12 kV jednofázový rekluzér s komunikáciou DNP3.0, 11 kV stĺpový vysokonapätový rekluzér

Jednofázová opätovná zapojenie (Single phase reclosing) je automatický spôsob zapojenia používaný v elektrických sietiach na ochranu prepojovacích línií. Jeho princíp je nasledovný: pri jednofázovej poruche sa odpojí len poruchačná fáza a vykoná sa opätovné zapojenie; pri medzifázovej poruche sa odpojia tri fázy a rozhodne sa, či sa vykoná trojfázové opätovné zapojenie podľa situácie; ak sa opätovné zapojenie zlyhá a porucha sa opakuje, odpojia sa tri fázy. Tento spôsob sa hlavne používa v systéme veľkého zemného prúdu s napätím 220 kV a vyššie, čím zvyšuje spoľahlivosť dodávky elektrickej energie a dočasnú stabilitu systému. Keďže zdravé fázy generujú skrytý prúd prostredníctvom kapacitnej a vzájomnej indukčnej väzby, ktorý ovplyvňuje uhásenie ohňa v poruchačnom bode, je potrebné použiť opatrenia na uhásenie ohňa, napríklad uzemnenie neutrálu vysokonapätého reaktora alebo dočasné zapojenie uzemňovacieho spínača. Jeho prvky na výber fázy zahŕňajú vzdialenosťový výber fázy, výber fázy podľa zmeny rozdielu fázových prúdov a rýchly výber fázového prúdu. Medzinárodne sa pri ultra vysokonapätých líniách s napätím nad 1000 kV často používa jednofázové opätovné zapojenie, pri dvojlinkách na rovnakom stĺpe sa používa spôsob opätovného zapojenia podľa jednotlivých fáz.

Pracovné skúsenosti s elektrickými sytémy dokazujú, že väčšina porúch na vzduchových líniách je dočasná, napríklad: povrchové preklety izolátorov spôsobené prebytkovým napätím z blesku, dočasné dotyky vodičov spôsobené silným vetrom, výboje cez telo vtákov a skraty spôsobené padaním vetalín alebo iných predmetov na vodiče. Po rýchlom odpojení poruchačnej línie sa ohňa okamžite uhásne, izolačná pevnosť poruchačného bodu sa obnoví, takže opätovné zapojenie línie po jej odpojení môže výrazne zvýšiť spoľahlivosť dodávky elektrickej energie. Väčšina línií s napätím 110 kV a nižšie používa trojfázové jednorazové opätovné zapojenie. Podľa pracovných skúseností je pri vysokonapätých vzduchových líniách v systéme veľkého zemného prúdu s napätím nad 110 kV viac ako 70 % skratov jednofázových zemných skratov, najmä pri vzduchových líniách s napätím nad 220 kV, kde je medzifázová vzdialenosť veľká, dosahuje podiel jednofázových zemných skratov až 90 %. V takejto situácii, ak sa odpojí len poruchačná fáza a vykoná sa opätovné jednofázové zapojenie, zatiaľ čo zdravé fázy pokračujú v prevádzke počas cyklu opätovného zapojenia, možno výrazne zvýšiť spoľahlivosť dodávky elektrickej energie a stabilitu paralelnej prevádzky systému. Preto sa v systéme veľkého zemného prúdu s napätím nad 220 kV široko používa jednofázové opätovné zapojenie. Po odpojení jednej fázy pri dočasnej jednofázovej zemnej poruche zdrojom ochrany, zdravé fázy dodávajú kapacitný prúd do poruchačného bodu prostredníctvom medzifázovej a zemnej kapacity, súčasne sa indukčné napätie v poruchačnej fáze generuje v dôsledku vzájomnej indukcie z namáhaného prúdu zdravých fáz a dodáva indukčný prúd do poruchačného bodu prostredníctvom medzifázovej a zemnej kapacity. Tieto dve časti prúdu spoločne tvoria skrytý prúd. Veľkosť skrytého prúdu závisí od parametrov línie. Všeobecne platí, že vyššie napätie línie a väčší namáhaný prúd vedú k väčšiemu skrytému prúdu. Vzhľadom na prítomnosť skrytého prúdu je ťažké uhasiť ohňa v poruchačnom bode, čo spôsobuje oneskorenie jednofázového opätovného zapojenia. Pri použití rýchleho jednofázového opätovného zapojenia môže dôjsť k zlyhaniu jednofázového opätovného zapojenia a odpojenia troch fáz.

Čas trvania jednofázového opätovného zapojenia (čas od odpojenia zdroja v poruchačnom bode do opätovného pripojenia pracovného napätia) musí byť dlhší ako čas potrebný na uhásenie ohňa v poruchačnom bode a obnovu izolácie línie. Na rozdiel od trojfázového opätovného zapojenia, v procese jednofázového opätovného zapojenia, kde je odpojená len poruchačná fáza, pokiaľ ohňa v poruchačnom bode neuhásne, je poruchačný bod stále spojený medzifázovou kapacitou a dodáva prúd na udržanie ohňa z dvoch fáz, ktoré sú stále v prevádzke. Po uhásení ohňa sa poruchačný bod hlavne vystaví rozdelenému napätiu vytvorenému dvomi fázami v prevádzke prostredníctvom zemnej kapacity poruchačnej fázy. Keď sa ohňa roztrhne v dôsledku prechodu prúdu cez nulu a sa rozšíri, ak rýchlosť obnovy izolácie v poruchačnom bode je nižšia ako rýchlosť nárastu napätia prepojenia, dôjde k opätnému prepojení izolácie v poruchačnom bode blízko vrcholu napätia. V tomto okamihu okrem prúdu ohňa dodávaného neporuchačnými fázami sa aj energia uložená v poruchačnej kapacite uvoľní do poruchačného bodu, čím vznikne opätovný prúd ohňa, ktorého vrchol je oveľa vyšší ako stacionárny prúd predchádzajúceho ohňa. Tento jav sa opakuje každú poloperiódu sinessového napätia, čím ovplyvňuje konečný čas uhásenia ohňa. Čím vyššie pracovné napätie línie a čím dlhšia jej dĺžka, tým dlhší bude konečný čas uhásenia ohňa. Skúsenosti s umelnými skratkami a skutočné pracovné záznamy potvrdzujú tento závěr. Aby sa skrátil čas jednofázového opätovného zapojenia na rozumnú hodnotu, napríklad nie viac ako 1 s, aby sa splnili požiadavky na stabilitu systému (čas opätovného zapojenia), koordináciu reláčnej ochrany a iné požiadavky, a zároveň sa neznížila úspešnosť opätovného zapojenia, sa na stredne dlhých dlhších líniach s napätím 500 kV a vyššie široko používa doplnkové opatrenie na uhásenie ohňa. Existujú dve hlavné metódy: ① Uzemnenie neutrálu vysokonapätého reaktora, ktorý slúži na kompenšáciu kapacity línie, prostredníctvom reaktora vhodnej hodnoty. Jeho účinok je ekvivalentný paralelnému pripojeniu rezonančného induktora, čo výrazne znížiť pokračujúci prúd prechádzajúci poruchačným bodom a obnovovacie napätie cez poruchačný bod, čím sa vytvorí predpoklad pre rýchle a úspešné konečné uhásenie ohňa. Táto metóda bola úspešne a široko použitá v elektrických sietiach. ② V procese jednofázového opätovného zapojenia sa na oboch koncoch odpojenej poruchačnej fázovej línie dočasne zapne uzemňovací spínač, čo spôsobí, že poruchačný bod bude mať v podstate nulový potenciál a dosiahne cieľ rýchleho uhásenia ohňa. Pre špeciálne dôležité ťažko namáhané línie (dvojlinky na rovnakom stĺpe), ak sa plánuje úspešné opätovné zapojenie podľa fáz v prípade poruchy s rôznymi názvami fáz (napríklad porucha fázy A v línii A a porucha fázy B v línii B), je uzemňovací spínač vhodnou riešením.