per trasferire la linea dopo una richiusura automatica non riuscita al funzionamento bifase, è necessario prevedere il controllo fase per fase di sezionatori o interruttori all'estremità di alimentazione e ricezione della linea.

Quando si trasferisce la linea al funzionamento a lungo termine in due fasi, se necessario, è necessario adottare misure per ridurre le interferenze nel funzionamento delle linee di comunicazione dovute al funzionamento in fase aperta della linea. A tale scopo, è consentito limitare la potenza trasmessa sulla linea in modalità a fase aperta (se ciò è possibile a causa delle condizioni operative dell'utenza).

In alcuni casi, se esiste una giustificazione speciale, è consentita anche un'interruzione del funzionamento della linea di comunicazione per il tempo della modalità in fase aperta.

3.3.9. Sulle linee la cui disconnessione non comporta l'interruzione del collegamento elettrico tra le sorgenti di generazione, ad esempio su linee parallele con alimentazione unilaterale, i dispositivi TAPV devono essere installati senza controllare il sincronismo.

3.3.10. Sulle singole linee con alimentazione bilaterale (in assenza di derivazioni) deve essere previsto uno dei seguenti tipi di autorichiusura trifase (o loro combinazioni):

a) TAPV ad azione rapida (BAPV)

b) TAPV (NAPV) non sincrono;

c) TAPV con rilevamento della sincronizzazione (TAPV US).

Inoltre, è possibile fornire una richiusura automatica monofase (SAR) in combinazione con vari tipi di TAPV, se gli interruttori automatici sono dotati di controllo fase per fase e la stabilità del funzionamento in parallelo di parti del sistema di alimentazione in il ciclo SAR non è disturbato.

La scelta dei tipi di richiusura automatica viene effettuata sulla base di una combinazione di condizioni operative specifiche del sistema e dell'apparecchiatura, tenendo conto delle istruzioni 3.3.11 - 3.3.15.

3.3.11. Si consiglia di prevedere sulle linee secondo 3.3.10 la richiusura automatica ad alta velocità, o BAPV (accensione simultanea con un ritardo minimo su entrambe le estremità), per la richiusura automatica, di norma, con una piccola differenza nell'angolo tra i vettori EMF dei sistemi connessi. BAPV può essere utilizzato in presenza di interruttori che consentono BAPV, se, dopo l'accensione, viene mantenuto il funzionamento parallelo sincrono dei sistemi e la coppia elettromagnetica massima dei generatori sincroni e dei compensatori è inferiore (tenendo conto del margine necessario) del coppia elettromagnetica che si verifica durante un cortocircuito trifase alle uscite della macchina.

La valutazione del momento elettromagnetico massimo dovrebbe essere fatta per la massima divergenza possibile dell'angolo durante il tempo BAPV. Di conseguenza, il lancio del BAPS dovrebbe essere effettuato solo quando viene attivata la protezione ad alta velocità, la cui area di copertura copre l'intera linea. Il BAS dovrebbe essere bloccato quando le protezioni di backup sono attivate e bloccato o ritardato quando l'interruttore è in funzione.

Se, per mantenere la stabilità del sistema di alimentazione in caso di BAPS non riuscito, è necessaria una grande quantità di azioni dall'automazione del controllo di emergenza, l'uso di BAPS non è raccomandato.

3.3.12. La richiusura automatica non sincrona (NAR) può essere utilizzata su linee secondo 3.3.10 (principalmente 110-220 kV) se:

a) la coppia elettromagnetica massima dei generatori sincroni e dei compensatori che si verifica durante la commutazione asincrona è inferiore (tenendo conto del margine necessario) della coppia elettromagnetica che si verifica durante un cortocircuito trifase ai terminali della macchina, mentre la coppia iniziale calcolata i valori delle componenti periodiche delle correnti statoriche sono presi come criteri pratici per valutare l'ammissibilità dell'ARCR ad un angolo di inclusione di 180º;

b) la corrente massima attraverso il trasformatore (autotrasformatore) ad un angolo di commutazione di 180º è inferiore alla corrente di cortocircuito ai suoi capi quando alimentato da pneumatici di potenza infinita;

c) dopo l'AR è assicurata una risincronizzazione sufficientemente rapida; se è possibile una lunga corsa asincrona a causa della richiusura automatica non sincrona, è necessario adottare misure speciali per prevenirla o interromperla.

Se queste condizioni sono soddisfatte, NAVC può essere utilizzato anche in modalità riparazione su linee parallele.

Quando si esegue il NAVC, è necessario adottare misure per evitare un funzionamento eccessivo della protezione. A tale scopo, si consiglia, in particolare, di chiudere gli interruttori automatici durante l'ARCR in una determinata sequenza, ad esempio eseguendo AR da un lato della linea con controllo della presenza di tensione su di essa dopo un ARCR riuscito dal lato opposto.

3.3.13. La richiusura sincronizzata può essere utilizzata su linee secondo 3.3.10 per virare sulla linea con slittamenti significativi (fino a circa il 4%) e un angolo accettabile.

È anche possibile la seguente esecuzione AR. Alla fine della linea, che dovrebbe essere attivata per prima, viene eseguito un TAPV accelerato (con fissazione dell'operazione di protezione ad alta velocità, la cui area di copertura copre l'intera linea) senza controllo della tensione di linea (UTAPV BK) o TAPV con controllo assenza tensione di linea (TAPV ON), e all'altra estremità c'è TAPV con cattura sincronismo. Quest'ultimo viene eseguito a condizione che l'accensione della prima estremità sia andata a buon fine (questo può essere determinato, ad esempio, monitorando la presenza di tensione sulla linea).

Per catturare il sincronismo, possono essere utilizzati dispositivi costruiti sul principio di un sincronizzatore con un angolo di avanzamento costante.

I dispositivi di richiusura automatica dovrebbero essere progettati in modo tale che sia possibile modificare la sequenza di accensione degli interruttori alle estremità della linea.

Quando si esegue il dispositivo AR US, è necessario sforzarsi di garantirne il funzionamento con la massima differenza di frequenza possibile. L'angolo di commutazione massimo consentito quando si utilizza la richiusura automatica degli US deve essere preso in considerazione tenendo conto delle condizioni specificate in 3.3.12. Quando si utilizza il dispositivo AR US, si consiglia di utilizzarlo per l'attivazione della linea da parte del personale (sincronizzazione semiautomatica).

3.3.14. Sulle linee dotate di trasformatori di tensione, per controllare l'assenza di tensione (KOH) e controllare la presenza di tensione (KNN) sulla linea per vari tipi di TAPV, si consiglia di utilizzare corpi che rispondono alla tensione lineare (di fase) e alla tensioni negative e di sequenza zero. In alcuni casi, ad esempio su linee prive di reattanze shunt, è possibile non utilizzare una tensione omopolare.

3.3.15. La richiusura automatica monofase (SAR) può essere utilizzata solo in reti con un'elevata corrente di guasto a terra. SAR senza trasferimento automatico della linea in una modalità a fase aperta a lungo termine in caso di guasto di fase stabile, è necessario utilizzare quanto segue:

a) su singole linee intersistemiche o intrasistemiche fortemente caricate;

b) su linee intersistema fortemente caricate di 220 kV e superiori con due o più connessioni di bypass, a condizione che la disconnessione di una di esse possa portare a una violazione della stabilità dinamica del sistema di alimentazione;

c) su linee intersistema e intrasistema di diverse classi di tensione, se un'interruzione trifase di una linea ad alta tensione può portare a un sovraccarico inaccettabile delle linee a bassa tensione con la possibilità di violare la stabilità del sistema di alimentazione;

d) sulle linee che collegano le centrali di blocco di grandi dimensioni con il sistema senza carico locale significativo;

e) sulle linee elettriche, dove l'implementazione della TAPV è associata a un significativo distacco del carico dovuto a una diminuzione della tensione.

Il dispositivo OAPV deve essere progettato in modo che quando viene messo fuori servizio o viene a mancare l'alimentazione, l'azione delle protezioni di linea si trasferisca automaticamente alla disconnessione di tre fasi oltre al dispositivo.

La scelta delle fasi danneggiate in caso di cortocircuito verso terra va effettuata utilizzando corpi selettivi, utilizzabili anche come protezione addizionale ad alta velocità della linea nel ciclo SAR, con TAPV, BAPV e commutazione unidirezionale della linea da parte del personale operativo.

Il ritardo temporale dell'ARCA dovrebbe essere regolato dal momento dell'estinzione dell'arco e della deionizzazione del mezzo nel sito di un cortocircuito monofase in modalità a fase aperta, tenendo conto della possibilità di non simultanei funzionamento della protezione ai capi della linea, nonché l'azione a cascata degli organi elettorali.

3.3.16. Sulle linee secondo 3.3.15, l'APPV dovrebbe essere utilizzato in combinazione con vari tipi di TAPV. Dovrebbe essere possibile vietare la TAPV in tutti i casi di APPV o solo in caso di APPV non riuscita. A seconda delle condizioni specifiche, TAPV può essere eseguito dopo un APPV non riuscito. In questi casi il funzionamento della TAPV è previsto prima ad un capo della linea con il controllo dell'assenza di tensione sulla linea e con una temporizzazione maggiorata.

3.3.17. Su singole linee con alimentazione bidirezionale, collegando il sistema con una centrale di piccola potenza, è possibile l'auto-sincronizzazione automatica (APVS) dei generatori idroelettrici per centrali idroelettriche e TAPV in abbinamento a dispositivi di parzializzazione per centrali idroelettriche e termiche usato.

3.3.18. Sulle linee con alimentazione bidirezionale, in presenza di più collegamenti di bypass, è opportuno utilizzare:

1) in presenza di due connessioni, nonché in presenza di tre connessioni, se è probabile un arresto simultaneo a lungo termine di due di queste connessioni (ad esempio una linea a doppio circuito):

  • richiusura automatica non sincrona (principalmente per le linee 110-220 kV e soggette alle condizioni specificate in 3.3.12, ma per il caso di disconnessione di tutte le comunicazioni);
  • AR con controllo di sincronismo (quando è impossibile eseguire AR non sincrono per i motivi specificati in 3.3.12, ma per il caso di disconnessione di tutti i collegamenti).

Per le linee critiche in presenza di due allacciamenti, nonché in presenza di tre allacciamenti di cui due a doppia terna, qualora sia impossibile utilizzare ARCA per i motivi di cui al 3.3.12, è consentito utilizzare i dispositivi ARPA, BAPV o ARCS (vedi 3.3.11 , 3.3.13, 3.3.15). In questo caso i dispositivi AR e BAPV vanno integrati con un dispositivo AR con verifica del sincronismo;

2) in presenza di quattro o più connessioni, nonché in presenza di tre connessioni, se in quest'ultimo caso è improbabile una contemporanea disconnessione a lungo termine di due di queste connessioni (ad esempio, se tutte le linee sono a circuito singolo ), - richiusura automatica senza controllo di sincronismo.

3.3.19. I dispositivi di richiusura automatica con controllo del sincronismo devono essere eseguiti ad un capo della linea con controllo dell'assenza di tensione sulla linea e con controllo della presenza del sincronismo, all'altro capo solo con controllo della presenza del sincronismo. Gli schemi del dispositivo di richiusura automatica con verifica del sincronismo di linea devono essere gli stessi ai due estremi, tenendo conto della possibilità di modificare l'ordine di accensione degli interruttori di linea durante la richiusura automatica.

Si consiglia di utilizzare un dispositivo di autorichiusura con controllo di sincronismo per verificare il sincronismo degli impianti collegati quando la linea viene inserita dal personale.

3.3.20. Sulla linea è consentito l'utilizzo di più tipi di richiusura automatica trifase, ad esempio BAPV e TAPV con controllo di sincronismo. È inoltre consentito l'utilizzo di diversi tipi di dispositivi di richiusura automatica ai diversi capi della linea, ad esempio UTAPV BK (vedi 3.3.13) a un capo della linea e TAPV con controllo di tensione e sincronismo all'altro.

3.3.21. È consentita una combinazione di TAPV con protezioni ad alta velocità non selettive per correggere l'azione non selettiva di quest'ultima. Nelle reti costituite da più linee collegate in serie, quando si applicano protezioni ad alta velocità non selettive per le stesse, si consiglia di utilizzare l'autorichiusura alternata per correggerne l'azione; I dispositivi AR possono essere utilizzati anche con accelerazione di protezione fino ad AR o con molteplicità di azione (non superiore a tre), crescente verso la fonte di alimentazione.

3.3.22. Nel caso di utilizzo di una richiusura automatica singola trifase di linee di alimentazione di trasformatori, dal lato a tensione più alta delle quali sono installati cortocircuiti e separatori, per disinserire il separatore durante una pausa morta, il tempo di intervento del dispositivo di richiusura automatica deve essere desintonizzato dal tempo totale di accensione del cortocircuito e disconnessione del separatore. Quando si utilizza una richiusura automatica trifase a doppio effetto (vedi 3.3.6), il tempo di azione della richiusura automatica nel primo ciclo secondo la condizione specificata non deve aumentare se è prevista la disconnessione del separatore durante il tempo morto momento del secondo ciclo di richiusura.

Per le linee dove sono installati dei separatori al posto degli interruttori, il sezionamento dei separatori in caso di AR fallito nel primo ciclo deve essere effettuato durante il tempo morto del secondo ciclo AR.

3.3.23. Se, a seguito dell'azione della richiusura automatica, è possibile l'accensione non sincrona di compensatori sincroni o motori elettrici sincroni e se tale accensione è inaccettabile per loro, nonché per escludere il rifornimento da queste macchine del sito danneggiato , è necessario prevedere l'arresto automatico di tali macchine sincrone in caso di mancanza di corrente o trasferirle in modalità asincrona spegnendo l'AHS con successiva chiusura automatica o risincronizzazione dopo il ripristino della tensione a seguito di un'autorichiusura riuscita.

Per le sottostazioni con compensatori sincroni o motori sincroni, è necessario adottare misure per evitare il funzionamento non necessario dell'AFC durante il funzionamento della richiusura automatica.

3.3.24. La richiusura automatica delle sbarre di centrali e cabine in presenza di protezioni speciali di sbarre e interruttori che consentono la richiusura automatica deve essere effettuata secondo una delle due opzioni:

1) collaudo automatico (messa in tensione dei pneumatici mediante interruttore dalla richiusura automatica di uno degli elementi di alimentazione);

2) assemblaggio di circuiti automatici; contemporaneamente, dal dispositivo di richiusura automatica viene inserito uno degli elementi di alimentazione (ad esempio una linea, un trasformatore); se tale elemento viene inserito con successo, un successivo ed eventualmente più completo ripristino automatico della condizione di pre-emergenza il circuito di modalità viene eseguito accendendo altri elementi. Si consiglia di utilizzare le sbarre richiudibili secondo questa opzione principalmente per le sottostazioni senza personale costantemente in servizio.

Quando si esegue la chiusura automatica dei pneumatici, è necessario adottare misure per escludere la commutazione non sincrona (se inaccettabile).

In caso di richiusura non riuscita, deve essere fornita una sufficiente sensibilità della protezione delle sbarre.

3.3.25. Nelle sottostazioni ribassate a due trasformatori, con funzionamento separato dei trasformatori, di norma devono essere previsti dispositivi di richiusura automatica per bus di media e bassa tensione in combinazione con dispositivi AVR; in caso di danni interni dei trasformatori, l'ATS dovrebbe funzionare, in caso di altri danni - richiusura automatica (vedere 3.3.42).

È consentito per una sottostazione a due trasformatori, nella modalità normale di cui è previsto il funzionamento in parallelo di trasformatori su bus di una determinata tensione, installare, oltre al dispositivo di richiusura automatica, un dispositivo ATS progettato per la modalità in cui uno dei trasformatori viene messo in riserva.

3.3.26. Tutti i singoli trasformatori step-down con una potenza superiore a 1 MB A nelle sottostazioni dei sistemi di alimentazione che dispongono di un interruttore automatico e di una protezione massima della corrente sul lato alimentazione devono essere dotati di dispositivi di richiusura automatica quando la disconnessione di un trasformatore porta a un blackout delle utenze ' installazioni elettriche. In alcuni casi l'azione di richiusura automatica è consentita anche a trasformatore disinserito per protezione contro i danni interni.

3.3.27. Se la richiusura automatica dell'elemento inserito dal primo interruttore collegato da due o più interruttori non va a buon fine, la richiusura dei restanti interruttori di questo elemento, di norma, dovrebbe essere vietata.

3.3.28. Se in cabina o in centrale sono presenti interruttori con comando elettromagnetico, se due o più interruttori possono essere accesi contemporaneamente dal dispositivo di richiusura automatica, al fine di garantire il livello di tensione di batteria richiesto all'accensione e ridurre la sezione dei cavi dei circuiti di alimentazione degli elettromagneti di chiusura, di norma, la richiusura automatica va eseguita come segue in modo da escludere la chiusura simultanea di più interruttori (ad esempio utilizzando la richiusura automatica su collegamenti con temporizzazioni diverse) .

È consentita in alcuni casi (principalmente alla tensione di 110 kV e un numero elevato di connessioni dotate di richiusura automatica) la chiusura simultanea di due interruttori da richiusura automatica.

3.3.29. L'azione dei dispositivi di richiusura automatica deve essere registrata indicando relè, indicatori di funzionamento incorporati nel relè, contatori di manovre o altri dispositivi con scopo simile.

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