Thiết bị hợp nhất đạt được tự động hóa đường dây phân phối mạng điện như thế nào?
AC High - Voltage Automatic Recloser (Recloser for Short in This Article)
Công tắc tự động đóng ngắt điện áp cao AC (gọi tắt là recloser trong bài viết này) là thiết bị công tắc điện áp cao có khả năng tự kiểm soát (nó có các chức năng phát hiện dòng điện lỗi, điều khiển trình tự hoạt động và thực thi mà không cần thêm thiết bị bảo vệ và vận hành khác) và chức năng bảo vệ. Nó có thể tự động phát hiện dòng điện và điện áp đi qua mạch chính của recloser. Trong trường hợp xảy ra sự cố, nó sẽ tự động ngắt dòng điện lỗi theo bảo vệ thời gian nghịch đảo, và tự động thực hiện nhiều lần đóng ngắt lại theo trình tự thời gian đã được cài đặt.
1. Đặc điểm chính của phương án recloser để thực hiện tự động hóa đường dây
Việc áp dụng phương án recloser cho việc tự động hóa đường dây phân phối trên không sử dụng các đặc tính của recloser như khả năng cắt dòng điện ngắn mạch, và có nhiều chức năng bao gồm bảo vệ, giám sát và truyền thông. Nó không phụ thuộc vào hành động của thiết bị công tắc bảo vệ của trạm biến áp. Qua sự phối hợp giữa các giá trị cài đặt bảo vệ và thời gian giữa các recloser, các sự cố có thể được định vị và cách ly tự động, và có chức năng mở rộng bus của trạm biến áp đến đường dây.
Là một thiết bị bảo vệ, recloser trên đường dây chính có thể nhanh chóng phân đoạn sự cố và cách ly sự cố của đường dây nhánh.Chức năng chính của phương án recloser là thực hiện tự động hóa đường dây. Khi không có hệ thống tự động hóa truyền thông, nó có thể tự động cách ly sự cố. Điều này cho phép toàn bộ dự án tự động hóa được triển khai từng bước. Khi điều kiện cho phép, hệ thống truyền thông và tự động hóa có thể được cải thiện, tức là tất cả các chức năng tự động hóa có thể được thực hiện.
Tự động hóa đường dây của phương án recloser phù hợp với cấu trúc cấp điện hai nguồn điện kết nối vòng tay trong mạng lưới có cấu trúc tương đối đơn giản. Hai đường dây được kết nối thông qua thiết bị công tắc liên kết ở giữa. Trong hoạt động bình thường, thiết bị công tắc liên kết ở trạng thái mở, và hệ thống hoạt động ở chế độ vòng mở; khi xảy ra sự cố ở một đoạn nào đó, nguồn điện bình thường có thể được chuyển qua cấu trúc mạng, làm cho đoạn không có sự cố hoạt động bình thường, do đó cải thiện đáng kể độ tin cậy cung cấp điện. Khi khoảng cách giữa hai nguồn điện không vượt quá 10 km, xét đến các yếu tố số đoạn và sự phối hợp tự động, nên xem xét mô hình bốn đoạn với ba công tắc (reclosers), và chiều dài trung bình của mỗi đoạn khoảng 2,5 km.
Lấy sơ đồ đấu nối trong Hình 1 làm ví dụ, B1 và B2 là công tắc ra (công tắc cầu chì) của trạm biến áp, và R0 - R2 là công tắc phân đoạn đường dây (reclosers). Trong trạng thái bình thường, B1, B2, R1, và R2 đóng, và R0 mở.
Quá trình cách ly sự cố và khôi phục nguồn điện cho hai đoạn đường dây bên kia kết nối cũng giống như trên.
Ghi chú về ứng dụng (1) Để thực hiện cách ly sự cố bằng phương án recloser, công tắc ra của trạm biến áp cần có chức năng nhanh đứt ngắt trong giây lẻ và chức năng nhanh đứt ngắt có giới hạn thời gian sự cố. (2) Khi xảy ra sự cố tạm thời hoặc vĩnh viễn trên đường dây nhánh, hành động bảo vệ của recloser đường dây cung cấp trên đường dây nhánh được sử dụng để cách ly. Giá trị cài đặt và thời gian hành động bảo vệ của recloser nhánh phải nhỏ hơn so với recloser đường dây chính.
Tự động hóa mạng phân phối sử dụng phương pháp kiểm soát cục bộ có thể đạt được mục tiêu cải thiện độ tin cậy cung cấp điện với đầu tư tương đối thấp. Hơn nữa, các thiết bị như recloser, thuộc loại vi tính và thông minh, cũng cung cấp giao diện cho việc mở rộng giám sát từ xa trong tương lai của hệ thống. Khi điều kiện cho phép, sau khi cải thiện hệ thống truyền thông và trạm chủ, nó có thể được chuyển đổi thành phương án tự động hóa đường dây dưới chế độ kiểm soát của trạm chủ.
2. Làm thế nào để cải thiện độ tin cậy cung cấp điện và giảm thời gian mất điện của đường dây
(1) Chọn PLC (Bộ điều khiển logic lập trình) hiệu suất cao làm trung tâm điều khiển của recloser.
(2) Xóa bỏ nhanh sự cố tạm thời để giảm thời gian mất điện. Trong hệ thống điện, hơn 70% sự cố đường dây là sự cố tạm thời. Nếu sự cố tạm thời được xử lý giống như sự cố vĩnh viễn, nó sẽ gây ra mất điện trong thời gian tương đối dài. Do đó, chức năng đóng ngắt lại nhanh lần đầu tiên được thêm vào recloser, có thể xóa bỏ sự cố tạm thời trong 0,3 - 1,0 s (cài đặt khác nhau cho các đường dây khác nhau), giảm đáng kể thời gian mất điện trong sự cố tạm thời.
(3) Hoàn thành việc khóa cả hai đầu của đoạn có sự cố đồng thời. Khi xảy ra sự cố đường dây, công tắc cầu chì truyền thống chỉ có thể khóa một đầu của đường dây có sự cố tại một thời điểm. Tuy nhiên, sử dụng recloser có thể cách ly cả hai đầu của đoạn có sự cố đồng thời khi xảy ra sự cố đường dây vĩnh viễn, tránh mất điện của đoạn không có sự cố, rút ngắn thời gian khôi phục nguồn điện bình thường, và giảm số lần đóng ngắt lại của recloser, cũng như ảnh hưởng đến hệ thống lưới điện.
3. Nguyên tắc áp dụng recloser trong mạng phân phối
(1) Điều kiện hoạt động Tất cả các sự cố nên được coi là sự cố tạm thời. Tránh tác động của dòng điện xung, và hành động mở và khóa sau khi mở chỉ xảy ra trong trường hợp sự cố vĩnh viễn.
(2) Sắp xếp và chọn recloser một cách kinh tế và hợp lý theo kích thước tải và chiều dài đường dây.
(3) Xác định dòng điện định mức, công suất cắt, dòng điện ngắn mạch, và dòng điện ổn định động và nhiệt của recloser theo vị trí lắp đặt. Giới hạn trên của dòng điện ngắn mạch thường nên được chọn ở trên 16 kA để đáp ứng yêu cầu của dung lượng lưới điện liên tục tăng.
(4) Đặt chính xác sự phối hợp bảo vệ, chẳng hạn như dòng điện ngắt, số lần đóng ngắt lại, và đặc tính thời gian trì hoãn.
(5) Đối với sự phối hợp giữa các recloser, việc cài đặt thời gian hành động dòng điện sự cố nên ít cấp bậc theo từng cấp. Việc cài đặt thời gian trì hoãn của recloser nên dài hơn theo từng cấp (thường được cài đặt là 8 s).
