Automatiese Sluitingstoestel vir Lae-spanningskringbrekers Gebaseer op Tydvertraagde Relais

Om veilige en stabiele netwerkbedryf te verseker en om skade aan elektriese toerusting as gevolg van ladingstroompieke tydens kragherstel te verhoed, moet alle laste wat met distribusietransformators verbonden is, voordat die krag herstel word, ontkoppel word.

Daarom is lae-spanningskriekers uitgerus met 'n onder-spanningsvrylatingfunksie: wanneer 'n transformator as gevolg van instandhouding of lynfoute de-energieer word, veroorsaak die verlies van spanning op die lae-spanningsbus dat die takkrieker outomaties uitslaan. Nadat die transformator weer energieer word, omdat lae-spanningskriekers in die algemeen nie 'n outomatiese herluitingsvermoë het nie, moet operateurs die krieker ter plaatse handmatig toe maak om die krag te herstel. Geïnfluënser deur die posisie van die krieker, verkeer en weersomstandighede, neem hierdie handmatige operasie beskoulike tyd in - gemiddeld 33 minute - wat lei tot verlengde afbreekings en ernstig die betroubaarheid van kragverskaffing beïnvloed.

Om hierdie probleem te hanteer, is 'n outomatiese herluitingsapparaat vir lae-spanningskriekers gebaseer op 'n tydrelaas ontwikkel. Die transformator se lae-spanningsuitvoer verskaf krag aan die relaisspoel. Nadat die transformator energieer is, word die tydrelaisspoel gekrag, en na 'n ingestelde vertragingsperiode sluit sy glijkontak kortliks die luitingskring, wat lei tot die outomatiese herluiting van die lae-spanningskrieker. Die tydvertraging vermy die transformator-inloopstroom, wat die veiligheid van toerusting verseker. Deur middel van gepaste beheerlogika word outomatiese herluiting verhoed na oorstroomuitslaan of handmatige ontkoppeling.

1. Ontwerpeise en Oplossing

Volgens netwerkbedryfsvorskrifte is spesifieke ontwerpeise vir die onder-spanningsoutomatiese oordraaistoestel gestel:

• Wanneer die hoë-spanningskant van die distribusietransformator as gevolg van instandhouding of foute de-energieer word, verloor die transformator spanning en slaan die lae-spanningskrieker deur onder-spanningsvrylating uit. Nadat die transformator weer energieer word, herluit die krieker outomaties na 'n ingestelde tydvertragingsperiode.

• As 'n fout voor die lae-spanningskrieker voorkom, moet die krieker betroubaar uitslaan en mag nie outomaties herluit nie.

• As die lae-spanningskrieker handmatig oopgemaak word, mag dit nie outomaties herluit nie.

Om aan hierdie eise te voldoen, word 'n betroubare oplossing voorgestel deur gebruik te maak van 'n tydrelaas as die beheerkern, wat sy tydvertragingskenmerke en glijkontakte gebruik om outomatiese herluiting te bewerkstellig. Die gekose tydrelaismodel is DS-28.

Die DS-28 tydrelaas wat in die toestel gebruik word, bestaan uit 'n elektromagneet wat 'n uurwerk-timing-meganisme dryf. Die elektromagnetiese spoel trek krag van die transformator se lae-spanningsuitvoer, wat 'n kontinu gekragde tydrelaas verskaf. Die relaas bevat 'n stel vertraagde glijkontakte en 'n stel vertraagde hoofkontakte (beëindigingskontakte). Die interne bedrading van die tydrelaas vir die onder-spannings outomatiese oordraaistoestel word in Figuur 1 getoon. 

Om spoelbrand as gevolg van langdurige kragvoorsiening te verhoed, is 'n termiese fuseweerstand as 'n buitensporige beskermende weerstand bygevoeg. In die ontwerp word terminals 1 en 13–3 as trigger-signale aan die kragkring gekoppel, terwyl terminals 5 en 6, en 16–3 en 17, dien as die vertraagde glijkontak en onmiddellike normaal-geslote kontak, onderskeidelik. Figuur 2 wys die bedradingsskaart van die tydrelaas-gebaseerde outomatiese herluitingstoestel vir lae-spanningskriekers.

2.Behandelingstrategie van die Onder-spannings Outomatiese Oordraaistoestel

2.1 Transformator Onder-spanning

Wanneer die transformator onder-spanning ervaar, slaan die lae-spanningskrieker uit. Aangesien die lae-spanningsbus nie gekrag word nie, bly die tydrelaas in sy beginstaat, met die vertraagde glijkontak en vertraagde hoofkontak oop, terwyl die onmiddellike normaal-geslote kontak gesluit is.

Wanneer die lyn weer gekrag word, word die transformator se lae-spanningsuitvoer gekrag, wat krag aan die tydrelaas verskaf. Op hierdie stadium open die onmiddellike normaal-geslote kontak, wat 'n spanningsdeelingsweerstand in die spoelkring insluit, wat lei tot die energieëring van die elektromagneet en 'n langtermyn-aangehaakte toestand. Die uurwerk-meganisme begin dan te werk, en die vertraagde bewegende kontak beweeg na die geslote posisie.

Na die ingestelde vertragingsperiode (gewoonlik ingestel tussen 10 tot 15 sekondes deur die tydverstellingsknoppie op die tydrelaaspaneel om transformator-inloopstroom te vermy), sluit die vertraagde glijkontak kortliks en open dan weer. Hierdie aksie simuleer die druk en vrylating van 'n handmatige luitingsknoppie, wat verseker dat die luitingskring nie kontinu gekrag word nie, wat kan verhoed dat handmatige ontkoppeling verhinder word of die krieker op 'n foutpunt sluit.

Gewoonlik het distribusietransformators kapasiteite tot 2000 kVA, en die duur van die transformator-inloopstroom strek oor ongeveer 6 tot 10 sekondes. Om die impak van die transformator-inloopstroom te vermy, word die vertragingsperiode ingestel op 10 tot 15 sekondes tydens installasie deur die tydverstellingsknoppie op die tydrelaaspaneel te verstel. Die bedradingsskaart van die luitingskring word in Figuur 3 getoon.

Die hoof (beëindigings)kontak sluit ná die glijkontak en stop by die meganiese stopmechanisme. Soos lank as die transformator se lae-spanningsuitvoer gekrag bly, bly die relaas in hierdie toestand. Wanneer die lae-spanningsuitvoer spanning verloor (d.w.s. die elektromagnetiese spoel word de-energieer), keer al die kontakte onmiddellik terug na hul oorspronklike posisies.

2.2 Krieker Uitslaan as Gevolg van Fout

Wanneer 'n fout in die agterliggende lyn of toerusting van die lae-spanningskrieker voorkom, slaan die krieker uit as gevolg van oorstroom. Aangesien die transformator se lae-spanningsuitvoer nog gekrag word, bly die relaaskontakte in hul huidige posisies, wat verseker dat die krieker nie outomaties herluit nie.

2.3 Handmatige Uitslaan

Wanneer die lae-spanningskrieker handmatig oopgemaak word, word die transformator se lae-spanningsuitvoer steeds gekrag. Die relaaskontakte bly onveranderd, en die luitingskring word nie deur die tydrelaas beïnvloed nie, wat die outomatiese sluiting van die krieker verhoed.

3. Toestel Funksie Toetsing

Nadat die tydrelaas-gebaseerde onder-spannings outomatiese oordraaistoestel saamgestel is, is omvattende funksietoetse uitgevoer. Na suksesvolle toetsing is 'n gestandaardiseerde installasieprosedure en bedradingsskaarte opgestel, vergezeld van gedetailleerde veiligheids- en tegniese maatreëls. Die toestel is in 10 areas geïnstalleer. Na ses maande bedryf, het die toestel betroubaar en korrek gewerk tydens beide geplande instandhoudingsafbreekings en fout-geïnduseerde afbreekings. Die gemiddelde kraghersteltyd het van 33 minute voor installasie tot 10–15 sekondes verminder.

Veldtoetsergebnisse bevestig dat die tydrelaas-gebaseerde onder-spannings outomatiese oordraaistoestel vir lae-spanningskriekers aan alle ontwerpeise voldoen.

4. Konklusie

Die voorgestelde onder-spannings outomatiese oordraaistoestel vir lae-spanningskriekers maak gebruik van die tydrelaas se vertraagde glijkontak om 'n reeks kwessies te hanteer wat veroorsaak word deur die installasie van onder-spanningsvrylatingspoels. Dit stel lae-spanningskriekers in staat om outomaties te herluit na onder-spanningsinsidensies. Die toestel werk betroubaar tydens normale kragonderbrekinge en bly inaktief tydens abnormale toestande. Met 'n eenvoudige beginsel, gemaklike bedrading, en lae koste, het die toestel in veldtoetse bewys dat dit veilig en betroubaar krag kan herstel na onder-spanningsuitslaan, wat die krieker-luitingstyd van 33 minute tot 10–15 sekondes verminder. Dit verbeter aansienlik die effektiwiteit en betroubaarheid van kragverskaffing, wat 'n hoë praktiese waarde in werklike toepassings demonstreer.