Automaattinen uudelleenkytkentäjärjestelmä siirtoverkkoihin tarkoitukseen Tyypit ja tekijät

Siirtolinjajärjestelmien automaattinen uudelleenkytkentä

Automaattinen uudelleenkytkentäjärjestelmä on sarjaan kytketty verkko, joka on suunniteltu vähentämään toimintakustannuksia ja parantamaan verkon luotettavuutta. Erittäin korkean jännite (EHV) siirtolinjat käytetään tuhansien megawattien (MW) mittaisen sähköntuotannon siirtämiseen, eikä niiden toimintaa pidä keskeyttää millään tavoin. Vaikka näillä ylänneellisillä linjoilla esiintyy usein häiriöitä, niiden kautta kulkeva energia ei saisi katketa pitkään väliaikaisten tai pysyvien häiriöiden vuoksi.

Lyhytaikaiset häiriöt, kuten puiden kaatumiset, salamaniskut tai lintujen kosketukset ylänneellisillä linjoilla, voivat itse päättyä ilman korjaustoimenpiteitä. Toisaalta, pysyvät häiriöt, kuten johtojen rikkoutuminen tai eristeen epäonnistuminen, eivät voida palautua nopeasti, ja tällaisissa tapauksissa automaattinen uudelleenkytkentä on tehottomaa. Kun käytetään manuaalista uudelleenkytkentää, operaattorin täytyy nollata rele ja sulkea sähkövirtapiiri. Jos häiriö on lyhytaikainen, linja pysyy vakaina toisen sulkeutumisen jälkeen; jos taas häiriö jatkuu, suojausjärjestelmä katkaisee virtapiirin uudelleen ja luokittelee sen pysyväksi häiriöksemme. Lyhytaikaisissa häiriöissä manuaalinen uudelleenkytkentä aiheuttaa huomattavia viiveitä.

Koska EHV-siirtolinjat kuljettavat suuria määriä energiaa, mikä tahansa toiminnallinen viive voi johtaa merkittäviin järjestelmähäviöihin sekä kustannus- että vakauden kannalta. Välttääkseen tällaisia viiveitä, jotka johtuvat manuaalisesta puuttumisesta, EHV-siirtolinjajärjestelmiin on otettu käyttöön automaattiset uudelleenkytkentäjärjestelmät, jotka poistavat tarpeettomat ihmisperäiset viiveet. Uudelleenkytkentälaitteet auttavat hallitsemaan näitä häiriöitä jakamalla verkon pienempiin segmentteihin (osioitsijat), kuten kuvassa osoitetaan. Uudelleenkytkentälaitteita ohjelmoidaan suorittamaan automaattisesti nollaamisprosessi, mikä mahdollistaa vahvemman palvelun palauttamisen lähestymistavan. Tämän seurauksena sähkön saatavuus kasvaa.

Automaattisten uudelleenkytkentäjärjestelmien pääasialliset tarkoitukset:

1.Vähentää sähköntoimituksen keskeytyksiä kuluttajille

2.Parantaa toimituksen jatkuvuutta

3.Vähentää alijärjestelyjen vierailuja

Siirtolinjahäiriöt voidaan luokitella kolmeen tyyppiin:

1.Lyhytaikaiset häiriöt: Nämä ovat lyhytaikaisia (väliaikaisia) häiriöitä. Esimerkiksi, kun salama osuu siirtolinjaan, se aiheuttaa ylivoltitilanteen, joka tukahdutetaan erilaisten laitteiden avulla hyvin nopeasti ja häiriö päättyy automaattisesti. Lyhytaikaiset häiriöt muodostavat noin 80–90 prosenttia ylänneellisten siirtolinjahäiriöistä.

2.Melan-pysyvät häiriöt: Nämä häiriöt kestävät yhden tai useamman kaaren pyöräyksen. Esimerkiksi, kun puu koskettaa live-vaihejohtoa, syntyy maanjäristyskaari. Kaari kestää useita sekunteja, kunnes puu poltetaan pois, jonka jälkeen häiriö päättyy automaattisesti. Tämäntyyppiset häiriöt tapahtuvat noin 5–8 prosentin osuudessa tapauksista.

3.Pysyvät häiriöt: Nämä johtuvat johtojen rikkoutumisesta, eristeiden epäonnistumisesta tai minkä tahansa sähköläitteiden vikasta, mikä aiheuttaa pysyvän häiriön siirtolinjalla. Palautus ei ole mahdollista ennen kuin vaurioituneet komponentit on vaihdettu tai korjattu.

Ensimmäisten kahden tyyppisen häiriön toipumisaika voidaan merkittävästi lyhentää automaattisten uudelleenkytkentäjärjestelmien avulla. Automaattinen uudelleenkytkentäjärjestelmä sisältää nopeasti toimivat yhteydet ja tiiviit diielektriset eristyksen materiaalit, sekä tyhjiöllelupaimia sähkövirran katkaisemiseen ja kaaren tukahduttamiseen, ja edistyneitä sähkövirran ja jännitteen havaitsevia laitteita. Automaattisessa uudelleenkytkentäjärjestelmässä, jos ensimmäinen yritys epäonnistuu häiriön poistamisessa, tehdään kaksi tai kolme uudelleenkytkentäyritystä, kunnes häiriö on poistettu. Jos häiriö jatkuu, järjestelmä avaa sähkövirtapiirin pysyvästi. Automaattiseen uudelleenkytkentäjärjestelmään voidaan soveltaa määrätyt aikaviiveet, jotta melan-pysyvät häiriöt voivat poistua piiristä.

Tekijät, jotka vaikuttavat automaattisiin uudelleenkytkentäjärjestelmiin

Avainasiallisia tekijöitä, jotka vaikuttavat valintaan kuolleiden aikojen suhteen uudelleenkytkennässä, ovat toipumisaika ja uudelleenkytkennän yritysten lukumäärä. Seuraavat tekijät vaikuttavat valintaan kuolleiden aikojen suhteen:

1.Järjestelmän vakaus ja synkronismi

2.Kuormatyypit

3.Sähkövirtapiirin katkaisun (CB) ominaisuudet

4.Häiriöpolun deioniointiaika

5.Suojausrelen nollausaika

Nopean uudelleenkytkennän yhteydessä synkronismin tarkistusta ei vaadita uudelleenkytkennän aikana. Kuitenkin viivästyneessä uudelleenkytkennässä synkronismi on tarkistettava ennen uudelleenkytkentää, mitä yleensä saavutetaan synkronismin releen avulla.