دستگاه ادغام چگونه اتوماتیک‌سازی خروجی توزیع را محقق می‌کند

AC ولتاژ بالا خودکار دوباره‌بستن (در این مقاله به اختصار دوباره‌بستن)

دوباره‌بستن خودکار ولتاژ بالای جریان متناوب (به اختصار در این مقاله دوباره‌بستن) یک تجهیزات کلیدزنی ولتاژ بالا با کنترل خودکار (دارای قابلیت تشخیص جریان خطای، کنترل ترتیب عملیات و اجرای خودکار بدون نیاز به دستگاه‌های حفاظتی و عملیاتی اضافی) و قابلیت‌های حفاظتی است. این دستگاه می‌تواند به طور خودکار جریان و ولتاژ عبوری از مدار اصلی دوباره‌بستن را شناسایی کند. در صورت بروز خطا، به طور خودکار جریان خطا را بر اساس حفاظت زمانی معکوس قطع کرده و طبق دنباله زمانی پیش‌فرض عملیات دوباره‌بستن چندین بار را انجام می‌دهد.

۱. ویژگی‌های اصلی طرح دوباره‌بستن برای اجرای خودکارسازی خط فیدر

استفاده از طرح دوباره‌بستن برای خودکارسازی خطوط توزیع هوایی از ویژگی‌های دوباره‌بستن مانند توانایی قطع جریان کوتاه‌مدار و داشتن چندین قابلیت از جمله حفاظت، نظارت و ارتباطات استفاده می‌کند. این طرح به عملکرد دستگاه کلیدزنی حفاظتی زیرстанیون وابسته نیست. از طریق هماهنگی مقادیر تنظیمی حفاظت و زمان بین دوباره‌بستن‌ها، خطاها به طور خودکار محل‌یابی و جدا می‌شوند و توانایی تمدید باند زیرستانیون به خط را دارد.

به عنوان یک دستگاه حفاظتی، دوباره‌بستن روی خط اصلی می‌تواند به سرعت بخش خطا را قطع کرده و خطا را در خط فرعی جدا کند.وظیفه اصلی طرح دوباره‌بستن اجرای خودکارسازی خط فیدر است. در صورت عدم وجود سیستم خودکارسازی ارتباطی، می‌تواند خطاها را به طور خودکار جدا کند. این امر امکان اجرای پروژه خودکارسازی به صورت مرحله‌ای را فراهم می‌کند. هنگامی که شرایط مناسب شد، سیستم‌های ارتباطی و خودکارسازی می‌توانند بهبود یابند، یعنی تمامی قابلیت‌های خودکارسازی می‌توانند محقق شوند.

خودکارسازی خط فیدر با استفاده از طرح دوباره‌بستن برای ساختار تأمین انرژی با شبکه دومنبعی دست‌دردست حلقه‌ای با ساختار شبکه نسبتاً ساده مناسب است. دو خط از طریق دستگاه کلیدزنی وسطی متصل می‌شوند. در حالت عادی، دستگاه کلیدزنی وسطی در وضعیت باز است و سیستم در حالت باز حلقه کار می‌کند؛ هنگامی که خطا در یک بخش رخ می‌دهد، تأمین انرژی عادی می‌تواند از طریق ساختار شبکه منتقل شده و بخش غیرخطا به طور عادی کار کند، بنابراین قابلیت اطمینان تأمین انرژی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. هنگامی که فاصله بین دو منبع انرژی از ۱۰ کیلومتر فراتر نمی‌رود، با توجه به عوامل تعداد بخش‌ها و هماهنگی خودکارسازی، مناسب است که به مدل چهار بخش با سه دستگاه کلیدزنی (دوباره‌بستن) فکر شود و میانگین طول هر بخش حدود ۲.۵ کیلومتر باشد.

با توجه به مدارات نشان داده شده در شکل ۱، B1 و B2 کلیدهای خروجی (کلیدزن‌ها) زیرستانیون هستند و R0 - R2 کلیدهای بخش‌بندی خط (دوباره‌بستن) هستند. در حالت عادی، B1، B2، R1 و R2 بسته هستند و R0 باز است.

• خطا در بخش ①

• برای خطا موقت، با یک یا دو بار دوباره‌بستن B1 بازیابی می‌شود.

• هنگامی که خطا دائمی رخ می‌دهد: پس از انجام عملیات دوباره‌بستن توسط B1 و قفل شدن آن، R1 فقدان انرژی در بخش ① را تشخیص می‌دهد. پس از مدت زمان \(t_1\) فقدان انرژی، R1 باز می‌شود. R0 مدت زمان \(t_2\) (که \(t_2 > t_1\)) فقدان انرژی در بخش ② را تشخیص می‌دهد و سپس به طور خودکار بسته می‌شود و خطا در بخش ① جدا می‌شود.

• خطا در بخش ②

• خطای موقت با عملیات دوباره‌بستن R1 (با هماهنگی تنظیمات حفاظتی برای جلوگیری از باز شدن B1) بازیابی می‌شود.

• هنگامی که خطا دائمی رخ می‌دهد: پس از انجام عملیات دوباره‌بستن توسط R1 و قفل شدن آن، R0 مدت زمان \(t_2\) فقدان انرژی در بخش ② را تشخیص می‌دهد و سپس به طور خودکار بسته می‌شود. پس از بسته شدن به خط خطا، قفل می‌شود و خطا در بخش ② جدا می‌شود.

فرآیند جدا کردن خطا و بازیابی تأمین انرژی برای خطوط دو بخشی در سمت دیگر اتصال مشابه با بالا است.

نکات استفاده (۱) برای جدا کردن خطا با استفاده از طرح دوباره‌بستن، کلید خروجی زیرستانیون باید دارای قابلیت قطع سریع صفر ثانیه‌ای و قطع سریع محدود زمانی باشد. (۲) هنگامی که خطا موقت یا دائمی در خط فرعی رخ می‌دهد، از عملکرد حفاظتی دوباره‌بستن نصب شده روی خط فرعی برای جدا کردن استفاده می‌شود. مقادیر تنظیمی و زمان عملکرد دوباره‌بستن خط فرعی باید کوچکتر از مقادیر تنظیمی و زمان عملکرد دوباره‌بستن خط اصلی باشد.

خودکارسازی شبکه توزیع با استفاده از روش کنترل محلی می‌تواند با سرمایه‌گذاری نسبتاً کم هدف افزایش قابلیت اطمینان تأمین انرژی را محقق کند. علاوه بر این، دستگاه‌هایی مانند دوباره‌بستن‌ها که از نوع میکروکامپیوتری و هوشمند هستند، رابط‌هایی برای گسترش آینده نظارت از راه دور سیستم فراهم می‌کنند. هنگامی که شرایط مناسب شد، پس از بهبود سیستم‌های ارتباطی و مرکز کنترل، می‌تواند به طرح خودکارسازی خط فیدر تحت حکم مرکز کنترل تبدیل شود.

۲. چگونه می‌توان قابلیت اطمینان تأمین انرژی را افزایش داد و زمان قطعی خط را کاهش داد

(۱) انتخاب یک PLC (کنترل‌کننده منطق برنامه‌پذیر) با عملکرد بالا به عنوان مرکز کنترل دوباره‌بستن.

(۲) خطاها موقت را به سرعت پاک کردن تا زمان قطعی کاهش یابد. در سیستم توان، بیش از ۷۰٪ از خطاها خطاهای موقت هستند. اگر خطاهای موقت مانند خطاهای دائمی در نظر گرفته شوند، موجب قطعی نسبتاً طولانی‌مدت خواهد شد. بنابراین، قابلیت دوباره‌بستن سریع اولین بار به دوباره‌بستن اضافه شده است که می‌تواند خطاهای موقت را در ۰.۳-۱.۰ ثانیه (تنظیمات مختلف برای خطوط مختلف) پاک کند و به طور قابل توجهی زمان قطعی در خطاهای موقت را کاهش دهد.

(۳) قفل کردن همزمان دو سر بخش خطا. هنگامی که خطا در خط رخ می‌دهد، یک کلیدزن معمولی فقط می‌تواند یک سر خط خطا را در یک زمان قفل کند. اما با استفاده از دوباره‌بستن، هنگام بروز خطا دائمی خط، می‌توان همزمان دو سر بخش خطا را جدا کرد، از قطعی بخش‌های غیرخطا جلوگیری کرد، زمان بازگشت به تأمین انرژی عادی را کاهش داد و تعداد دفعات دوباره‌بستن دوباره‌بستن و تأثیر بر سیستم شبکه توان را کاهش داد.

۳. اصول استفاده از دوباره‌بستن‌ها در شبکه توزیع

(۱) شرایط کاری: تمامی خطاها باید فرصت خطا موقت را داشته باشند. از تأثیر جریان‌های تیغه‌ای پرهیز کنید و عملیات باز شدن و قفل شدن پس از باز شدن فقط در صورت بروز خطا دائمی اتفاق بیفتد.

(۲) دوباره‌بستن‌ها را به صورت اقتصادی و منطقی بر اساس اندازه بار و طول خط ترتیب دهید و انتخاب کنید.

(۳) جریان اسمی، ظرفیت قطع، جریان کوتاه‌مدار و جریان‌های پایدار حرارتی و دینامیکی دوباره‌بستن را بر اساس مکان نصب تعیین کنید. حد بالایی جریان کوتاه‌مدار معمولاً باید بالای ۱۶ کیلوآمپر انتخاب شود تا نیاز به ظرفیت مداوم شبکه توان را برآورده کند.

(۴) تنظیمات حفاظتی آن را به درستی تعیین کنید، مانند جریان قطع، تعداد دفعات دوباره‌بستن و ویژگی‌های زمان تأخیر.

(۵) برای هماهنگی بین دوباره‌بستن‌ها، زمان‌های عملکرد جریان خطا باید در هر سطح کمتر باشد. زمان تأخیر دوباره‌بستن باید در هر سطح بیشتر باشد (معمولاً به ۸ ثانیه تنظیم می‌شود).