Coördinatie van herkoppelingsautomaten en sectieaansluiters in distributienetten
Coördinatie van herkoppelaren en sectieaansluiters in distributienetten
Automatische herkoppelaren en automatische sectieaansluiters (kortweg herkoppelaren en sectieaansluiters) zijn relatief complete en zeer betrouwbare geautomatiseerde apparaten. Ze kunnen niet alleen tijdelijke storingen betrouwbaar en snel elimineren, maar ook de stroomonderbreking die wordt veroorzaakt door permanente storingen tot een minimum beperken. Aangezien herkoppelaren en sectieaansluiters worden gebruikt in distributienetten, kunnen ze selectief en effectief tijdelijke storingen elimineren om te voorkomen dat deze uitgroeien tot permanente storingen, en kunnen ze ook permanente storingen isoleren, waardoor de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening aanzienlijk verbetert.
1. Functies en kenmerken van automatische herkoppelaren
Een automatische herkoppelaar is een geautomatiseerd apparaat met beschermings-, detectie- en controlefuncties. Het heeft inverse tijd-stroomkenmerkencurves met verschillende tijdlimieten en een meervoudig herkoppelingsmechanisme. Het is een nieuw type elektromechanische integratie-elektrisch apparaat dat een circuitbreker, relaisbescherming en een bedieningsmechanisme integreert. Het kan automatisch de stroom door de hoofdschakeling van de herkoppelaar detecteren. Wanneer een storingstroom wordt bevestigd, zal het automatisch de storingstroom onderbreken volgens de inverse tijd-bescherming na een bepaalde periode en automatisch meermalen herkoppelen als vereist om de stroomvoorziening aan de lijn te herstellen. Als de storing tijdelijk is, keert de lijn na de herkoppeling terug naar normale stroomvoorziening; als de storing permanent is, zal de herkoppelaar na het voltooien van het ingestelde aantal herkoppelingsoperaties (gewoonlijk 3 keer) en de bevestiging dat de lijnstoring permanent is, automatisch vergrendelen en de defecte lijn geen stroom meer leveren totdat de storing is verholpen en de herkoppelingsvergrendeling handmatig wordt vrijgegeven om de normale staat te herstellen.
De specifieke functies en kenmerken van herkoppelaren zijn als volgt:
Op het gebied van onderbrekingsprestaties hebben herkoppelaren functies zoals het onderbreken van kortsluitstromen, het uitvoeren van meervoudige herkoppelingsoperaties, het kiezen van de sequentiële coördinatie van beschermingskenmerken en het resetten van het beschermingssysteem.
Een herkoppelaar bestaat voornamelijk uit een boogdoofkamer, een bedieningsmechanisme, een besturingssysteem, een sluitingsspoel en andere delen.
Een herkoppelaar is een lokale regelapparaat. Op het gebied van beschermings- en regelkenmerken heeft het functies zoals zelfstoringdetectie, het beoordelen van de aard van de stroom, het uitvoeren van schakeloperaties, en kan teruggaan naar de initiële staat, het aantal operaties onthouden en de selectie van operatievolgordes zoals vergrendeling bij sluiten voltooien. Voor herkoppelaren die op lijnen worden gebruikt, is er geen extra bedieningsapparaat, en de bedrijfsenergie wordt direct afgetapt van de hoogspanningslijn. Voor die welke in transformatorhuisjes worden gebruikt, is er een laagspanningsvoeding voor het openen en sluiten van het bedieningsmechanisme.
Herkoppelaren zijn geschikt voor buiteninstallatie op distributielijnen en kunnen zowel in transformatorhuisjes als op verschillende palen worden geïnstalleerd.
Het aantal vergrendelingsoperaties, de openingsnelheidskenmerken en de herkoppelingsoperatievolgorde van verschillende types herkoppelaren verschillen over het algemeen. Hun typische kenmerk van 4 onderbrekingsoperaties en 3 herkoppelingsoperaties is: onderbreken → (T₁) sluiten - onderbreken → (T₂) sluiten - onderbreken → (T₃) sluiten - onderbreken, waarbij T₁ en T₂ instelbaar zijn en variëren met verschillende producten. Het kan het aantal herkoppelingsoperaties en de herkoppelingsinterval tijdens de bedrijfsfase aanpassen volgens de behoefte.
De fase-tot-fase storingonderbreking van herkoppelaren maakt gebruik van het inverse tijdkenmerk om samen te werken met het amperetijdkenmerk van smeltveiligheden (maar de grondfoutonderbreking van elektronisch gecontroleerde herkoppelaren maakt over het algemeen gebruik van de vaste tijdlimiet). Herkoppelaren hebben twee soorten amperetijdkenmerkcurves: snel en langzaam. Gewoonlijk werkt de eerste onderbrekingsoperatie volgens de snelle curve, zodat het de storingstroom binnen 0,03-0,04 seconden kan onderbreken. Voor latere onderbrekingsoperaties kunnen verschillende amperetijdkenmerkcurves worden gekozen volgens de behoefte aan beschermingscoördinatie.
2. Functies en kenmerken van automatische sectieaansluiters
Een sectieaansluiters is een automatisch beschermingsapparaat dat in een distributiesysteem wordt gebruikt om het defecte lijnsegment te isoleren. Het wordt meestal in combinatie gebruikt met een automatische herkoppelaar of een circuitbreker. Een sectieaansluiters kan geen storingstromen onderbreken. Wanneer er een storing optreedt in een gesectioneerde lijn, treedt de back-up beschermingsherkoppelaar of circuitbreker van de sectieaansluiters in werking, en begint de tellerfunctie van de sectieaansluiters het aantal trippings van de herkoppelaar te tellen. Wanneer de sectieaansluiters het vooraf ingestelde aantal getelde bewerkingen bereikt, zal het automatisch trippen op het moment dat het back-up apparaat tript om het defecte lijnsegment te ontkoppelen. De herkoppelaar herkoppelt opnieuw om de stroomvoorziening aan andere lijnen te herstellen. Als het aantal trippings van de herkoppelaar het vooraf ingestelde aantal getelde bewerkingen van de sectieaansluiters niet bereikt en de storing is verholpen, zal de opgetelde teller van de sectieaansluiters na een bepaalde periode automatisch verdwijnen en terugkeren naar de initiële staat.
Sectieaansluiters worden ingedeeld in twee types volgens het aantal fasen: enkelvoudig en driefasig. Volgens de besturing zijn ze verdeeld in hydraulische besturing en elektronische besturing. Hydraulisch gestuurde sectieaansluiters gebruiken hydraulische besturing voor het tellen, terwijl elektronisch gestuurde sectieaansluiters gebruik maken van elektronisch tellen. De belangrijkste functies en kenmerken van automatische sectieaansluiters zijn als volgt:
Sectieaansluiters hebben de functie om automatisch het aantal trippings van het bovenliggende beschermingsapparaat te tellen.
Een sectieaansluiters kan geen storingstromen isoleren, maar kan permanente lijnstoringen isoleren in samenwerking met een herkoppelaar. Aangezien het volledige belastingsstromen kan isoleren, kan het worden gebruikt als een handbediende belastingschakelaar.
Een sectieaansluiters kan automatisch en handmatig trippen. Na het trippen is het in een vergrendelde staat en kan de stroomvoorziening alleen worden hersteld via handmatig sluiten.
Een sectieaansluiters heeft een trippingspoel in serie verbonden in de hoofdschakeling, en de minimale werkstroom kan worden gewijzigd door de spoel te vervangen.
Er is geen mechanische of elektrische verbinding tussen een sectieaansluiters en een herkoppelaar, en er zijn geen beperkingen voor de installatielocatie.
Een sectieaansluiters heeft geen amperetijdkenmerk, dus het heeft speciale voordelen in gebruik. Bijvoorbeeld, het kan worden gebruikt in situaties waar de beschermingskenmerkcurves van twee beschermingsapparaten zeer dicht bij elkaar liggen, waardoor het de tekortkoming compenseert dat coördinatie soms niet kan worden bereikt, zelfs door stappen toe te voegen in een multi-level beschermingssysteem.
3. Samenwerking tussen herkoppelaren en sectieaansluiters
De gezamenlijke werking van herkoppelaren en sectieaansluiters kan de eliminatie van tijdelijke storingen, de isolatie van permanente storinggebieden en de normale stroomvoorziening van niet-defecte lijnsegmenten realiseren. Vanwege de verschillende functies van herkoppelaren en sectieaansluiters, moet eerst de sectie-indeling van de lijn redelijk worden bepaald volgens de systeembewerkingsomstandigheden om het automatiseringniveau van de distributielijn en de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening te verbeteren. De typische structuur is weergegeven in Figuur 1.
Theoretisch gesproken, zou elk vertakkingspunt op de lijn als een sectiepunt moeten worden beschouwd. Op deze manier kan, zelfs wanneer er een permanente storing optreedt op een relatief korte vertakkingslijn, selectief worden gesectioneerd, en de normale stroomvoorziening van andere segmenten kan worden gehandhaafd. Echter, vanwege economische en operationele beperkingen, is dit vaak niet mogelijk. Daarom is het nodig om vanuit de realiteit te werken en zich aan te passen aan lokale omstandigheden. Zowel herkoppelaren als sectieaansluiters zijn intelligente apparaten met veel voordelen zoals een hoge mate van automatisering. Echter, ze kunnen hun rol alleen spelen wanneer ze correct worden gecoördineerd. Daarom moeten de volgende coördinatieregels worden nageleefd:
De sectieaansluiters moet in serie zijn aangesloten met de herkoppelaar en geïnstalleerd op de belastingkant van de herkoppelaar.
De back-up herkoppelaar moet in staat zijn om de minimale storingstroom binnen het beschermingsbereik van de sectieaansluiters te detecteren en daarop te reageren.
De startstroom van de sectieaansluiters moet kleiner zijn dan de minimale storingstroom binnen het beschermingsbereik.
De thermische stabiliteitsclassificatie en de dynamische stabiliteitsclassificatie van de sectieaansluiters moeten voldoen aan de eisen.
De startstroom van de sectieaansluiters moet minder dan 80% van de minimale trippingstroom van de back-up bescherming zijn en groter dan de piekwaarde van de verwachte maximale belastingsstroom.
Het aantal getelde keren van de sectieaansluiters moet ten minste 1 keer minder zijn dan het aantal trippings van de back-up bescherming voordat het vergrendelt.
De geheugentijd van de sectieaansluiters moet groter zijn dan de totale opgetelde storingonderbrekingstijd (TAT) van de back-up bescherming. De totale opgetelde tijd (TAT) van de back-up bescherming actie is de som van de storingstroomdragende tijd van elke storing in de back-up beschermingreeks en de herkoppelingsinterval. Omdat de sectieaansluiters geen amperetijdkenmerk heeft, is de coördinatie tussen de herkoppelaar en de sectieaansluiters niet vereist voor het bestuderen van beschermingscurves.
De back-up beschermingsherkoppelaar is ingesteld om te vergrendelen na 4 trippings. Deze bewerkingen kunnen een combinatie zijn van snelle en langzame (of uitgestelde) modi, en het ingestelde aantal keren voor de sectieaansluiters wordt geselecteerd als 3 tellen. Als er een permanente storing optreedt op de lijn aan de belastingkant van de sectieaansluiters, zal de sectieaansluiters openen om de storing te isoleren voordat de 3e herkoppeling van de herkoppelaar plaatsvindt, en dan zal de herkoppelaar stroom leveren aan de niet-defecte lijn. Als er andere serieel geconfigureerde sectieaansluiters zijn, moet het aantal vergrendelingskeren waarop ze zijn ingesteld, stapsgewijs kleiner zijn.
Wanneer er een storing optreedt op de lijn aan de belastingkant van de laatste sectieaansluiters, treedt de herkoppelaar in werking. De serieel verbonden sectieaansluiters tellen allemaal het aantal keren dat de herkoppelaar de stroom onderbreekt. Nadat de laatste sectieaansluiters het aantal actieve keren heeft bereikt, tript het om de storing te isoleren, en dan herkoppelt de herkoppelaar om de niet-defecte lijn te verbinden en de normale stroomvoorziening te herstellen. Sectieaansluiters die het aantal tellen niet hebben bereikt, zullen na de opgegeven resettijd terugkeren naar de initiële staat.
