Metod za automatsko izolovanje grešaka na opremi korisnika putem prekidaca opterećenja u distributivnim mrežama

1 Pregled

Sigurnost distributivne mreže dugo je bila nedovoljno obrađena, sa automatizacijom koja zaostaje u odnosu na automatizaciju transformatornih stanica. Korštenje 10 kV intervala postojećih transformatorskih stanica za postavljanje tačaka odeljenja ispunjava buduće potrebe mreže. Konfiguracija distributivnih prekidača, prekidača odeljenja i zaštite mora biti usklađena sa zaštitom izlaznih linija transformatorske stanične za pouzdanost. Izolacija grešaka, samolečenje i obnova su ključni elementi u automatizaciji distribucije.

Naučnici su proučavali optimizaciju oporavka grešaka inteligentne distributivne mreže (više izvora struje, prekidnih izvora, pohrane energije), ali ne i izolaciju grešaka korisničkog opreme temeljenu na prekidačima opterećenja. Uzmimo liniju sa slike 1: Prekidač odeljenja S3 služi A, B, C. Greška na A dovodi do isključivanja S3. Privremene greške omogućavaju uspešno ponovno zatvaranje; trajne dovode do ispadanja B/C, šteti proizvodnji, prekidaju snabdevanje i povećavaju rad na otklanjanju grešaka (jer S3 ne može precizirati grešku, što zahteva jedan po jedan pregled). Stoga se urgencijalno trebaju prekidači opterećenja za izolaciju grešaka, identifikaciju grešnih korisnika. Osigurati da S3 uspešno zatvori za ne-grešne korisnike, bez obzira na tip korisnika/greške (privremene/trajne).

2 Metod za Efektivnu Izolaciju Grešaka Korisničke Opreme Električne Energije Preko Prekidača Opterećenja

Prekidač opterećenja, uređaj između prekidača i prekidača odeljenja, ima jednostavan uređaj za gasenje lukova. Može prekinuti nominalni tok opterećenja i nekoliko preopterećenih toka, ali ne i tok greške kratkog spoja. Dakle, kada god neko korisničko oprema pogine, samo prekidač odeljenja S3 isključi za zaštitu. Ako uređaj detektuje grešni korisnik i isključi njegov prekidač opterećenja prije nego što S3 ponovo zatvori, grešni korisnik je izolovan, S3 uspešno zatvori. Slanje informacija o grešnom korisniku osoblju za održavanje i eksploataciju distributivne mreže putem tekstualne poruke omogućava brzo rešenje grešaka, smanjuje rad osoblja za održavanje, unapređuje pouzdanost snabdevanja električnom energijom i osigurava snabdevanje električnom energijom ne-grešnih korisnika.

3 Tehnička Putanja za Efektivnu Izolaciju Grešaka Korisničke Opreme Električne Energije Preko Prekidača Opterećenja
3.1 Proces Tehničkog Logičkog Modula

Uzmimo grešku opreme korisnika A kao primer. Instalirati uređaj za detekciju grešaka na njegovom prekidaču opterećenja (kao na slici 2). Postavljen između prekidača opterećenja i ulazne linije, on ima modul za detekciju napona, modul za detekciju toka, modul logičkog sudstva i obrade, kontakt za isključivanje, kontakt za signale i modul za slanje bežičnog signala (logički proces na slici 3). Izlazi modula za detekciju napona i toka povezani su na ulaz modula logike. Njegov izlaz povezan je sa jednim krajem kontakta za isključivanje i kontakta za signale. Drugi kraj kontakta za isključivanje povezan je sa primarnim opremom korisnika preko ciklusa isključivanja prekidača opterećenja; drugi kraj kontakta za signale povezan je sa bežičnim modulom. To omogućava efektivnu izolaciju grešaka, brzo rešenje grešaka od strane osoblja za održavanje, smanjenje radne opterećenosti u pronalaženju grešaka i poboljšanje efikasnosti rada.

3.2 Fizička Implementacija Kablova

Uzmimo grešku opreme korisnika A kao primer (vidi sliku 4), modul za detekciju napona povezan je sa transformatorom napona busa javne distributivne sobe, a modul za detekciju toka povezan je sa CT1 (transformator toka ulazne linije korisnika A). Modul logičkog sudstva korisnika A obrađuje ulazni tok i napon.

Kada korisnik A ima grešku kratkog spoja, tok kroz njegov modul logičkog sudstva raste do (i premašuje) predpostavljeni tok greške, označen kao “1”. Tada, prekidač odeljenja S3 isključi, uzrokujući gubitak napona busa javne distributivne sobe. Svi moduli logike korisnika detektuju ovaj gubitak napona (označen “1”), ali samo modul korisnika A detektuje i tok greške i gubitak napona (oba “1”). Ove “1s” formiraju AND kapiju, identificirajući korisnika A kao grešnog.

Modul logike korisnika A emituje kontakt za isključivanje TJ1 i kontakt za signale TJ2. TJ1 se zatvara, povezujući pozitivnu struju i ciklus isključivanja prekidača opterećenja kako bi isključio prekidač opterećenja korisnika A. TJ2 se zatvara, šalje informacije o grešci osoblju za održavanje i eksploataciju distributivne mreže putem bežičnog signala. To osigurava da prekidač opterećenja grešnog korisnika ne prekida tok greške, ali izoluje grešku. Ne-grešni korisnici, unatoč gubitku napona (bez detektovanog toka greške), ne isključuju svoje prekidače opterećenja (AND kapija nije aktivirana).

Slično tome, sekundarni tokovi transformatora toka ulazne linije CT2 (korisnik B) i CT3 (korisnik C) povezani su sa uređajem za detekciju. Logika grešaka slijedi princip korisnika A, izolirajući greške za B/C kako bi se osiguralo normalno snabdevanje ostalih korisnika.

4 Koordinacija Sa Zaštitom Prekidača Odeljenja i Mere Protiv Krivičnih Radnji

• Za površinske linije: Detektor grešaka koordinira vreme ponovnog zatvaranja S3 (obično kašnjenje od 1.2s nakon isključivanja). Unutar 1.2s, mora isključiti prekidač opterećenja grešnog korisnika (sprječavajući ponovno zatvaranje S3 na grešku). Informacije o grešci se šalju osoblju za održavanje putem tekstualne poruke za brzi popravak.

• Za kabelske linije: Budući da S3 nema ponovno zatvaranje, detektor isključuje prekidač opterećenja grešnog korisnika i šalje informacije o grešci. Osoblje za održavanje zatim zatvara S3, osiguravajući snabdevanje električnom energijom ne-grešnih korisnika i smanjujući vrijeme ispadanja.

• Da bi se sprječilo netočno isključivanje ne-grešnih prekidača opterećenja nakon ponovnog zatvaranja S3: Logika detektora zahtijeva prvo osetiti prud tok greške, zatim gubitak napona (formirajući AND kapiju). Dodaje se kašnjenje u sudstvo gubitka napona (da bi se spriječili netočni isključivi od privremenog toka koji stiže prije gubitka napona).

5 Zaključak

Instaliranje detektora grešaka na prekidačima opterećenja ulazne linije korisnika (koordinirano sa zaštitom prekidača odeljenja) omogućava prekidačima opterećenja da automatski izoliraju greške i upozore osoblje za održavanje. To podiže pouzdanost javnih distributivnih linija, smanjuje radnu opterećenost u pronalaženju grešaka i ograničava rasprostranjenje ispadanja. Uređaj se također može koristiti na prekidačima opterećenja glavnih distributivnih linija (koordinirano sa zaštitom višeg razreda prekidača odeljenja), izolirajući greške poslije prekidača opterećenja i osiguravajući snabdevanje električnom energijom korisnika između prekidača. To smanjuje opsege ispadanja i unapređuje pouzdanost distributivnih linija.