Koordynacja zacisków wielokrotnego odłączania i sekcjonatorów w sieciach dystrybucyjnych

Koordynacja automatycznych przełączników z automatyką i sekcjonatorów w sieciach dystrybucyjnych

Automatyczne przełączniki z automatyką i automatyczne sekcjonatory (krótko: przełączniki z automatyką i sekcjonatory) są stosunkowo kompletnymi i bardzo niezawodnymi urządzeniami automatycznymi. Mogą nie tylko niezawodnie i szybko eliminować przejściowe uszkodzenia, ale także minimalizować zakres przerw w dostawie energii spowodowanych trwałymi uszkodzeniami. Ponieważ przełączniki z automatyką i sekcjonatory są używane w sieciach dystrybucyjnych, mogą selektywnie i efektywnie eliminować przejściowe uszkodzenia, aby zapobiec ich rozwojowi w trwałe uszkodzenia, oraz izolować trwałe uszkodzenia, co znacznie poprawia niezawodność dostawy energii.

1. Funkcje i cechy automatycznych przełączników z automatyką

Automatyczny przełącznik z automatyką to urządzenie automatyczne o funkcjach ochronnych, wykrywania i sterowania. Ma charakterystykę czasu - prądową odwrotną z różnymi limitami czasowymi i funkcję wielokrotnej ponownej synchronizacji. Jest nowym typem sprzętu elektrycznego integrującego przekaźnik, ochronę relacyjną i mechanizm działania. Może automatycznie wykrywać prąd płynący przez główny obwód przełącznika. Gdy potwierdzony jest prąd uszkodzeniowy, automatycznie przerwie prąd uszkodzeniowy zgodnie z ochroną czasową po określonym okresie i automatycznie ponownie zsynchronizuje się wielokrotnie zgodnie z wymaganiami, aby przywrócić zasilanie linii. Jeśli uszkodzenie jest przejściowe, linia powróci do normalnego zasilania po ponownej synchronizacji przełącznika; jeśli uszkodzenie jest trwałe, po wykonaniu przez przełącznik ustalonej liczby operacji ponownej synchronizacji (zwykle 3 razy) i potwierdzeniu, że uszkodzenie linii jest trwałe, automatycznie zablokuje się i nie będzie już zasilać uszkodzonej linii, dopóki uszkodzenie nie zostanie usunięte i blokada ponownej synchronizacji nie zostanie ręcznie zwolniona, przywracając stan normalny.

Konkretne funkcje i cechy przełączników z automatyką są następujące:

• Pod względem zdolności do przerwania, przełączniki z automatyką mają funkcje takie jak przerwanie prądów zwarciowych, wykonanie wielokrotnych operacji ponownej synchronizacji, wybór sekwencyjnej koordynacji charakterystyk ochronnych i resetowanie systemu ochronnego.

• Przełącznik z automatyką składa się głównie z komory gaszącej łuki, mechanizmu działania, systemu sterowania, cewki zamykającej i innych części.

• Przełącznik z automatyką to lokalne urządzenie sterujące. Pod względem charakterystyk ochronnych i sterujących ma funkcje takie jak samo-wykrywanie uszkodzeń, ocena natury prądu, wykonanie operacji przełączania, może wrócić do stanu początkowego, zapamiętać liczbę operacji i zakończyć wybór sekwencji operacji, takich jak blokada zamykania. Dla przełączników z automatyką używanych na liniach nie ma dodatkowego urządzenia obsługi, a ich energia działania jest bezpośrednio pobierana z wysokiego napięcia linii. Dla tych używanych w stacjach transformatorowych istnieje niskonapiętowe zasilanie dla otwierania i zamykania mechanizmu działania.

• Przełączniki z automatyką są odpowiednie do montażu na zewnętrznych liniach dystrybucyjnych i mogą być montowane zarówno w stacjach transformatorowych, jak i na różnych słupach.

• Liczba operacji blokady, charakterystyka prędkości otwarcia i sekwencja operacji ponownego zamykania różnych typów przełączników z automatyką są zwykle różne. Ich typowa charakterystyka 4 operacji przerwania i 3 operacje ponownego zamykania to: przerwanie → (T₁) zamknięcie - przerwanie → (T₂) zamknięcie - przerwanie → (T₃) zamknięcie - przerwanie, gdzie T₁ i T₂ są regulowane i różnią się w zależności od różnych produktów. Można dostosować liczbę operacji ponownego zamykania i interwał między operacjami ponownego zamykania zgodnie z potrzebami podczas działania.

• Przerwanie uszkodzeń międzyfazowych w przełącznikach z automatyką odbywa się z użyciem charakterystyki czasowej odwrotnej do współpracy z charakterystyką amper-czasową bezpieczników (ale przerwanie uszkodzeń ziemnych w elektronicznie sterowanych przełącznikach z automatyką zwykle odbywa się z użyciem określonego limitu czasowego). Przełączniki z automatyką mają dwa typy krzywych charakterystyki amper-czasowej: szybką i wolną. Zwykle pierwsza operacja przerwania działa zgodnie z szybką krzywą, co pozwala na przerwanie prądu uszkodzeniowego w ciągu 0,03 - 0,04s. Dla kolejnych operacji przerwania można wybrać różne krzywe charakterystyki amper-czasowej zgodnie z potrzebami koordynacji ochrony.

2. Funkcje i cechy automatycznych sekcjonatorów

Sekcjonator to automatyczne urządzenie ochronne używane w systemie dystrybucji do izolacji uszkodzonej sekcji linii. Zwykle używa się go w połączeniu z automatycznym przełącznikiem z automatyką lub przekaźnikiem. Sekcjonator nie może przerwać prądu uszkodzeniowego. Gdy wystąpi uszkodzenie w sekcji linii, działa zapasowa ochrona przełącznika z automatyką lub przekaźnika, a funkcja liczenia sekcjonatora zaczyna gromadzić liczbę operacji otwierania przełącznika. Gdy sekcjonator osiągnie ustaloną liczbę zarejestrowanych operacji, automatycznie otworzy się w momencie, gdy zapasowe urządzenie otworzy, aby odłączyć uszkodzoną sekcję linii. Przełącznik z automatyką ponownie zsynchronizuje się, przywracając zasilanie innych linii. Jeśli liczba operacji otwierania przełącznika z automatyką nie osiągnie ustalonej liczby zarejestrowanych operacji sekcjonatora, a uszkodzenie zostało usunięte, zgromadzona liczba sekcjonatora automatycznie zniknie po upływie pewnego czasu, wracając do stanu początkowego.

Sekcjonatory dzielą się na dwa typy według liczby faz: jednofazowe i trójfazowe. W zależności od metody sterowania dzielą się na hydrauliczne i elektroniczne. Hydraulicznie sterowane sekcjonatory używają hydrauliki do liczenia, podczas gdy elektronicznie sterowane sekcjonatory używają liczenia elektronicznego. Głównymi funkcjami i cechami automatycznych sekcjonatorów są następujące:

• Sekcjonatory mają funkcję automatycznego liczenia liczby operacji otwierania urządzenia ochronnego wyższego rzędu.

• Sekcjonator nie może izolować prądów uszkodzeniowych, ale może odłączyć trwałe uszkodzenia linii we współpracy z przełącznikiem z automatyką. Ponieważ może izolować pełny prąd obciążenia, może być używany jako ręczny przełącznik obciążeniowy.

• Sekcjonator może wykonać automatyczne i ręczne otwieranie. Po otwarciu znajduje się w stanie zablokowanym i można przywrócić zasilanie tylko przez ręczne zamknięcie.

• Sekcjonator ma cewkę otwierającą połączoną szeregowo w głównym obwodzie, a minimalna prądotrwałość może być zmieniana poprzez wymianę cewki.

• Nie ma żadnego mechanicznego ani elektrycznego połączenia między sekcjonatorem a przełącznikiem z automatyką, a nie ma ograniczeń dotyczących jego lokalizacji montażowej.

• Sekcjonator nie ma charakterystyki amper-czasowej, dlatego ma specjalne zalety w użytkowaniu. Na przykład może być używany w przypadkach, gdy krzywe charakterystyk ochronnych dwóch urządzeń ochronnych są bardzo bliskie, co kompensuje wadę, że nie można zawsze osiągnąć koordynacji nawet poprzez dodanie stopni w systemie ochrony wielopoziomowej.

3. Współpraca między przełącznikami z automatyką a sekcjonatorami

Współpraca przełączników z automatyką i sekcjonatorów może umożliwić eliminację przejściowych uszkodzeń, izolację obszarów z trwałymi uszkodzeniami i zapewnienie normalnego zasilania segmentów linii bez uszkodzeń. Ze względu na różne funkcje przełączników z automatyką i sekcjonatorów, najpierw należy racjonalnie określić układ sekcji linii zgodnie z warunkami działania systemu, aby zwiększyć stopień automatyzacji linii dystrybucyjnych i niezawodność zasilania. Jego typowa struktura przedstawiona jest na Rysunku 1.

Teoretycznie każda gałąź na linii powinna być rozpatrywana jako punkt sekcji. W ten sposób, nawet jeśli trwałe uszkodzenie wystąpi na stosunkowo krótkiej linii bocznej, może być selektywnie sekcjonowane, a normalne zasilanie innych sekcji może być utrzymane. Jednak ze względu na ograniczenia ekonomiczne i warunki działania, często nie można tego osiągnąć. Dlatego konieczne jest podejście z uwzględnieniem rzeczywistości i adaptacja do lokalnych warunków. Oba urządzenia, przełączniki z automatyką i sekcjonatory, są inteligentnymi urządzeniami o wielu zaletach, takich jak wysoki stopień automatyzacji. Jednak mogą pełnić swoją rolę tylko przy prawidłowej koordynacji. Dlatego należy przestrzegać następujących zasad koordynacji:

• Sekcjonator musi być połączony szeregowo z przełącznikiem z automatyką i zainstalowany na stronie obciążenia przełącznika z automatyką.

• Zapasowy przełącznik z automatyką musi być w stanie wykryć i reagować na minimalny prąd uszkodzeniowy w zakresie ochrony sekcjonatora.

• Prądotrwałość startowa sekcjonatora musi być mniejsza niż minimalny prąd uszkodzeniowy w jego zakresie ochrony.

• Oceniając rating termicznej i dynamicznej stabilności sekcjonatora, muszą one spełniać wymagania.

• Prądotrwałość startowa sekcjonatora musi być mniejsza niż 80% minimalnego prądu otwierającego zapasowej ochrony i większa od wartości szczytowej oczekiwanego maksymalnego prądu obciążenia.

• Liczba zliczeń sekcjonatora musi być co najmniej o 1 mniejsza niż liczba operacji otwierania zapasowej ochrony przed blokadą.

Czas pamięci sekcjonatora musi być większy niż całkowity skumulowany czas przerwania (TAT) zapasowej ochrony. Całkowity skumulowany czas (TAT) działania zapasowej ochrony to suma czasów przenoszenia prądu uszkodzeniowego każdego uszkodzenia w sekwencji zapasowej ochrony i interwału ponownego zamykania. Ponieważ sekcjonator nie ma charakterystyki amper-czasowej, koordynacja między przełącznikiem z automatyką a sekcjonatorem nie wymaga badania krzywych ochrony.

Zapasowy przełącznik z automatyką jest ustawiony na blokadę po 4 operacjach otwierania. Te operacje mogą być kombinacją dowolnych trybów szybkiego i wolnego (lub opóźnionego), a ustawiona liczba zliczeń dla sekcjonatora wynosi 3. Jeśli na linii na stronie obciążenia sekcjonatora wystąpi trwałe uszkodzenie, sekcjonator otworzy się, izolując uszkodzenie przed 3. ponownym zamykaniem przełącznika z automatyką, a następnie przełącznik z automatyką przywróci zasilanie dla linii bez uszkodzeń. Jeśli są inne szeregowo skonfigurowane sekcjonatory, liczba operacji blokady, które są ustawione, powinna być mniejsza stopniowo.

Gdy wystąpi uszkodzenie na linii na stronie obciążenia ostatniego sekcjonatora, działa przełącznik z automatyką. Szeregowo połączone sekcjonatory wszystkie zliczają liczbę operacji przerwania prądu przez przełącznik z automatyką. Po osiągnięciu przez ostatni sekcjonator liczby operacji, otworzy się, izolując uszkodzenie, a następnie przełącznik z automatyką ponownie zsynchronizuje, łącząc linię bez uszkodzeń i przywracając normalne zasilanie. Sekcjonatory, które nie osiągnęły liczby zliczeń, zresetują się do stanu początkowego po określonym czasie resetowania.