Para sa Automatic na Paghihiwalay ng Mga Sira sa Kagamitan ng mga Customer sa pamamagitan ng Load Switches sa Distribution Networks

1 Buod

Ang kaligtasan ng distribution network ay matagal nang hindi sapat na napag-uusapan, at ang automatikong pagproseso nito ay naiwan sa substation automation. Ang paggamit ng 10 kV intervals ng umiiral na mga substation upang magtakda ng line section points ay sumasalamin sa kinakailangan ng grid sa hinaharap. Ang konfigurasyon ng mga distribution switches, section switches, at proteksyon ay dapat tumugon sa substation outgoing-line protection para sa reliabilidad. Ang paghihiwalay ng kasalanan, self-healing, at pagbabawi 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. Tumignan ang linya sa Figure 1: Ang section switch S3 ay naglilingkod sa A, B, C. Ang kasalanan ni A ay nag-trigger ng tripping ng S3. Ang transient faults ay pinapayagan ang matagumpay na reclosing; ang permanent ones ay nagdudulot ng power outage sa B/C, na nakakasama sa produksyon, pagputol ng supply, at dagdag sa troubleshooting (dahil hindi maaaring tukuyin ng S3 ang kasalanan, kaya kinakailangan ang one-by-one checks). Kaya, kailangan ng urgenteng paraan/pamamaraan ng load switch upang hiwalayin ang mga kasalanan, at tukuyin ang mga may kasalanan. Siguraduhing matagumpay na maaaring mag-reclose ang S3 para sa mga hindi may kasalanan, anuman ang uri ng user o kasalanan (transient/permanent).

2 Paraan para Mabuting Hiwalayin ang Kasalanan ng Power User Equipment Gamit ang Load Switches

Ang isang 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 nabigo, ang section switch S3 lamang ang nagi-trip para sa proteksyon. Kung ang isang device ay nakadetect ng may kasalanan na user at nagi-trip ng kanyang load switch bago mag-reclose ang S3, ang may kasalanan na user ay nahihinayang, at matagumpay na mag-reclose ang S3. Ang pagpapadala ng impormasyon tungkol sa may kasalanan na user sa distribution network operation & maintenance (O&M) personnel sa pamamagitan ng text message ay nagbibigay-daan sa kanila na mabilis na hawakan ang mga kasalanan, binabawasan ang O&M workload, at nagpapabuti ng reliabilidad ng power supply, at nag-aasure na may power supply ang mga hindi may kasalanan na users.

3 Teknikal na Ruta para Mabuting Hiwalayin ang Kasalanan ng Power User Equipment Gamit ang Load Switches
3.1 Proseso ng Teknikal na Logic Module

Tumignan ang halimbawa ng kasalanan ng kagamitan ng User A. I-install ang isang fault detection device sa kanyang load switch (tulad ng ipinapakita sa Figure 2). Itinatakda 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 output nito 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 mabuting paghihiwalay ng kasalanan, mabilis na paghawak ng kasalanan ng maintenance staff, binabawasan ang trabaho sa paghahanap ng kasalanan, at nagpapabuti ng efisyensiya sa trabaho.

3.2 Pag-implementa ng Physical Wiring

Tumignan ang halimbawa ng kasalanan ng kagamitan 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 current at voltage.

Kapag may short-circuit fault si User A, ang current sa pamamagitan ng kanyang logic judgment module ay bumubulusok hanggang (at lumalampas) sa preset fault current, na tinandaan bilang “1”. Pagkatapos, ang section switch S3 ay nagi-trip, nagdudulot ng pagkawala ng voltage sa bus ng public distribution room. Ang lahat ng mga logic modules ng mga users ay nadetect ang pagkawala ng voltage (tinandaan bilang “1”), ngunit ang module ng User A lamang ang nadetect ang parehong fault current at pagkawala ng voltage (parehong “1”). Ang mga “1s” na ito ay gumawa ng AND gate, na nagsasabi na si User A ang may kasalanan.

Ang logic module ng User A ay lumilikha ng tripping contact TJ1 at signaling contact TJ2. Ang TJ1 ay nagsasara, konektado sa positive power supply at load-switch tripping coil upang i-trip ang load switch ng User A. Ang TJ2 ay nagsasara, nagpapadala ng impormasyon tungkol sa kasalanan sa distribution network O&M staff sa pamamagitan ng wireless. Ito ay sigurado na ang load switch ng may kasalanan na user ay hindi nagputos ng fault current ngunit hiwalay ang kasalanan. Ang mga hindi may kasalanan na users, bagaman may pagkawala ng voltage (walang natukoy na fault current), hindi nag-trip ang kanilang mga load switches (AND gate hindi aktibado).

Kapareho, ang secondary currents ng mga incoming line current transformers CT2 (User B) at CT3 (User C) ay konektado sa detection device. Ang fault logic ay sumusunod sa prinsipyong ito ng User A, na hiwalay ang mga kasalanan para sa B/C upang masiguro ang normal na power supply ng iba.

4 Pagsasama sa Section Switch Protection & Anti-Maloperation Measures

• Para sa overhead lines: Ang fault detector ay pagsasama sa reclosing time ng S3 (karaniwang 1.2s delay post-trip). Sa loob ng 1.2s, ito ay dapat i-trip ang load switch ng may kasalanan na user (pinapahinto ang S3 mula sa reclosing sa faults). Ang impormasyon tungkol sa kasalanan ay inii-text sa O&M staff para sa mabilis na pag-ayos.

• Para sa cable lines: Dahil walang reclosing ang S3, ang detector ay nagi-trip ng load switch ng may kasalanan at inii-text ang impormasyon tungkol sa kasalanan. Ang O&M staff ay pagkatapos ay nagsasara ng S3, masiguro ang power ng mga hindi may kasalanan na users at binabawasan ang oras ng power outage.

• Upang maiwasan ang mis-tripping ng mga hindi may kasalanan na load switches pagkatapos mag-reclose ang S3: Ang logic ng detector ay nangangailangan ng una na ma-sense ang surge ng fault current, pagkatapos ang pagkawala ng voltage (nagpapabuo ng 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 Pagtatapos

Ang pag-install ng fault detectors sa incoming line load switches ng mga users (pagsasama sa section switch protection) ay nagbibigay-daan sa mga load switches na awtomatikong hiwalayin ang mga kasalanan at ipaalam sa O&M staff. Ito ay nagpapataas ng reliabilidad ng public distribution line, binabawasan ang trabaho sa troubleshooting, at limitado ang pagkalat ng power outage. Ang device ay maaari ring gamitin sa main distribution line load switches (pagsasama sa upper-level section switch protection), na hiwalay ang mga kasalanan pagkatapos ng load switch at masiguro ang power para sa mga users sa pagitan ng mga switches. Ito ay binabawasan ang saklaw ng power outage at nagpapabuti ng reliabilidad ng distribution line.