تابع کنترلی وصل مجدد (Auto-Recloser)

عملکرد تابع کنترلی وصل مجدد (Auto-Recloser)

وصل مجدد کلید برای برق دار کردن سریع شبکه پس از رخداد خطای گذرا در خطوط هوایی مورد استفاده قرار میگیرد. اتصال کوتاه گذرا در شبکه توزیع عمدتا شامل موارد زیر است:

خطای فاز به زمین در اثر اتصال کوتاه دو سر مقره ناشی از:

- برخورد صاعقه به هادی خط یا پایه یا زمین مجاور
- برخورد پرندگان یا حیوانات یا شاخه درختان
- آلودگی سطحی در حضور رطوبت محیط

2. خطای فاز به فاز ناشی از

- قرار گرفتن پرندگان بزرگ بال یا شاخه درختان بین هادیها
- برخورد هادیها در اثر وزش باد
- طولانی شدن خطای فاز به زمین و یونیزه شدن هوای اطراف

شکل (1): قرارگیری بال پرندگان بین دوفاز که سبب خطاهای گذرا در شبکه میشود

لذا توصیه میشود که فقط در خطای فاز به زمین یا فاز به فاز وصل مجدد انجام شود. به عبارت دیگر به دلایل زیر توصیه میشود که به هنگام رخداد اتصال کوتاه دوفاز به زمین و سه فاز رله وصل مجدد عملکرد نداشته باشد:

این نوع اتصال کوتاه ها به احتمال زیاد از نوع خطاهای دائمی هستند که در صورت وقوع آن ها وصل مجدد معمولا نا موفق خواهد بود.
در این شرایط جریان اتصال کوتاه دامنه بزرگی داشته و عبور چندباره جریان خطا باعث آسیب به تجهیزات شبکه توزیع و کاهش عمر آنها میشود.

خطاهای فاز به زمین و فاز به فاز نیز مشخصه های متفاوتی دارند که توصیه میشود وصل مجدد بین دو نوع خطا تمایز قائل شود:

اغلب خطاهای گذرا مربوط به اتصال کوتاه تکفاز به زمین است.
در سمت 20 کیلو ولت پستهای فوق توزیع از ترانسفورماتورهای زمین برای ایجاد نوترال مصنوعی استفاده شده است، بنابراین در این حالت جریان عبوری از ترانسفورماتورهای فوق توزیع کمتر از 0.6 جریان نامی آنها بوده و درنتیجه، وصل مجدد ناموفق و عبور مجدد جریان خطا باعث آسیب به آنها نمیشود. در حالی که این شرایط برای خطای فاز به فاز وجود ندارد.
در صورت وصل مجدد در خطای فاز به زمین تنش چندانی به کلید قدرت وارد نمیشود. در حالی که در خطای فاز به فاز یا سه فاز عمر سپری شده محفظه کلید قابل توجه خواهد بود.

شکل( 2): نحوه تنظیم پارامترهای تابع کنترلی رکلوزر در رله حافظ 131 از طریق نرم افزار

منطق عملکردی ریکلوزر در رله حافظ 131

در رله حافظ به منظور بهبود عملکرد واحد وصل مجدد ، این امکان در نظر گرفته شده است که واحد وصل مجدد بسته به نوع خطا عملکرد تطبیقی داشته باشد لذا دو مجموعه تنظیم برای واحد وصل مجدد توسط کاربر صورت می گیرد که یک مجموعه مربوط به خطای فاز به زمین (Phase to Ground) هست . در صورتی که رله ، خطا را فاز به زمین تشخیص دهد از این مجموعه تنظیمی استفاده می کند و مجموعه دوم به ازای سایر خطا ها (Other Fault Type) استفاده می شود. همچنین در مجموعه تنظیمی سایر خطا ها نیز این امکان وجود دارد که عملکرد واحد وصل مجدد را به خطای فاز به فاز (Phase to Phase Fault Type) محدود کرد. بایستی توجه نمود که بین تشخیص خطای فاز به زمین و عملکرد تابع حفاظتی تشخیص اتصال زمین تفاوت وجود دارد. به‌عبارت‌دیگر واحدهای 50N/51N به هنگام وقوع خطای دو فاز به زمین نیز عمل می‌کنند و همچنین در خطای شدید عبوری به دلیل اشباع CT نیز ممکن است واحدهای مذکور عمل نمایند. لذا رله حافظ بین حالت‌های فوق و رخداد خطای فاز به زمین در شبکه تمایز قائل می‌شود.

در شبکه با نوترال ایزوله یا زمین شده با امپدانس بالا که امکان تشخیص خطا توسط رله‌های جریانی وجود ندارد، نیاز به وصل مجدد پس از رخداد خطای تک فاز نمی‌باشد. در چنین حالتی وصل مجدد می‌تواند فقط به ازای خطای فاز به فاز انجام شود .( مجموعه تنظیم خطای فاز به زمین غیر فعال بوده و مجموعه تنظیم خطای سایر فاز ها به خطای فاز به فاز محدود شود )

در خطای دو فاز به زمین یا سه فاز که عملا به‌طورمعمول از نوع گذرا نبوده و ثانیا دامنه جریان آن‌ها بزرگ است، نیاز به وصل مجدد نیست؛ یعنی می‌توان وصل مجدد را فقط به هنگام وقوع خطای فاز به زمین یا دو فاز انجام داد. در خطاهای فاز به زمین و فاز به فاز نیز توصیه می شود به منظور جلوگیری از کاهش سریع عمر کلید حد مجاز جریان قطع برای کلید تعیین شود و در صورتی که جریان بیشتر از حد مجاز کلید شد ، واحد وصل مجدد قفل شود و پس از عملکرد رله و باز شدن کلید ، دیگر فرمان وصل کلید صادر نشود. در رله حافظ پارامتر حد مجاز جریان، با عنوان Block Current قابل تنظیم است. نحوه تنظیمات تابع کنترلی رله حافظ131 از طریق نرم افزار در شکل (2) نشان داده شده است. در ادامه هریک از قسمتهای مربوطه توضیح داده خواهد شد.

Fuse Saving

یکی دیگر از کاربرد های واحد وصل مجدد در فیدر های فشار متوسط ، استفاده از این واحد به منظور Fuse Saving است. در شبکه های فشارمتوسط متداول است که حفاظت انشعاب های شبکه توسط فیوز انجام می شود . در صورتی که در یکی از انشعاب ها خطای گذرا رخ دهد با عملکرد فیوز خطا برطرف می شود بدین ترتیب تا زمان نصب فیوز جایگزین انشعاب بی برق باقی می ماند. در روش Fuse Saving هدف این است که خطای گذرا قبل از عملکرد فیوز ، توسط واحد های آنی با تنظیم پایین رله تشخیص داده شده و قطع شود و پس از آن واحد وصل مجدد عمل کرده و کل فیدر را برقدار کند. در این صورت بدون سوختن فیوز و بی برقی طولانی مدت انشعاب، خطا رفع می شود . در صورتی که خطا گذرا نباشد وصل مجدد موفق نخواهد بود لذا می بایست اجازه دهیم تا این مرحله فیوز عملکرد داشته باشد پس می بایست واحد های آنی با تنظیم پایین رله قفل می شود و فیوز ، انشعاب خطادار را قطع می کند.

Hot Line Mode

در شبکه های فشار متوسط متداول است که در هنگام انجام تعمیرات خط گرم (Hot Line Mode) می بایست واحد وصل مجدد قفل شده و عملکرد نداشته باشد و تنظیم واحد های آنی اضافه جریان را کاهش دهند. در رله حافظ نیز با فعال کردن Hot Line در رله واحد وصل مجدد قفل می شود.

Inhibit Time

برای فعال شدن تابع حفاظتی وصل مجدد لازم است خطا پس از مدت‌زمان قابل تنظیم Inhibit Time از برق‌دار کردن فیدر تحت حفاظت رخ دهد که به‌صورت پیش‌فرض برابر با یک ثانیه فرض می‌شود. در این حالت چنانچه خطای اتصال کوتاه در زمان کمتر از یک ثانیه پس از تجاوز جریان یکی از فازها یا جریان مؤلفه صفر از مقدار مجاز اتفاق بیفتد، به‌منزله Switch on to fault تلقی شده و لذا نباید عمل وصل مجدد در چنین حالتی انجام شود (ریکلوزر قفل می‌شود). درصورتی‌که این پارامتر برابر با صفر تنظیم شود، به معنای عدم لحاظ کردن این ویژگی می‌باشد.

Reclaim Time

منطق ریست شدن رکلوزر بدین صورت است که اگر پس از عملکرد حداقل یکی از Shot های تابع رکلوزر، تا مدت زمان تنظیمی برابر با Reclaim Time، هیچ یک از توابع حفاظتی رله فعال نشود در اینصورت شمارنده های تابع رکلوزر ریست می شوند. به عبارت دیگر پس از این مدت چنانچه اتصال کوتاه جدیدی در شبکه ایجاد شود، تابع رکلوزر مجددا از Shot 1 شروع به وصل مجدد کلید می نماید. تنظیم Reclaim Time معمولا بزرگتر از بیشترین زمان مرده تنظیم شده در رله در نظر گرفته می شود. شکل زیر نحوه عملکرد رکلوزر پس از شات اول و دوم را نشان میدهد بدین صورت که پس از شات دوم نیز خطا در شبکه باقی مانده و واحد وصل مجدد قفل شده است.