Para sa Automatic na Paghahalo ng mga Sakit ng Kagamitan ng Customer Gamit ang Mga Load Switch sa Distribution Networks

1 Buod

Ang kaligtasan ng distribution network ay matagal nang hindi sapat na napapansin, at ang automatikong pag-aandar nito ay mas mababa kaysa sa substation automation. Ang paggamit ng 10 kV intervals ng umiiral na mga substation para magtakda ng line section points ay sumasalamin sa hinaharap na pangangailangan ng grid. Ang konfigurasyon ng mga distribution switches, section switches, at proteksyon ay dapat tumugon sa out-going line protection ng substation para sa reliabilidad. Ang pagsasara ng fault, self-healing, at restoration ay mahalaga sa distribution automation.

Ang mga iskolar ay nag-aral ng smart distribution network fault-restoration optimization (multi-power, intermittent sources, energy storage), ngunit hindi ang load-switch-based user-equipment fault isolation. Sa halimbawa ng linya sa Figure 1, ang section switch S3 ay naglilingkod sa A, B, C. Ang pagkasira ni A ay nagdudulot ng tripping sa S3. Ang mga transient faults ay pinapayagan ang matagumpay na reclosing; ang permanent ones ay nagdudulot ng pagkawala ng supply kay B/C, na nakakasama sa produksyon, pagkawala ng supply, at dagdag na troubleshooting (bilang ang S3 ay hindi makakilala ng direktang ang pagkasira, na nangangailangan ng one-by-one checks). Kaya, ang isang paraan/pamamaraan ng load switch ay lubhang kailangan upang mailayo ang mga pagkasira, at kilalanin ang mga may pagkasira na users. Siguraduhing matagumpay ang reclosing ng S3 para sa mga walang pagkasira na users, anumang uri ng user/pagkasira (transient/permanent).

2 Paraan para Maka-isolate ng Epektibong Mga Pagkasira ng Power User Equipment Gamit ang Load Switches

Ang load switch, isang switching device sa pagitan ng circuit breaker at isolating switch, ay may simpleng arc-extinguishing device. Ito ay maaaring putulin ang rated load current at ilang overload current ngunit hindi ang short-circuit fault current. Kaya, kapag ang anumang user equipment ay nagkaroon ng pagkasira, lamang ang section switch S3 ang magtritrip para sa proteksyon. Kung ang isang device ay nakakadetect ng may pagkasira na user at nagtritrip ng load switch bago ang S3 mag-reclose, ang may pagkasira na user ay mailalayo, at ang S3 ay matagumpay na mag-reclose. Ang pagpapadala ng impormasyon tungkol sa may pagkasira na user sa distribution network operation & maintenance (O&M) personnel gamit ang text message ay nagbibigay-daan sa kanila upang mabilis na tugunan ang mga pagkasira, na binabawasan ang O&M workload, at nangangalakal ng mas maasahan na power supply, at nagpapaliguan ng supply ng non-faulty users.

3 Teknikal na Ruta para Maka-isolate ng Epektibong Mga Pagkasira ng Power User Equipment Gamit ang Load Switches
3.1 Proseso ng Teknikal na Logic Module

Sa halimbawa ng pagkasira ng equipment ng User A. Ilagay ang isang fault detection device sa kanyang load switch (tulad ng ipinapakita sa Figure 2). Itatakda ito sa pagitan ng load switch at incoming line, mayroon itong voltage detection module, current detection module, logic judgment & processing module, tripping contact, signaling contact, at wireless signal sending module (logic process sa Figure 3). Ang output ng voltage at current detection modules ay konektado sa input ng logic module. Ang kanyang output ay konektado sa isang dulo ng tripping contact at signaling contact. Ang ibang dulo ng tripping contact ay konektado sa primary equipment ng user sa pamamagitan ng tripping coil ng load switch; ang ibang dulo ng signaling contact ay konektado sa wireless module. Ito ay nagbibigay-daan sa epektibong paghihiwalay ng fault, mabilis na pagtugon sa pagkasira ng maintenance staff, binabawasan ang workload sa paghahanap ng pagkasira, at nagpapabuti ng efisiensiya ng trabaho.

3.2 Implementasyon ng Pisikal na Wiring

Sa halimbawa ng pagkasira ng equipment ng User A (tingnan ang Figure 4), ang voltage detection module ay konektado sa bus voltage transformer ng public power distribution room, at ang current detection module ay konektado sa CT1 (current transformer ng incoming line ng User A). Ang logic judgment module ng User A ay proseso ang input na current at voltage.

Kapag si User A ay may short-circuit fault, ang current sa pamamagitan ng kanyang logic judgment module ay tumaas hanggang (at lumampas) sa preset fault current, na tinandaan bilang "1". Pagkatapos, ang section switch S3 ay magtritrip, na nagdudulot ng pagkawala ng voltage sa bus ng public distribution room. Ang lahat ng users' logic modules ay nadetect ang pagkawala ng voltage (tinandaan bilang "1"), ngunit ang module ng User A lang ang nadetect ang parehong fault current at pagkawala ng voltage (parehong "1"). Ang mga "1" na ito ay bumubuo ng AND gate, na nagbibigay-daan sa pagkilala ng User A bilang may pagkasira.

Ang logic module ng User A ay lumilikha ng tripping contact TJ1 at signaling contact TJ2. Ang TJ1 ay magc-close, konektado sa positive power supply at load-switch tripping coil upang tripin ang load switch ng User A. Ang TJ2 ay magc-close, nagpapadala ng impormasyon tungkol sa pagkasira sa distribution network O&M staff sa pamamagitan ng wireless. Ito ay nagbibigay-daan sa paghihiwalay ng may pagkasira na user, habang ang S3 ay matagumpay na mag-reclose. Ang mga non-faulty users, bagaman may pagkawala ng voltage (walang detected fault current), ay hindi magtritrip ang kanilang mga load switches (AND gate hindi aktibo).

Parehong paraan, ang secondary currents ng incoming line current transformers CT2 (User B) at CT3 (User C) ay konektado sa detection device. Ang fault logic ay sumusunod sa prinsipyong ng User A, na naghihiwalay ng mga pagkasira para sa B/C upang siguraduhin ang normal na power supply ng iba.

4 Pagsasama-sama sa Proteksyon ng Section Switch & Anti-Maloperation Measures

• Para sa overhead lines: Ang fault detector ay nagsasama-sama sa reclosing time ng S3 (karaniwang 1.2s delay post-trip). Sa loob ng 1.2s, ito ay dapat magtrip ng faulty user's load switch (na nagpipigil sa S3 mula mag-reclose sa mga pagkasira). Ang impormasyon tungkol sa pagkasira ay initeksto sa O&M staff para sa mabilis na pagrerepair.

• Para sa cable lines: Dahil wala ang S3 ng reclosing, ang detector ay magtrip ng faulty load switch at initeksto ang impormasyon tungkol sa pagkasira. Ang O&M staff pagkatapos ay magclose ng S3, na nagbibigay-daan sa non-faulty users' power at nagbabawas ng oras ng outage.

• Upang maiwasan ang mis-tripping ng non-faulty load switches pagkatapos ng S3 mag-reclose: Ang detector's logic ay nangangailangan ng una na sensing fault current surge, pagkatapos ang pagkawala ng voltage (forming an AND gate). Idinagdag ang delay sa paghuhusga ng pagkawala ng voltage (upang maiwasan ang mis-trips mula sa inrush current na umabot bago ang voltage).

5 Kasimpulan

Ang pag-install ng fault detectors sa incoming line load switches ng mga users (nagsasama-sama sa proteksyon ng section switch) ay nagbibigay-daan sa load switches na auto-isolate ang mga pagkasira at alert ang O&M staff. Ito ay nagpapataas ng reliabilidad ng public distribution line, nagbabawas ng troubleshooting workload, at nagbibilanggo ng pagkalat ng outage. Ang device ay maaari ring gamitin sa main distribution line load switches (nagsasama-sama sa upper-level section switch protection), na naghihiwalay ng post-load-switch faults at nagbibigay-daan sa power para sa mga users sa pagitan ng mga switch. Ito ay nagpapaliit ng saklaw ng outage at nagpapabuti ng reliabilidad ng distribution line.