Pamamahala ng Circuit Breaker na IED-Business sa mga High Voltage Substations
Buod ng Kontrol ng High Voltage Circuit Breaker na may Intelligent Electronic Devices (IED)
Panimula
Ang mga Intelligent Electronic Devices (IEDs) ay nag-udyok sa kontrol at awtomatikong pagkontrol ng high voltage (HV) circuit breakers sa mga substation. Sa pamamagitan ng pagsasama ng advanced digital technology, ang mga IEDs ay nagbibigay ng real-time monitoring, management, at kontrol mula sa isang centralized remote hub, na nagpapataas ng epektibidad, reliabilidad, at kaligtasan ng mga power systems.
Pag-install at Pagsasama
Ang isang circuit breaker control IED ay maaaring i-install sa loob ng circuit breaker cabinet sa switchyard o sa relay/control room. Mahalagang tandaan na ang mga function tulad ng Breaker Failure (BF), Auto Reclose (AR), at Circuit Supervision (CS) ay karaniwang hindi naisama sa Breaker Control IED at maaaring hawakan ng hiwalay na protective relays o iba pang mga device.
Pagsasama ng Mga Signal
Sa ilang mga aplikasyon ng substation, sa halip na magkaroon ng individual na trip/close wires para sa bawat protective o control IED na konektado sa parehong circuit breaker, ang isang single circuit breaker control IED ay maaaring sumama lahat ng trip o close signals mula sa maraming IEDs. Ang approach na ito ay simplifies ang wiring at binabawasan ang bilang ng mga koneksyon, na nagpapataas ng epektibidad at madaling mapanatili ng sistema.
Monitoring at Auxiliary Functions
Ang circuit breaker control IED ay patuloy na nangomonito ang status ng circuit breaker, kabilang:
Position Status: Bukas, sarado, o intermediate positions.
Pressure Levels: Hydraulic, pneumatic, o gas pressure, na mahalaga para sa tamang operasyon.
Auxiliary Contacts: Ginagamit upang magbigay ng impormasyon tungkol sa status sa mga related IEDs
Karagdagan pa, ang IED ay nagbibigay ng maraming auxiliary functions:
Anti-pumping Function: Nagbabawas ng circuit breaker mula sa pag-reclose hanggang sa ma-address ang sanhi ng pagkakasala. Kung may anti-pump function sa circuit breaker mismo, ang anti-pump function ng IED ay dapat i-disable upang maiwasan ang mga kontradyeksiyon.
Circuit Breaker Coil Supervision: Nangomonito ang kalusugan ng trip at close coils upang tiyakin na sila ay gumagana nang tama.
Pressure Supervision: Nag-uulat sa mga operator tungkol sa mababang presyon at nakakablock ng tripping/closing commands kung ang presyon ay hindi sapat.
Pangunahing Mga Function ng Circuit Breaker Control IED
Acquisition of Primary Switch Status Information: Ang IED ay kumukolekta ng data tungkol sa posisyon at status ng circuit breaker.
Execution of Trip/Close Commands: Ang IED ay maaaring i-execute ang trip o close commands lokal o remote via SCADA, Bay Control Units, o protection IEDs.
Phase-Segregated Tripping and Closing: Ang IED ay maaaring independent na trip o close individual phases (A, B, C) o gumawa ng three-phase operations. Ngunit, hindi ito kasama ang integrated logic para sa pole discrepancy.
Anti-Pumping Function: Nagbabawas ng circuit breaker mula sa pag-reclose sa panahon ng fault condition.
Circuit Breaker Coil Supervision: Titiyakin ang integridad ng trip at close coils.
Pressure Supervision: Nangomonito ang presyon levels upang tiyakin ang ligtas na operasyon at maiwasan ang mga unsafe actions.
Signal Interaction sa Circuit Breaker IED
Kapag may power system fault:
Protection IEDs detect the fault at issue a trip command to the Breaker Control IED. Ang Breaker Control IED ay pagkatapos trip ang corresponding circuit breaker gamit ang hardwired signals (Phase A, B, C, o 3-phase tripping). Pagkatapos ng tripping, ang IED ay kumuha ng bagong status ng circuit breaker (e.g., bukas o sarado) at nagbibigay ng impormasyon na ito sa relevant IEDs via hardwired signals. Karagdagang status information, tulad ng mababang presyon, ay din nangomonito at inuulat. Ang trip signal mula sa protection IEDs ay ginagamit din upang simulan ang Auto Reclose (AR) function, na sumusubok na ibalik ang power pagkatapos ng fault. Ang AR close command ay ipinapadala sa Breaker Control IED via hardwired signals. Parehong, ang trip signal ay maaaring simulan ang Breaker Failure (BF) function, at re-trip signals ay din hardwired sa IED. Remote control commands (opening/closing) mula sa RTU/SCADA, local substation automation systems, o Bay Control Units ay din hardwired sa circuit breaker control IED.
Komunikasyon sa IEC 61850 at GOOSE
Sa modernong mga substation, ang Breaker Control IED ay maaaring makomunikasyon gamit ang IEC 61850 protocol, partikular sa pamamagitan ng GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event) messages. Ito ay nagbibigay ng seamless integration sa iba pang intelligent devices sa substation, na nagbabawas ng pangangailangan para sa hardwired connections at nagpapataas ng flexibility at reliabilidad ng sistema.
Ang Figure 1 ay nagpapakita ng typical application ng circuit breaker control IED gamit ang GOOSE communication. Sa praktikal, redundant networks (Network A at Network B) ay kadalasang ipinapatupad upang tiyakin ang mas mataas na reliabilidad.
Role sa Substation Automation
Ang Breaker Control IED ay gumagampan bilang digital interface sa pagitan ng secondary devices (tulad ng protection IEDs, SCADA systems, at Bay Control Units) at high-voltage primary equipment (circuit breakers). Ito ay nagpapahusay sa transition mula sa traditional analog systems patungo sa fully digitalized substations, na nagbibigay ng advanced features tulad ng real-time monitoring, automated control, at improved fault handling.
Other Main functions of circuit breaker control IED:
Sa figure 2 ipinapakita ang functional at signal interactions ng circuit breaker control IED:
Comprehensive Overview ng High Voltage Circuit Breaker Control na may Intelligent Electronic Devices (IED)
Panimula
Ang mga Intelligent Electronic Devices (IEDs) ay naglalaro ng mahalagang papel sa modernong mga substation sa pamamagitan ng pag-enable ng advanced control at monitoring ng high voltage (HV) circuit breakers. Ang Circuit Breaker Controller ay isang specialized IED na kumukuha ng impormasyon mula sa mga circuit breakers at nagpapadala ng control commands sa kanila, na nagpapahusay ng real-time management at awtomatikong pagkontrol. Ang device na ito ay nakakainterface sa traditional analog signal-based breakers sa pamamagitan ng hardwired input/output contacts, na nagcoconvert ng electrical signals sa digital data para sa komunikasyon via IEC 61850 protocol at GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event) messages.
Key Functions ng Circuit Breaker Controller
Gathering Information mula sa Breakers
Position Status: Bukas, sarado, o intermediate positions.
Control Pressure Status: Hydraulic, pneumatic, o gas pressure levels.
Auxiliary Contacts: Additional status signals tulad ng mababang presyon, fault conditions, etc.
Hardwired Inputs: Ang Circuit Breaker Controller ay gumagamit ng hardwired input contacts upang kumuha ng iba't ibang status information mula sa circuit breakers, kabilang:
Analog-to-Digital Conversion: Ang controller ay nagoconvert ng mga analog signals sa digital format, nagpapahusay ng compatibility ng data sa modernong communication protocols.
Sending Control Commands sa Breakers
Hardwired Outputs: Ang Circuit Breaker Controller ay gumagamit ng hardwired output contacts upang ipadala ang trip o close commands sa circuit breakers. Ang mga commands na ito ay inexecute batay sa instructions na natanggap mula sa protective devices, SCADA systems, o bay control units.
Phase-Segregated Circuits: Ang controller ay karaniwang nagbibigay ng phase-segregated tripping at closing circuits, na nagbibigay ng independent control sa individual phases (A, B, C) o three-phase operations. Para sa three-phase circuit breaker, ito ay karaniwang nagbibigay ng isang close coil at dalawang trip coils.
Communication via GOOSE Messages
Publishing Information sa Bay Level Devices: Pagkatapos kumuha ng electrical information mula sa circuit breakers, ang Circuit Breaker Controller ay nagoconvert ng data na ito sa digital signals at inpublish ito sa bay level IEDs via process bus using GOOSE messages. Ito ay nagbibigay ng access sa iba pang devices sa substation sa real-time status updates.
Receiving GOOSE Messages mula sa Bay Level Devices: Kapag may power system fault o remote control command, ang related protective devices o bay control units ay inpublish ang corresponding GOOSE messages (e.g., trip command, close command). Ang Circuit Breaker Controller, bilang subscriber, ay tumatanggap ng mga messages na ito at gumagawa ng appropriate actions, tulad ng tripping o closing ng circuit breaker via its hardwired output contacts.
Repeated Tripping Prevention (Anti-Pump Function)
Preventing Repeated Tripping: Kung ang circuit breaker ay manually o automatically closed sa isang permanent fault at ang closing signal ay umiiral, ang breaker ay maaaring subukan na iclose maraming beses pagkatapos ng bawat trip. Upang maiwasan ito, ang Circuit Breaker Controller ay may anti-pump function na nagtitiyak na ang breaker ay trip lang isang beses at nagbabawas ng further closing hanggang sa ang closing circuit ay de-energized ng operator.
Configuration Consideration: Kung ang circuit breaker mismo ay may anti-pump circuit, ang anti-pump function sa Circuit Breaker Controller ay dapat i-disable upang maiwasan ang mga kontradyeksiyon.
Circuit Breaker Coil Supervision
Close Coil Supervision: Ang Circuit Breaker Controller ay maaaring nangomonito ang status ng close coil gamit ang auxiliary relays. Ito ay nangyayari sa pamamagitan ng pagconnect ng terminal sa negative pole ng power supply in series with the normally closed auxiliary contact (52b) ng circuit breaker. Kung ang terminal ay din konektado sa close coil (CC), ang auxiliary relays ay maaaring magbigay ng supervision sa kalusugan ng close coil.
Trip Coil Supervision: Parehong, ang controller ay maaaring nangomonito ang status ng trip coil gamit ang auxiliary relays. Ito ay ginagawa sa pamamagitan ng pagconnect ng terminal sa negative pole ng power supply in series with the normally open auxiliary contact (52a) ng circuit breaker. Kung ang terminal ay din konektado sa trip coil (TC), ang auxiliary relays ay maaaring nangomonito ang kondisyon ng trip coil.
Pressure Supervision at Blocking
Critical Pressure Monitoring: Ang presyon sa circuit breakers ay mahalaga para sa tamang operasyon. Abnormal na presyon levels ay maaaring magresulta sa malfunctions, reduced lifespan, o even damage sa breakers. Kaya, ang Circuit Breaker Controller ay nangomonito ng lahat ng uri ng pressure signals (e.g., hydraulic, pneumatic, gas) sa related circuit breakers.
Pressure Block Functions: Kapag natanggap ang trip o close command, ang controller ay nag-implement ng pressure block functions upang maiwasan ang unsafe operations. Kung ang presyon ay mas mababa sa safe threshold, ang controller ay nag-block ng execution ng command upang protektahan ang breaker. Ang mga block functions na ito ay nagtiyak na ang circuit breaker ay gumagana lamang sa ligtas na kondisyon.
Phase-Segregated Tripping at Closing Circuits
Ang Circuit Breaker Controller ay karaniwang nagbibigay ng phase-segregated tripping at closing circuits, na nagbibigay ng independent control sa bawat phase. Para sa three-phase circuit breaker, ang controller ay karaniwang kinabibilangan ng:
One Close Coil: Ginagamit upang isara ang lahat ng tatlong phases simultaneously.
Two Trip Coils: Isa para sa single-phase tripping at isa pa para sa three-phase tripping. Ang disenyo na ito ay nagbibigay ng flexible at precise control sa circuit breaker, depende sa specific requirements ng power system.
Conclusion
Ang Circuit Breaker Controller ay isang vital na component sa modernong mga substation, na nagbibridgit ng gap sa pagitan ng traditional analog circuit breakers at digital communication systems. Sa pamamagitan ng pagsasama ng advanced features tulad ng GOOSE message communication, anti-pump functionality, at coil supervision, ang controller ay nagpapataas ng reliabilidad, kaligtasan, at epektibidad ng high-voltage circuit breaker operations. Ang kanyang kakayahan na kumuha ng real-time data at i-execute ang control commands ay nagpapahusay ng smooth operation ng substations, kahit sa complex at dynamic power environments.
