Methode voor automatische isolatie van storingen in klantapparatuur door middel van belastingschakelaars in distributienetten

1 Overzicht

De veiligheid van het distributienetwerk is lang onvoldoende aangepakt, met automatisering die achterloopt op de automatisering van de transformatorhuisjes. Het gebruik van 10 kV-intervallen van bestaande transformatorhuisjes om sectiepunten in te stellen, voldoet aan toekomstige netwerkeisen. De configuratie van distributieschakelaars, sectieschakelaars en bescherming moet overeenkomen met de uitgaande-lijnbescherming van de transformatorhuisjes voor betrouwbaarheid. Foutisolatie, zelfherstel en herstel zijn cruciaal voor distributieautomatisering.

Scholars hebben slimme distributienetwerk fout-herstel optimalisatie (multi-energie, onderbrekende bronnen, energieopslag) bestudeerd, maar niet de foutisolatie gebaseerd op laadverdelers. Neem de lijn in Figuur 1: Sectieschakelaar S3 bedient A, B, C. Een fout bij A activeert het uitschakelen van S3. Tijdelijke storingen laten succesvolle herinvoegen toe; permanente veroorzaken stroomuitval voor B/C, wat productie schaadt, levering belemmert en probleemoplossing vergroot (omdat S3 de fout niet kan lokaliseren, vereist dit een voor een controle). Daarom is er dringend behoefte aan een methode/apparaat met laadverdelers om fouten te isoleren en defecte gebruikers te identificeren. Zorg ervoor dat S3 succesvol heringevoegd wordt voor niet-defecte gebruikers, ongeacht gebruiker/storingstype (tijdelijk/permanent).

2 Methode voor Effectieve Isolatie van Stroomgebruikersapparatuur Fouten met Laadverdelers

Een laadverdeler, een schakelapparaat tussen een circuitbreker en een isolerende schakelaar, heeft een eenvoudig boogdoofapparaat. Het kan de nominale belastingsstroom en enkele overbelastingsstromen onderbreken, maar niet de kortsluitingsfoutstroom. Dus, wanneer welk gebruikersapparaat dan ook faalt, trips alleen sectieschakelaar S3 voor bescherming. Als een apparaat de defecte gebruiker detecteert en diens laadverdeler uitschakelt voordat S3 heringevoegd wordt, wordt de defecte gebruiker geïsoleerd en S3 heringevoegd. Door de informatie over de defecte gebruiker per sms naar het distributienetwerk O&M-personeel te sturen, kunnen zij snel reageren, het O&M-werk verminderen, de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening verbeteren en de stroomvoorziening van niet-defecte gebruikers garanderen.

3 Technische Route voor Effectieve Isolatie van Stroomgebruikersapparatuur Fouten met Laadverdelers
3.1 Technische Logica Module Proces

Neem als voorbeeld een fout in het apparaat van Gebruiker A. Installeer een foutdetectieapparaat bij diens laadverdeler (zie Figuur 2). Plaats het tussen de laadverdeler en de ingang, het heeft een spanningdetectiemodule, een stroomdetectiemodule, een logische oordeels- en verwerkingsmodule, een uitschakelcontact, een signaalcontact en een draadloze verzendmodule (logisch proces in Figuur 3). De uitgangen van de spanning- en stroomdetectiemodules zijn verbonden met de ingang van de logische module. De uitgang is verbonden met één kant van het uitschakelcontact en het signaalcontact. De andere kant van het uitschakelcontact is verbonden met de primaire apparatuur van de gebruiker via de uitschakelspoel van de laadverdeler; de andere kant van het signaalcontact is verbonden met de draadloze module. Dit maakt effectieve foutisolatie mogelijk, snelle foutafhandeling door onderhoudspersoneel, verminderde foutzoekwerklast en verbeterde werkproductiviteit.

3.2 Fysieke Bedrading Implementatie

Neem als voorbeeld een fout in het apparaat van Gebruiker A (zie Figuur 4), de spanningdetectiemodule is verbonden met de busspanningstransformator van de openbare stroomverdelingsruimte, en de stroomdetectiemodule is verbonden met CT1 (stroomtransformator van de ingang van Gebruiker A). De logische oordeelsmodule van Gebruiker A verwerkt de ingangsstroom en -spanning.

Wanneer Gebruiker A een kortsluitingsfout heeft, neemt de stroom door de logische oordeelsmodule toe tot (en overschrijdt) de ingestelde foutstroom, gemarkeerd als "1". Vervolgens trips sectieschakelaar S3, waardoor de bus van de openbare stroomverdelingsruimte zijn spanning verliest. Alle logische modules van de gebruikers detecteren deze spanningverlies (gemarkeerd "1"), maar alleen de module van Gebruiker A detecteert zowel de foutstroom als het spanningverlies (beide "1"). Deze "1's" vormen een AND-poort, waarmee Gebruiker A als defect wordt geïdentificeerd.

De logische module van Gebruiker A geeft de uitschakelcontacten TJ1 en signaalcontact TJ2 uit. TJ1 sluit, verbonden met de positieve voeding en de uitschakelspoel van de laadverdeler om de laadverdeler van Gebruiker A uit te schakelen. TJ2 sluit, stuurt foutinformatie naar het distributienetwerk O&M-personeel via draadloos. Dit zorgt ervoor dat de laadverdeler van de defecte gebruiker de foutstroom niet onderbreekt, maar de fout wel isoleert. Niet-defecte gebruikers, ondanks spanningverlies (geen foutstroom gedetecteerd), schakelen hun laadverdeler niet uit (AND-poort niet geactiveerd).

Op dezelfde manier zijn de secundaire stromen van de ingangslijnstroomtransformators CT2 (Gebruiker B) en CT3 (Gebruiker C) verbonden met het detectieapparaat. De foutlogica volgt het principe van Gebruiker A, waardoor fouten voor B/C worden geïsoleerd om de normale stroomvoorziening van anderen te waarborgen.

4 Samenwerking met Sectieschakelaar Bescherming & Anti-foutmaatregelen

• Voor bovengrondse lijnen: De foutdetector coördineert met de herinvoegingstijd van S3 (typisch 1,2 seconden vertraging na het uitschakelen). Binnen 1,2 seconden moet de detector de laadverdeler van de defecte gebruiker uitschakelen (om S3 te voorkomen dat het op fouten heringevoegd wordt). Foutinformatie wordt per sms gestuurd naar O&M-personeel voor snelle reparaties.

• Voor kabellijnen: Aangezien S3 geen herinvoeging heeft, schakelt de detector de defecte laadverdeler uit en stuurt foutinformatie. O&M-personeel sluit vervolgens S3, waardoor de stroomvoorziening voor niet-defecte gebruikers wordt gewaarborgd en de uitvaltijd wordt verminderd.

• Om mis-tripping van niet-defecte laadverdelers na herinvoeging van S3 te voorkomen: De logica van de detector vereist eerst het detecteren van een stroompiek, gevolgd door spanningverlies (vormt een AND-poort). Er wordt een vertraging toegevoegd aan de spanningverliesdetectie (om mis-tripping door inrush-stroom te voorkomen die voor de spanning komt).

5 Conclusie

Het installeren van foutdetectoren bij de ingang van de laadverdelers van gebruikers (gecoördineerd met sectieschakelaarbescherming) laat laadverdelers fouten automatisch isoleren en O&M-personeel waarschuwen. Dit verhoogt de betrouwbaarheid van openbare distributielijnen, verminderd de foutzoekerij en beperkt de verspreiding van stroomuitval. Het apparaat kan ook worden gebruikt bij de hoofddistributielijn laadverdelers (gecoördineerd met bovenliggende sectieschakelaarbescherming), waardoor post-laadverdelerfouten worden geïsoleerd en stroomvoorziening voor gebruikers tussen schakelaars wordt gewaarborgd. Dit verkleint de uitvalbereik en verbetert de betrouwbaarheid van de distributielijnen.