كيف يحقق جهاز الدمج تلقائية التغذية في شبكة التوزيع

AC الجهد العالي القاطع التلقائي (القاطع في هذا المقال)

يعتبر القاطع التلقائي للجهد العالي (يشار إليه باسم القاطع في هذا المقال) جهاز توزيع للجهد العالي يتمتع بالتحكم الذاتي (حيث يمتلك وظائف الكشف عن تيار العطل والتحكم في تسلسل التشغيل والتنفيذ ذاتياً، دون الحاجة إلى أجهزة حماية وإدارة إضافية) ووظائف الحماية. يمكنه الكشف تلقائياً عن التيار والجهد المارين في الدائرة الرئيسية للقاطع. وفي حالة حدوث عطل، يقوم بفصل تيار العطل تلقائياً وفقاً لحماية الوقت المعكوس ويقوم بأداء عمليات إعادة الإغلاق المتعددة وفقاً للتسلسل الزمني المحدد مسبقاً.

1. الخصائص الرئيسية للمخطط القاطع لتحقيق الأتمتة التغذية

استخدام مخطط القاطع لتحقيق الأتمتة لخطوط التوزيع الهوائية يستفيد من خصائص القاطع مثل القدرة على قطع تيار القصر، وتضمين العديد من الوظائف بما في ذلك الحماية والمراقبة والتواصل. فهو لا يعتمد على عمل جهاز التحويل الحامي للمحطة الفرعية. من خلال التنسيق بين قيم الضبط والوقت بين القطعات، يمكن تحديد مكان العطل والعزل تلقائياً، ولديه وظيفة تمديد حافلة المحطة الفرعية إلى الخط.

بصفته جهاز حماية، يمكن للقاطع على الخط الرئيسي قطع العطل بسرعة والعزل في خط الفرع. الوظيفة الرئيسية لمخطط القاطع هي تحقيق الأتمتة التغذية. عندما لا يكون هناك نظام تواصل أوتوماتيكي، يمكنه العزل تلقائياً. وهذا يتيح تنفيذ المشروع الأوتوماتيكي كله بشكل تدريجي. عندما تكون الشروط متوفرة، يمكن تحسين أنظمة التواصل والأتمتة، أي يمكن تحقيق جميع الوظائف الأوتوماتيكية.

الأتمتة التغذية لمخطط القاطع مناسبة لهيكل التغذية ذو الشبكة البسيطة التي تتكون من شبكة حلقة مزدوجة مع طاقة احتياطية. يتم ربط الخطوط عبر جهاز التوصيل الوسيط. في العمل الطبيعي، يكون جهاز التوصيل في حالة فتح، ويتم تشغيل النظام بطريقة الحلقة المفتوحة. عند حدوث عطل في قسم معين، يمكن نقل التغذية الطبيعية عبر هيكل الشبكة، مما يجعل القسم غير المصاب يعمل بشكل طبيعي، وبالتالي تحسين موثوقية التغذية بشكل كبير. عندما لا يتجاوز المسافة بين مصدر الطاقةين 10 كم، ومن حيث عدد الأقسام والتنسيق الأوتوماتيكي، يفضل النظر في وضع الأربعة أقسام مع ثلاثة أجهزة قطع (قطعات)، ومتوسط طول كل قسم حوالي 2.5 كم.

وبأخذ التوصيل الموضح في الشكل 1 كمثال، B1 وB2 هما أجهزة القطع الخارجة (المفاتيح القاطعة) للمحطة الفرعية، وR0 - R2 هي أجهزة القطع القاطعة للخط. في الحالة الطبيعية، تكون B1، B2، R1، وR2 مغلقة، بينما تكون R0 مفتوحة.

• عطل القسم ①

• بالنسبة للأعطال المؤقتة، يتم استعادتها بواسطة عملية إعادة الإغلاق الواحدة أو الثانية لـ B1.

• عند حدوث عطل دائم: بعد أن تقوم B1 بعملية إعادة الإغلاق ويتم قفل فتحها، يقوم R1 بكشف فقدان الطاقة في القسم ①. بعد فترة فقدان الطاقة t1، يقوم R1 بفتح. يقوم R0 بكشف فترة فقدان الطاقة t2 (t2 > t1) في القسم ② ثم يقوم بإغلاق تلقائي بنجاح، مما يعزل العطل في القسم ①.

• عطل القسم ②

• يتم استعادة العطل المؤقت بواسطة عملية إعادة الإغلاق لـ R1 (من خلال التنسيق بين قيم الضبط لتجنب فتح B1).

• عند حدوث عطل دائم: بعد أن تقوم R1 بعملية إعادة الإغلاق ويتم قفل فتحها، يقوم R0 بكشف فترة فقدان الطاقة t2 في القسم ② ثم يقوم بإغلاق تلقائي. بعد الإغلاق على الخط المعيب، يتم قفل فتحه، مما يعزل العطل في القسم ②.

عملية عزل العطل واستعادة الطاقة للخطوط الثنائية القسم على الجانب الآخر من التوصيل هي نفسها كما هو مذكور أعلاه.

ملاحظات التطبيق (1) لتحقيق عزل العطل باستخدام مخطط القاطع، يحتاج جهاز القطع الخارجي للمحطة الفرعية إلى وظيفة القطع السريع في صفر ثانية ووظيفة القطع السريع بحد زمني للعطل. (2) عند حدوث عطل مؤقت أو دائم في خط فرعي، يتم استخدام رد فعل الحماية للقاطع التغذية المثبت على الخط الفرعي للعزل. يجب أن تكون قيمة الضبط وزمن العمل لقاطع الخط الفرعي أقل من تلك الخاصة بقاطع الخط الرئيسي.

يمكن تحقيق هدف تحسين موثوقية التغذية بتكلفة استثمارية منخفضة نسبياً باستخدام الطريقة المحلية للتحكم في الأتمتة لتوزيع الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، توفر الأجهزة مثل القطعات، والتي تكون من النوع المحوسب والذكي، واجهات للتوسع المستقبلي في مراقبة النظام عن بعد. عند توفر الشروط، وبعد تحسين أنظمة التواصل والمحطة الرئيسية، يمكن تحويلها إلى مخطط أتمتة التغذية تحت وضع التحكم بالمحطة الرئيسية.

2. كيفية تحسين موثوقية التغذية وتقليل وقت انقطاع الخط

(1) اختيار PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة) عالية الأداء كمركز التحكم للقاطع.

(2) إزالة الأعطال المؤقتة بسرعة لتقليل وقت الانقطاع. في نظام الطاقة، أكثر من 70% من أعطال الخطوط هي أعطال مؤقتة. إذا تم التعامل مع الأعطال المؤقتة بنفس طريقة الأعطال الدائمة، سيؤدي ذلك إلى انقطاع طويل الأمد. لذلك، يتم إضافة وظيفة إعادة الإغلاق السريعة الأولى للقاطع، والتي يمكنها إزالة الأعطال المؤقتة في غضون 0.3 - 1.0 ثانية (إعدادات مختلفة لخطوط مختلفة)، مما يقلل بشكل كبير من وقت الانقطاع أثناء الأعطال المؤقتة.

(3) إكمال قفل طرفي القسم المعيب في الوقت نفسه. عند حدوث عطل في الخط، يمكن للمفتاح القاطع التقليدي فقط قفل طرف واحد من الخط المعيب في كل مرة. ومع ذلك، يمكن استخدام القاطع لعزل طرفي القسم المعيب في نفس الوقت عند حدوث عطل دائم في الخط، مما يتجنب انقطاع الأقسام غير المعيبة، ويقلل من وقت استعادة التغذية الطبيعية، ويقلل من عدد مرات إعادة الإغلاق للقاطع، وكذلك تأثيره على نظام الشبكة الكهربائية.

3. مبادئ التطبيق للقطعات في شبكات التوزيع

(1) شروط التشغيل يجب أن تعطى جميع الأعطال فرصة لأن تعتبر أعطالاً مؤقتة. تجنب تأثير التيار الدخولي، ويجب أن يحدث التشغيل والقفل بعد الفتح فقط في حالة الأعطال الدائمة.

(2) ترتيب واختيار القطعات بشكل اقتصادي ومرن وفقاً لحجم الحمل وطول الخط.

(3) تحديد التيار المقنن، وقوة القطع، وتيار القصر، والتغيرات الحرارية والاستقرار الديناميكي للقاطع وفقاً لموقع التركيب. ينبغي اختيار الحد الأعلى لتيار القصر عادة فوق 16 كا لتلبية متطلبات سعة الشبكة الكهربائية المتزايدة باستمرار.

(4) ضبط التنسيق الصحيح للحماية، مثل تيار القطع، وعدد مرات إعادة الإغلاق، وخصائص زمن التأخير.

(5) بالنسبة للتنسيق بين القطعات، يجب أن يكون إعداد زمن عمل تيار العطل أقل مستوى بمستوى. يجب أن يكون إعداد زمن التأخير للقاطع أطول مستوى بمستوى (عادة ما يتم ضبطه على 8 ثوانٍ).