วิธีการแยกอุปกรณ์ของลูกค้าโดยอัตโนมัติด้วยสวิตช์โหลดในระบบจำหน่ายไฟฟ้า

1 ภาพรวม

ความปลอดภัยของระบบจำหน่ายไฟฟ้าได้รับการให้ความสำคัญน้อยมาโดยตลอด โดยมีการปรับปรุงอัตโนมัติน้อยกว่าระบบภายในสถานีแปลงไฟฟ้า การใช้ช่วง 10 kV ของสถานีแปลงไฟฟ้าที่มีอยู่เพื่อกำหนดจุดแบ่งส่วนของสายส่งทำให้ตอบสนองความต้องการของโครงข่ายในอนาคต การกำหนดค่าสวิตช์จำหน่าย สวิตช์แบ่งส่วน และการป้องกันต้องสอดคล้องกับการป้องกันสายออกของสถานีแปลงไฟฟ้าเพื่อความเชื่อมั่น การแยกเหตุขัดข้อง การฟื้นฟูตนเอง และการฟื้นฟูเป็นสิ่งสำคัญของการควบคุมอัตโนมัติระบบจำหน่าย

นักวิชาการได้ทำการศึกษาการปรับปรุงการฟื้นฟูระบบจำหน่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ (แหล่งพลังงานหลายแห่ง แหล่งพลังงานไม่ต่อเนื่อง การเก็บพลังงาน) แต่ยังไม่มีการศึกษาเรื่องการแยกเหตุขัดข้องโดยใช้สวิตช์โหลดสำหรับอุปกรณ์ผู้ใช้ ดูจากเส้นทางในรูปที่ 1: สวิตช์แบ่งส่วน S3 ให้บริการแก่ A, B, C เหตุขัดข้องของ A ทำให้ S3 ทริป ถ้าเป็นเหตุขัดข้องชั่วคราวจะสามารถปิดกลับได้สำเร็จ แต่ถ้าเป็นเหตุขัดข้องถาวรจะทำให้ B/C ขาดแคลนพลังงาน ซึ่งส่งผลต่อการผลิต การลดการจ่ายไฟฟ้า และเพิ่มการทำงานในการตรวจสอบ (เนื่องจาก S3 ไม่สามารถระบุตำแหน่งเหตุขัดข้องได้ ต้องตรวจสอบทีละจุด) ดังนั้น จำเป็นต้องมีวิธี/อุปกรณ์การใช้สวิตช์โหลดเพื่อแยกเหตุขัดข้องและระบุผู้ใช้ที่มีเหตุขัดข้อง ให้แน่ใจว่า S3 สามารถปิดกลับได้สำเร็จสำหรับผู้ใช้ที่ไม่มีเหตุขัดข้อง ไม่ว่าจะเป็นเหตุขัดข้องประเภทใด (ชั่วคราว หรือถาวร)

2 วิธีการแยกเหตุขัดข้องอุปกรณ์ผู้ใช้ไฟฟ้าด้วยสวิตช์โหลด

สวิตช์โหลด เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนแปลงระหว่างวงจรตัดกระแสและสวิตช์แยก มีอุปกรณ์กำจัดอาร์กที่เรียบง่าย สามารถตัดกระแสโหลดที่กำหนดและบางส่วนของกระแสโอเวอร์โหลด แต่ไม่สามารถตัดกระแสเหตุขัดข้องวงจรลัดได้ ดังนั้น เมื่ออุปกรณ์ผู้ใช้ใด ๆ ขัดข้อง จะมีเฉพาะสวิตช์แบ่งส่วน S3 ที่ทริปเพื่อป้องกัน หากอุปกรณ์ตรวจจับเหตุขัดข้องผู้ใช้และทริปสวิตช์โหลดก่อนที่ S3 จะปิดกลับ เหตุขัดข้องของผู้ใช้นั้นจะถูกแยกออก S3 สามารถปิดกลับได้สำเร็จ ข้อมูลผู้ใช้ที่มีเหตุขัดข้องจะถูกส่งไปยังพนักงานปฏิบัติการและบำรุงรักษาระบบจำหน่ายผ่านข้อความ เพื่อให้พวกเขาสามารถจัดการกับเหตุขัดข้องได้อย่างรวดเร็ว ลดภาระงานบำรุงรักษา ปรับปรุงความเชื่อมั่นในการจ่ายไฟฟ้า และรับประกันการจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้ใช้ที่ไม่มีเหตุขัดข้อง

3 ทางเทคนิคในการแยกเหตุขัดข้องอุปกรณ์ผู้ใช้ไฟฟ้าด้วยสวิตช์โหลด
3.1 กระบวนการโมดูลตรรกะทางเทคนิค

ยกตัวอย่างเหตุขัดข้องของอุปกรณ์ผู้ใช้ A ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับเหตุขัดข้องที่สวิตช์โหลด (ดังแสดงในรูปที่ 2) ตั้งไว้ระหว่างสวิตช์โหลดและสายเข้า มีโมดูลตรวจจับแรงดัน โมดูลตรวจจับกระแส โมดูลตัดสินใจและประมวลผล ตัวต่อทริป ตัวต่อสัญญาณ และโมดูลส่งสัญญาณไร้สาย (กระบวนการตรรกะในรูปที่ 3) ผลลัพธ์ของโมดูลตรวจจับแรงดันและกระแสเชื่อมต่อกับอินพุตของโมดูลตรรกะ อินพุตของโมดูลตรรกะเชื่อมต่อกับปลายหนึ่งของตัวต่อทริปและตัวต่อสัญญาณ ปลายอื่นของตัวต่อทริปเชื่อมต่อกับอุปกรณ์หลักผู้ใช้ผ่านคอยล์ทริปสวิตช์โหลด ปลายอื่นของตัวต่อสัญญาณเชื่อมต่อกับโมดูลไร้สาย ทำให้สามารถแยกเหตุขัดข้องได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้พนักงานบำรุงรักษาสามารถจัดการกับเหตุขัดข้องได้อย่างรวดเร็ว ลดภาระงานในการหาเหตุขัดข้อง และเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน

3.2 การดำเนินการเชื่อมต่อทางกายภาพ

ยกตัวอย่างเหตุขัดข้องของอุปกรณ์ผู้ใช้ A (ดูรูปที่ 4) โมดูลตรวจจับแรงดันเชื่อมต่อกับหม้อแปลงแรงดันบนบัสของห้องจำหน่ายไฟฟ้าสาธารณะ และโมดูลตรวจจับกระแสเชื่อมต่อกับ CT1 (หม้อแปลงกระแสของสายเข้าผู้ใช้ A) โมดูลตัดสินใจของผู้ใช้ A ประมวลผลอินพุตของกระแสและแรงดัน

เมื่อผู้ใช้ A มีเหตุขัดข้องวงจรลัด กระแสผ่านโมดูลตัดสินใจของผู้ใช้ A จะเพิ่มขึ้นจนเกินค่ากระแสเหตุขัดข้องที่กำหนด (หมายเลขนี้เป็น "1") จากนั้น สวิตช์แบ่งส่วน S3 จะทริป ทำให้บัสห้องจำหน่ายไฟฟ้าสาธารณะขาดแรงดัน โมดูลตรรกะของผู้ใช้ทุกคนจะตรวจจับการขาดแรงดันนี้ (หมายเลขนี้เป็น "1") แต่เฉพาะโมดูลของผู้ใช้ A ที่ตรวจจับทั้งกระแสเหตุขัดข้องและแรงดันที่หายไป (ทั้งสองคือ "1") ค่าเหล่านี้สร้าง AND gate ระบุว่าผู้ใช้ A มีเหตุขัดข้อง

โมดูลตรรกะของผู้ใช้ A ผลิตตัวต่อทริป TJ1 และตัวต่อสัญญาณ TJ2 TJ1 ปิด เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟบวกและคอยล์ทริปสวิตช์โหลดเพื่อทริปสวิตช์โหลดของผู้ใช้ A TJ2 ปิด ส่งข้อมูลเหตุขัดข้องไปยังพนักงานปฏิบัติการและบำรุงรักษาระบบจำหน่ายผ่านสัญญาณไร้สาย ทำให้สวิตช์โหลดของผู้ใช้ที่มีเหตุขัดข้องไม่ตัดกระแสเหตุขัดข้องแต่แยกเหตุขัดข้องได้ ผู้ใช้ที่ไม่มีเหตุขัดข้อง แม้จะขาดแรงดัน (ไม่ตรวจจับกระแสเหตุขัดข้อง) ก็ไม่ทริปสวิตช์โหลด (AND gate ไม่ทำงาน)

เช่นเดียวกัน กระแสรองของหม้อแปลงกระแส CT2 (ผู้ใช้ B) และ CT3 (ผู้ใช้ C) เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ตรวจจับ ตรรกะเหตุขัดข้องตามหลักการของผู้ใช้ A แยกเหตุขัดข้องสำหรับ B/C เพื่อรับประกันการจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้ใช้รายอื่น

4 การประสานงานกับการป้องกันสวิตช์แบ่งส่วนและการป้องกันการทำงานผิดพลาด

• สำหรับสายอากาศ: อุปกรณ์ตรวจจับประสานงานกับเวลาปิดกลับของ S3 (โดยปกติมีการหน่วง 1.2 วินาทีหลังจากการทริป) ภายใน 1.2 วินาที ต้องทริปสวิตช์โหลดของผู้ใช้ที่มีเหตุขัดข้อง (ป้องกัน S3 จากการปิดกลับขณะมีเหตุขัดข้อง) ข้อมูลเหตุขัดข้องจะส่งเป็นข้อความไปยังพนักงานปฏิบัติการและบำรุงรักษาเพื่อให้สามารถซ่อมแซมได้อย่างรวดเร็ว

• สำหรับสายเคเบิล: เนื่องจาก S3 ไม่มีการปิดกลับ อุปกรณ์ตรวจจับจะทริปสวิตช์โหลดที่มีเหตุขัดข้องและส่งข้อมูลเหตุขัดข้อง พนักงานปฏิบัติการและบำรุงรักษาจะปิด S3 รับประกันการจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้ใช้ที่ไม่มีเหตุขัดข้องและลดเวลาการขาดแคลนไฟฟ้า

• เพื่อป้องกันการทริปสวิตช์โหลดที่ไม่มีเหตุขัดข้องหลังจาก S3 ปิดกลับ: ตรรกะของอุปกรณ์ตรวจจับต้องการการตรวจจับกระแสเหตุขัดข้องที่เพิ่มขึ้นก่อน แล้วค่อยตรวจจับการขาดแรงดัน (สร้าง AND gate) มีการเพิ่มเวลาหน่วงในการตัดสินใจการขาดแรงดัน (เพื่อป้องกันการทริปจากกระแสกระแทกที่มาถึงก่อนแรงดัน)

5 สรุป

การติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับเหตุขัดข้องที่สวิตช์โหลดของสายเข้าผู้ใช้ (ประสานงานกับการป้องกันสวิตช์แบ่งส่วน) ทำให้สวิตช์โหลดสามารถแยกเหตุขัดข้องและแจ้งเตือนพนักงานปฏิบัติการและบำรุงรักษาได้ ทำให้เพิ่มความเชื่อมั่นในการจ่ายไฟฟ้าของสายจำหน่ายสาธารณะ ลดภาระงานในการหาเหตุขัดข้อง และจำกัดการกระจายของเหตุขัดข้อง อุปกรณ์นี้ยังสามารถใช้กับสวิตช์โหลดของสายจำหน่ายหลัก (ประสานงานกับการป้องกันสวิตช์แบ่งส่วนระดับบน) แยกเหตุขัดข้องหลังจากสวิตช์โหลดและรับประกันการจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้ใช้ระหว่างสวิตช์ ทำให้ลดขอบเขตของการขาดแคลนไฟฟ้าและเพิ่มความเชื่อมั่นในการจ่ายไฟฟ้าของสายจำหน่าย