روش خودکار جداسازی ایرادات تجهیزات مشتریان با استفاده از کلیدهای بار در شبکه‌های توزیع

1 مروری بر موارد

امنیت شبکه توزیع به طولانی مدت کمتر از دستور کار قرار گرفته است، با این حال خودکارسازی آن پشت سر خودکارسازی زیرстанسیون می‌ماند. استفاده از فاصله ۱۰ کیلوولت در زیرستانسیون‌های موجود برای تنظیم نقاط بخشی، نیازهای آینده شبکه را برآورده می‌کند. پیکربندی سوئیچ‌های توزیع، سوئیچ‌های بخشی و حفاظت باید با حفاظت خطوط خروجی زیرستانسیون مطابقت داشته باشد تا قابل اعتماد باشد. جداسازی عیب، خودبهسازی و بازیابی کلیدی در خودکارسازی توزیع هستند.

دانشمندان بهینه‌سازی بازیابی عیب شبکه توزیع هوشمند (چند منبع انرژی، منابع متقطع، ذخیره‌سازی انرژی) را مطالعه کرده‌اند، اما جداسازی عیب تجهیزات کاربری بر اساس سوئیچ بار را مورد بررسی قرار نداده‌اند. به عنوان مثال خط در شکل ۱: سوئیچ بخشی S3 به A، B، C خدمات می‌دهد. عیب A باعث عملکرد S3 می‌شود. عیب‌های گذرا اجازه موفقیت در بازپوشاندن را می‌دهند؛ عیب‌های دائمی باعث قطع برق B/C می‌شوند، که تولید را آسیب می‌بیند، تأمین انرژی را کاهش می‌دهد و مشکلات رفع عیب را افزایش می‌دهد (چون S3 نمی‌تواند عیب را تشخیص دهد و نیاز به بررسی یک به یک دارد). بنابراین، روش/وسیله‌ای بر پایه سوئیچ بار برای جداسازی عیب و شناسایی کاربران معیوب ضروری است. اطمینان حاصل کنید که S3 برای کاربران بدون عیب موفق به بازپوشاندن شود، صرف نظر از نوع کاربر/عیب (گذرای یا دائمی).

2 روش موثر برای جداسازی عیب تجهیزات کاربری برق با سوئیچ بار

سوئیچ بار، یک دستگاه کلیدزنی بین دستگاه قطع کننده و دستگاه جداکننده، دارای دستگاه ساده خاموش کننده القاء است. این دستگاه می‌تواند جریان بار متعارف و برخی جریان‌های بیش از حد را قطع کند اما نمی‌تواند جریان عیب کوتاه مداری را قطع کند. بنابراین، هنگامی که هر تجهیز کاربری عیب داشته باشد، فقط سوئیچ بخشی S3 برای حفاظت عمل می‌کند. اگر دستگاه عیب کاربر را تشخیص دهد و قبل از بازپوشاندن S3 سوئیچ بار آن را قطع کند، کاربر معیوب جداسازی می‌شود و S3 موفق به بازپوشاندن می‌شود. ارسال اطلاعات کاربر معیوب به کارکنان عملیات و نگهداری شبکه توزیع (O&M) از طریق پیامک به آنها اجازه می‌دهد تا سریعاً عیب را رفع کنند، کارکرد O&M را کاهش دهد، قابلیت اطمینان تأمین برق را افزایش دهد و تأمین برق کاربران بدون عیب را تضمین کند.

3 مسیر فنی برای جداسازی موثر عیب تجهیزات کاربری برق با سوئیچ بار
3.1 فرآیند ماژول منطقی فنی

به عنوان مثال عیب تجهیزات کاربر A. یک دستگاه تشخیص عیب در سوئیچ بار آن نصب کنید (همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است). بین سوئیچ بار و خط ورودی تنظیم شده، شامل ماژول تشخیص ولتاژ، ماژول تشخیص جریان، ماژول قضاوت و پردازش منطقی، تماس قطع کننده، تماس سیگنالی و ماژول ارسال سیگنال بی‌سیم (فرآیند منطقی در شکل ۳). خروجی‌های ماژول‌های تشخیص ولتاژ و جریان به ورودی ماژول منطقی متصل می‌شوند. خروجی آن به یک سر تماس قطع کننده و سیگنالی متصل می‌شود. سر دیگر تماس قطع کننده از طریق سیم لیزر سوئیچ بار به تجهیز اصلی کاربر متصل می‌شود؛ سر دیگر تماس سیگنالی به ماژول بی‌سیم متصل می‌شود. این امکان جداسازی موثر عیب، رسیدگی سریع به عیب توسط کارکنان نگهداری، کاهش کارکرد یافتن عیب و بهبود کارایی کار را فراهم می‌کند.

3.2 پیاده‌سازی سیم‌کشی فیزیکی

به عنوان مثال عیب تجهیزات کاربر A (همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است)، ماژول تشخیص ولتاژ به ترانسفورماتور ولتاژ اتوبوس اتاق توزیع عمومی برق متصل می‌شود و ماژول تشخیص جریان به CT1 (ترانسفورماتور جریان خط ورودی کاربر A) متصل می‌شود. ماژول قضاوت منطقی کاربر A جریان و ولتاژ ورودی را پردازش می‌کند.

هنگامی که کاربر A عیب کوتاه مداری دارد، جریان عبوری از ماژول قضاوت منطقی آن به (و فراتر از) جریان عیب پیش‌فرض بالا می‌رود و با "1" مشخص می‌شود. سپس سوئیچ بخشی S3 عمل می‌کند و ولتاژ اتوبوس اتاق توزیع عمومی از دست می‌دهد. تمام ماژول‌های منطقی کاربران این کاهش ولتاژ را تشخیص می‌دهند (با "1" مشخص می‌شود)، اما فقط ماژول کاربر A هم جریان عیب و هم کاهش ولتاژ (هر دو "1") را تشخیص می‌دهد. این "1"‌ها یک دروازه AND تشکیل می‌دهند که کاربر A را به عنوان معیوب شناسایی می‌کند.

ماژول منطقی کاربر A تماس قطع کننده TJ1 و تماس سیگنالی TJ2 را خروجی می‌دهد. TJ1 بسته می‌شود و به تغذیه مثبت و لیزر سوئیچ بار متصل می‌شود تا سوئیچ بار کاربر A را قطع کند. TJ2 بسته می‌شود و اطلاعات عیب را از طریق سیگنال بی‌سیم به کارکنان O&M شبکه توزیع ارسال می‌کند. این اطمینان می‌دهد که سوئیچ بار کاربر معیوب جریان عیب را قطع نمی‌کند اما عیب را جداسازی می‌کند. کاربران بدون عیب، با وجود کاهش ولتاژ (جریان عیب تشخیص داده نمی‌شود)، سوئیچ بار خود را قطع نمی‌کنند (دروازه AND فعال نمی‌شود).

به طور مشابه، جریان‌های ثانویه ترانسفورماتورهای جریان خط ورودی CT2 (کاربر B) و CT3 (کاربر C) به دستگاه تشخیصی متصل می‌شوند. منطق عیب بر اساس اصل کاربر A پیروی می‌کند و عیب‌های B/C را جداسازی می‌کند تا تأمین برق عادی سایرین تضمین شود.

4 هماهنگی با حفاظت سوئیچ بخشی و اقدامات ضد عمل غلط

• برای خطوط هوایی: دستگاه تشخیصی با زمان بازپوشاندن S3 هماهنگ می‌شود (معمولاً تأخیر ۱.۲ ثانیه پس از عمل). در ۱.۲ ثانیه، باید سوئیچ بار کاربر معیوب را قطع کند (برای جلوگیری از بازپوشاندن S3 روی عیب). اطلاعات عیب از طریق پیامک به کارکنان O&M ارسال می‌شود تا سریعاً تعمیر کنند.

• برای خطوط کابلی: از آنجا که S3 بازپوشاندن ندارد، دستگاه سوئیچ بار معیوب را قطع می‌کند و اطلاعات عیب را ارسال می‌کند. سپس کارکنان O&M S3 را بسته و تأمین برق کاربران بدون عیب را تضمین می‌کنند و زمان قطعی را کاهش می‌دهند.

• برای جلوگیری از قطع غلط سوئیچ‌های بار بدون عیب پس از بازپوشاندن S3: منطق دستگاه تشخیصی نیاز به تشخیص ابتدا جریان عیب و سپس کاهش ولتاژ (تشکیل دروازه AND) دارد. یک تأخیر به قضاوت کاهش ولتاژ اضافه می‌شود (برای جلوگیری از قطع غلط از جریان اولیه قبل از ولتاژ).

5 نتیجه‌گیری

نصب دستگاه‌های تشخیص عیب در سوئیچ‌های بار خط ورودی کاربران (همراه با حفاظت سوئیچ بخشی) به سوئیچ‌های بار اجازه می‌دهد تا خودکار عیب را جداسازی کرده و کارکنان O&M را هشدار دهند. این امر قابلیت اطمینان خطوط توزیع عمومی را افزایش می‌دهد، کارکرد یافتن عیب را کاهش می‌دهد و محدوده قطعی را محدود می‌کند. این دستگاه همچنین می‌تواند در سوئیچ‌های بار خط توزیع اصلی (همراه با حفاظت سوئیچ بخشی بالاتر) استفاده شود، عیب‌های پس از سوئیچ بار را جداسازی کرده و تأمین برق کاربران بین سوئیچ‌ها را تضمین می‌کند. این کار محدوده قطعی را کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان خطوط توزیع را افزایش می‌دهد.