Автоматический выключатель и резервный выключатель: в чем разница?

В современных системах распределения электроэнергии как автоматические выключатели, так и автоматические выключатели являются важными защитными устройствами. Хотя их иногда путают, их функции, логика работы и сценарии применения существенно различаются.

По мере развития сетей электроснабжения в направлении интеллектуальных сетей и автоматизированных систем распределения, понимание разницы между автоматическим выключателем и автоматическим выключателем становится все более важным для электроэнергетических компаний, подрядчиков по проектированию, закупкам и строительству (EPC) и промышленных потребителей.

Согласно отраслевой статистике, почти 80% повреждений на воздушных линиях электропередачи являются временными, вызванными молнией, контактом с растительностью, птицами или неблагоприятными условиями окружающей среды. Это одна из ключевых причин широкого использования автоматических выключателей в современных сетях распределения среднего напряжения.

В этой статье объясняются основные различия между автоматическими выключателями и автоматическими выключателями, включая принципы их работы, области применения, преимущества и особенности выбора.

1. Что такое автоматический выключатель и что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель — это коммутирующее устройство, предназначенное для защиты электрических систем путем прерывания ненормальных токовых условий, таких как перегрузки или короткие замыкания. Он может устанавливаться в низковольтных, средневольтных и высоковольтных системах и широко используется на подстанциях, промышленных предприятиях, в коммерческих зданиях и электросетях.

Автоматический повторитель (или автоматический выключатель) — это специализированный тип защитного устройства среднего напряжения, используемый в основном в воздушных распределительных сетях. Помимо прерывания тока короткого замыкания, повторитель может автоматически восстанавливать электроснабжение, замыкая цепь после исчезновения временного короткого замыкания.

Основное различие простое:

Автоматический выключатель фокусируется на прерывании короткого замыкания.

Автоматический повторитель фокусируется на прерывании короткого замыкания плюс автоматическое восстановление электроснабжения.

Современные автоматические выключатели обычно устанавливаются на:

распределительных линиях 11 кВ

фидерах 15 кВ

сельских сетях 27 кВ

энергетических системах 33 кВ

Они особенно важны в районах, где ручное восстановление после короткого замыкания потребовало бы больших расстояний или длительного времени простоя.

2. Как работают автоматические выключатели и автоматические выключатели?

Принцип работы автоматического выключателя относительно прост. Когда защитное реле обнаруживает аномальное токовое состояние, выключатель срабатывает и размыкает цепь. В зависимости от конструкции системы, операторам может потребоваться осмотреть линию перед ручным восстановлением электропитания.

Автоматический повторитель работает иначе, поскольку включает в себя последовательность автоматического повторного включения.

Например, при возникновении временной неисправности на воздушной линии:

1. Автоматический повторитель обнаруживает ток неисправности.

2. Он немедленно размыкает цепь.

3. После заданной задержки он автоматически повторно включается.

4. Если неисправность исчезла, линия остается под напряжением.

5. Если неисправность сохраняется, автоматический повторитель срабатывает снова.

6. После нескольких неудачных попыток он блокируется навсегда.

Типичные последовательности повторного включения включают:

Быстро-Быстро-Медленно-Блокировка

Быстро-Медленно-Медленно-Блокировка

Большинство временных неисправностей устраняются в течение нескольких секунд. Отчеты энергоснабжающих компаний в Северной Америке и Азии показывают, что автоматическое повторное включение может успешно восстановить электроснабжение примерно в 70-90% случаев кратковременных неисправностей.

Эта возможность значительно сокращает продолжительность отключений и улучшает индексы надежности SAIDI и SAIFI для энергоснабжающих компаний.

3. Ключевые различия между повторными включениями и автоматическими выключателями

Хотя оба устройства прерывают ток короткого замыкания, их принципы проектирования и цели эксплуатации значительно различаются.

Возможность автоматического повторного включения

Наиболее важное различие заключается в автоматическом повторном включении.

Традиционные автоматические выключатели обычно срабатывают один раз и остаются разомкнутыми до тех пор, пока не произойдет ручное или дистанционное вмешательство. Повторные включения автоматически пытаются восстановить электроснабжение несколько раз, прежде чем заблокироваться.

Области применения

Автоматические выключатели широко используются в:

Подстанциях

Промышленных распределительных устройствах

Коммерческих энергосистемах

Внутренних электроустановках

Релоутерах в основном предназначены для:

Наружных воздушных распределительных линий

Защиты фидеров энергосистем

Сельских распределительных систем

Автоматизации интеллектуальных сетей

Интеллектуальных и коммуникационных систем

Современные релоутерах обычно включают:

Микропроцессорную защиту

Связь SCADA

Запись событий

Анализ неисправностей

Удаленный мониторинг

Хотя существуют и интеллектуальные автоматические выключатели, релоутерах, как правило, больше интегрированы с системами автоматизации распределительных сетей.

Требования к техническому обслуживанию

Вакуумные релоутерах обычно требуют меньше технического обслуживания, чем более старые системы на основе масла или элегаза. Многие современные вакуумные выключатели рассчитаны на десятки тысяч срабатываний.

Соображения стоимости

Автоматические выключатели повторного включения обычно дороже обычных автоматических выключателей среднего напряжения, поскольку они сочетают в себе:

Защиту

Автоматизацию

Связь

Управление повторным включением

Однако энергетические компании часто компенсируют эти затраты за счет снижения расходов на управление отключениями и повышения надежности.e.

4. Применение автоматических выключателей и реклоузеров в энергосистемах

Автоматические выключатели необходимы практически во всех частях электрической системы.

На подстанциях высоковольтные автоматические выключатели защищают трансформаторы и передающее оборудование от серьезных неисправностей. На промышленных предприятиях используются выключатели среднего напряжения для защиты двигателей, генераторов и распределительных шин.

Реклоузеры, с другой стороны, в основном предназначены для защиты распределительных фидеров.

Типичные области применения реклоузеров включают:

Воздушные линии электропередачи

Сельские электросети

Системы сбора электроэнергии ветроэлектростанций

Распределительные сети солнечных электростанций

Интеллектуальные системы автоматизации распределения

Во многих энергосистемах реклоузеры координируются с секционирующими устройствами для изоляции поврежденных участков линий при сохранении электроснабжения в незатронутых районах.

Например, если на ответвлении линии электропередачи происходит постоянная неисправность, комбинация реклоузера и секционирующего устройства может автоматически изолировать поврежденный участок, сохраняя при этом напряжение на основной линии.

Это значительно повышает эффективность работы и удовлетворенность клиентов. 

5. Преимущества использования автоматических выключателей в распределительных сетях

Одним из главных преимуществ автоматических выключателей является повышение надежности электроснабжения.

Энергетические компании по всему миру испытывают все большее давление в связи с необходимостью сокращения продолжительности отключений электроэнергии. Даже короткие перебои могут привести к значительным экономическим потерям для промышленных и коммерческих потребителей.

По оценкам исследований, отключения электроэнергии обходятся предприятиям в миллиарды долларов ежегодно из-за простоев производства, повреждения оборудования и сбоев в работе.

Автоматические выключатели помогают минимизировать эти потери, автоматически восстанавливая электроснабжение после временных неисправностей.

Дополнительные преимущества включают:

Сокращение количества выездов ремонтных бригад

Автоматическое восстановление после неисправностей снижает необходимость поездок ремонтных бригад в удаленные места.

Более быстрая изоляция неисправностей

Интеллектуальные системы управления обеспечивают селективную защиту и секционное управление неисправностями.

Совместимость с интеллектуальными сетями

Современные автоматические выключатели поддерживают:

IEC 61850

DNP3

Связь Modbus

Это позволяет энергетическим компаниям интегрировать их в передовые платформы автоматизации распределительных сетей.

Экологические преимущества

Вакуумные автоматические выключатели устраняют необходимость в масляной изоляции и снижают зависимость от газа SF6, обладающего высоким потенциалом глобального потепления.

По мере ужесточения экологических норм вакуумная коммутационная технология становится предпочтительным выбором для энергетических компаний.

6. Как выбрать между автоматическим выключателем и автоматическим выключателем

Выбор между автоматическим выключателем и автоматическим выключателем зависит от требований к применению.

Автоматический выключатель, как правило, является лучшим выбором в следующих случаях:

Установка находится внутри подстанции

Автоматическое повторное включение не требуется

Система требует высокой отключающей способности

Применение связано с защитой промышленных процессов

Автоматический выключатель обычно предпочтительнее в следующих случаях:

Сеть включает воздушные распределительные линии

Часто возникают временные неисправности

Требуется автоматизация распределительной сети

Важны дистанционный мониторинг и управление

Приоритетом является повышение надежности энергоснабжения

Энергетические компании все чаще отдают предпочтение вакуумным автоматическим выключателям, поскольку они предлагают:

Длительный срок службы

Низкие затраты на техническое обслуживание

Высокую надежность

Экологически чистую эксплуатацию

Во многих современных распределительных системах автоматические выключатели и реклоузеры являются не конкурирующими устройствами, а взаимодополняющими решениями, которые работают вместе для повышения общей стабильности сети и эффективности защиты.

Заключение

Хотя и реклоузеры, и автоматические выключатели выполняют защитные функции в электрических системах, они предназначены для разных целей эксплуатации.

Автоматические выключатели в основном ориентированы на безопасное прерывание токов короткого замыкания, в то время как реклоузеры сочетают в себе защиту, автоматизацию и возможности автоматического восстановления электропитания.

По мере глобального расширения инфраструктуры интеллектуальных энергосетей, автоматические выключатели приобретают все большее значение в распределительных сетях среднего напряжения. Их способность сокращать продолжительность отключений, повышать надежность и поддерживать автоматизированную работу сети делает их важнейшим компонентом современных энергосистем.

Понимание различий между этими двумя устройствами помогает энергокомпаниям, инженерам и разработчикам проектов выбирать наиболее подходящее решение для защиты своих систем распределения электроэнергии.