Metoda za avtomatsko izolacijo napak strojne opreme strank preko obremenitvenih ventilov v distribucijskih omrežjih

1 Pregled

Varnost distribucijskega omrežja je dolgo ostajala zanemarjena, njegova avtomatizacija pa je zaostajala za avtomatizacijo podstaničnih naprav. Uporaba 10 kV intervalov obstoječih podstaničnih naprav za postavljanje točk razdelitve črt izpolnjuje prihodnje potrebe omrežja. Konfiguracija distribucijskih preklopnikov, preklopnikov za razdelitev in zaščita mora biti usklajena s zaščito izhodnih črt podstaničnih naprav za zagotavljanje zanesljivosti. Izolacija napak, samozdravljenje in obnovitev so ključni elementi distribucijske avtomatizacije.

Študenti so proučevali optimizacijo obnove napak v pametnih distribucijskih omrežjih (z več viri energije, intermitentnimi viri in shranjevanjem energije), vendar ne izolacijo napak uporabniške opreme na osnovi preklopnikov za breme. Vzemimo primer črte na Sliki 1: Preklopnik za razdelitev S3 služi A, B, C. Napaka pri A sproži odpadek S3. Privremene napake dovoljujejo uspešno ponovno zaprljanje; trajne pa povzročajo odmeve pri B/C, škodijo proizvodnji, prekinitev oskrbe in povečujejo težave pri iskanju vzroka (sicer S3 ne more določiti napake, kar zahteva eno-po-eno preverjanje). Torej, hitro potrebna je metoda/naprava na osnovi preklopnika za breme, da izloči napake in identificira napakne uporabnike. Zagotovi, da se S3 uspešno ponovno zaprlja za ne-napakne uporabnike, ne glede na tip uporabnika ali napake (privremen/trajen).

2 Metoda za učinkovito izolacijo napak uporabniške opreme z preklopniki za breme

Preklopnik za breme, ki je preklopnik med preklopniki za prekide in preklopniki za ločevanje, ima preprosto napravo za ugasanje loka. Lahko prekine nominirani tok bremena in nekaj preobremenjenega toka, vendar ne tok napake kratkega kroga. Torej, ko katera koli uporabniška oprema zazna napako, odpade le preklopnik za razdelitev S3 za zaščito. Če naprava zazna napaknega uporabnika in odpali njegov preklopnik za breme pred ponovnim zaprljanjem S3, je napakni uporabnik izločen, S3 se uspešno ponovno zaprlja. Pošiljanje informacij o napaknem uporabniku osebju za delovanje in vzdrževanje (O&M) distribucijskega omrežja preko SMS sporočila jim omogoča hitro reševanje napak, zmanjša delovno obremenjenost O&M, izboljša zanesljivost oskrbe s strmo in zagotavlja oskrbo s strmo za ne-napakne uporabnike.

3 Tehnična pot za učinkovito izolacijo napak uporabniške opreme z preklopniki za breme
3.1 Postopek tehničnega logičnega modula

Vzemimo kot primer napako opreme uporabnika A. Namestitev naprave za zaznavanje napak na njegovem preklopniku za breme (glej Sliko 2). Nastavljena med preklopnikom za breme in vhodno črto, ima modul za zaznavanje napetosti, modul za zaznavanje toka, logični modul za presojo in obdelavo, kontakt za odpadek, kontakt za signalizacijo in modul za pošiljanje brezžičnega signala (logični postopek na Sliki 3). Izlazi modulov za zaznavanje napetosti in toka so povezani s vhodom logičnega modula. Njegov izhod je povezan z eno stranjo kontakta za odpadek in kontakta za signalizacijo. Druga stran kontakta za odpadek je povezana s primarno opremo uporabnika preko odvijača preklopnika za breme; druga stran kontakta za signalizacijo je povezana z brezžičnim modulom. To omogoča učinkovito izolacijo napak, hitro reševanje napak osebja za vzdrževanje, zmanjšanje obremenjenosti pri iskanju napak in izboljšanje učinkovitosti dela.

3.2 Fizična implementacija vezanja

Vzemimo kot primer napako opreme uporabnika A (glej Sliko 4), modul za zaznavanje napetosti je povezan z napetostnim transformatorjem skupne napajalne distribucijske sobe, modul za zaznavanje toka pa s CT1 (tokovim transformatorjem vhodne črte uporabnika A). Logični modul presoje uporabnika A obdelava vhodni tok in napetost.

Ko uporabnik A ima napako kratkega kroga, tok skozi njegov logični modul presoje naraste (in preseže) prednastavljeni tok napake, označen z “1”. Nato odpade preklopnik za razdelitev S3, kar povzroči izgubo napetosti v skupni distribucijski sobi. Vsi logični moduli uporabnikov zazname to izgubo napetosti (označena z “1”), vendar le modul uporabnika A zazna hkrati tok napake in izgubo napetosti (oba “1”). Ta “1” tvori logično vrata AND, s tem identificira uporabnika A kot napaknega.

Logični modul uporabnika A izdaja kontakt za odpadek TJ1 in kontakt za signalizacijo TJ2. TJ1 se zapre, poveže pozitivno napajanje in odvijač odpadka preklopnika za breme, da odpali preklopnik za breme uporabnika A. TJ2 se zapre, pošilja informacije o napaki osebju za delovanje in vzdrževanje (O&M) distribucijskega omrežja preko brezžičnega sistema. To zagotavlja, da preklopnik za breme napaknega uporabnika ne prekine toka napake, ampak jo izloči. Ne-napakni uporabniki, kljub izgubi napetosti (brez zaznanega toka napake), ne odpadejo svoj preklopnik za breme (logična vrata AND niso aktivirana).

Podobno so sekundarni toki tokovnih transformatorjev vhodnih črt CT2 (uporabnik B) in CT3 (uporabnik C) povezani z napravo za zaznavanje. Logika napak sledi principu uporabnika A, izloča napake za B/C in zagotavlja normalno oskrbo s strmo za druge.

4 Uskladitev z zaščito preklopnika za razdelitev in ukrepi proti nesporazumenim odpadkom

• Za nadzemne črte: Naprava za zaznavanje se uskladjuje s časom ponovnega zaprljanja S3 (običajno 1,2 s zamudnega odpadka po odpadku). V 1,2 s mora odpasti preklopnik za breme napaknega uporabnika (prepreči ponovno zaprljanje S3 na napakah). Informacije o napaki so poslane osebju za O&M preko SMS sporočila za hitre popravke.

• Za kabelske črte: Ker S3 nima ponovnega zaprljanja, naprava odpali preklopnik za breme napaknega uporabnika in pošlje informacije o napaki. Osebje za O&M nato zaprlja S3, zagotavlja oskrbo s strmo za ne-napakne uporabnike in zmanjša čas odmeva.

• Za preprečevanje nesporazumenih odpadkov ne-napaknih preklopnikov za breme po ponovnem zaprljanju S3: Logika naprave za zaznavanje zahteva najprej zaznavanje narasta toka napake, nato izgube napetosti (tvori logična vrata AND). Dodan je časovni zamik za presojo izgube napetosti (za preprečevanje nesporazumenih odpadkov zaradi pretokov, ki dosežejo pred izgubo napetosti).

5 Zaključek

Namestitev naprav za zaznavanje napak na vhodnih črtah preklopnikov za breme uporabnikov (usklajena s zaščito preklopnika za razdelitev) omogoča avtomatsko izolacijo napak in obveščanje osebja za O&M. To poveča zanesljivost javnih distribucijskih črt, zmanjša obremenjenost pri iskanju napak in omejuje širjenje odmev. Naprava se lahko uporablja tudi na glavnih distribucijskih črtah preklopnikov za breme (usklajena s zaščito višjih preklopnikov za razdelitev), izloča napake za preklopniki za breme in zagotavlja oskrbo s strmo za uporabnike med preklopniki. To zmanjša obseg odmev in izboljša zanesljivost distribucijskih črt.