Кратко обсъждане на проблемите при преобразуването на реклоузъри в улични вакуумни контактори за използване

Трансформация селската електрическа мрежа играе важна роля в намаляването на тарифите за електроенергия в селските райони и ускоряването на икономическото развитие на селските райони. Недавно авторът участва в проектирането на няколко малки проекти за трансформация на селска електрическа мрежа или обикновени подстанции. В селските подстанции обикновено се използват 10кВ външни автоматични вакуумни реклоузери.

За да се спести инвестицията, при трансформацията приложихме схема, която премахва контролния модул на 10кВ външния автоматичен вакуумен реклоузер и го преобразува във външен вакуумен прекъсвач. Това поражда въпроса как да бъдат модифицирани защитните и контролни цепи, за да бъдат интегрирани в микрокомпютърна интегрирана система за наблюдение. Този проблем и съответните решения ще бъдат по-нататък разяснени по-долу.

1. Основни принципи на 10кВ външния автоматичен вакуумен реклоузер

10кВ външният автоматичен вакуумен реклоузер интегрира функции за комутация, контрол, защита и наблюдение в един модул. Той е предпочитано интелигентно устройство за автоматизация на разпределението, способно да извършва автоматично отваряне и затваряне на AC линии в предварително зададена последователност, след което се рестартира автоматично или блокира. Разполага със самостоятелен (без нужда от външно захранване) контрол и защита. От момента на неговото въвеждане в Китай, то е широко използвано в градските разпределителни мрежи и селските подстанции благодарение на своите уникални предимства.

10кВ външният автоматичен вакуумен реклоузер се състои от две части: основен реклоузер и контролен модул. В зависимост от метода на захранване на контролния модул, той обикновено се предоставя в три конфигурации:

• Използване на AC 220V директно като захранване за работа и затваряне на контролния модул;

• Преобразуване на AC 220V в регулиран DC 220V за захранване за работа и затваряне;

• Захранване на контролния модул с вградена литиево-ионна батерия.

Основният реклоузер е оборудван с токови трансформатори (CTs) от тип бушинг за детектиране на тока на линията. Измерените стойности от всеки фаза се предават отделно към контролния модул. След потвърждаване на тока на дефекта и след предварително зададен интервал, реклоузерът автоматично извършва операции за отваряне и затваряне според предварително зададена последователност. При временен дефект в системата, функцията за автоматично затваряне възстановява доставката на енергия автоматично.

Ако дефектът е постоянен, реклоузерът работи според предварително зададената последователност. След завършване на предварително зададения брой опити за затваряне (обикновено три), дефектът се потвърждава като постоянен. Секционер после изолира дефектната клонка, възстановявайки енергийното захранване на ненадлежещите секции. Е необходимо ръчно вмешателство, за да се изчисти дефектът и да се възстанови статусът на блокиране на реклоузера, за да се върне към нормална работа. Когато се използва в съчетание с секционери и секционни прекъсвачи, реклоузерът ефективно изчиства временни дефекти и изолира местата на постоянни дефекти, минимизирайки както продължителността на прекъсването, така и засегнатата област.

2. Методи за модификация на контролния модул на 10кВ външния автоматичен вакуумен реклоузер

За да се намали инвестициите, при трансформацията приложихме схема, която премахва контролния модул на 10кВ външния автоматичен вакуумен реклоузер и преобразува устройството във външен вакуумен прекъсвач. След като подстанцията приеме интегрирана система за автоматизация, защитните и наблюдателските функции на реклоузера трябва да бъдат изключени. Но сигналите на тока от основния реклоузер и цепите за хвърляне/затваряне на прекъсвача трябва да бъдат свързани с 10кВ защитен и наблюдателен модул на интегрираната система за автоматизация. Конкретните модификации са следните:

Изключете защитните и детекторните функции на реклоузера, като прекъснете захранването и изходните цепи на контролния модул на терминалната колона.

Сигналите на тока от основния реклоузер обикновено се насочват през терминалната колона на контролния модул към 10кВ защитния и наблюдателен модул. Проводниците от терминалната колона до оригинален контролен модул трябва да бъдат прекъснати, за да се избегнат паразитни цепи. Альтернативно, вторичната страна на CTs на основния реклоузер може да бъде свързана директно с 10кВ защитния и наблюдателен модул.

Захранването на 10кВ интегрирания защитен и наблюдателен модул обикновено е DC 220V или 110V. С оглед на трите оригинални конфигурации на захранване на контролния модул, подходите за модификация са следните:

• Оригинална конфигурация: AC 220V за захранване за работа и затваряне
  → Заменете катушките за хвърляне/затваряне с DC 220V или 110V версия. Ако механизъмът използва мотор за зареждане на пружина, който не е съвместим както с AC, така и с DC, той също трябва да бъде заменен.

• Оригинална конфигурация: AC 220V преобразувано в регулирано DC 220V
  → Прекъснете захранването от контролния модул към цепите за хвърляне/затваряне и вместо това ги захранете директно от 10кВ интегрирания защитен и наблюдателен модул. Захранването на подстанцията трябва да бъде настроено на DC 220V.

• Оригинална конфигурация: Контролен модул захранван от вградена литиево-ионна батерия
  → В този случай, контролната цепь обикновено използва DC 36V или 12V, докато цепите за хвърляне/затваряне използват AC 220V. По време на модификацията, катушките за хвърляне/затваряне трябва да бъдат заменени. Клемите на катушките трябва да бъдат свързани в ред с допълнителните контакти на прекъсвача и да бъдат водени директно към терминалната колона. Всякакъв мотор за зареждане на пружина, който не е съвместим както с AC, така и с DC, също трябва да бъде заменен.

Тъй като конструкцията на контролния модул е компактна, при избора на заместващи катушки за хвърляне/затваряне и зареждащи мотори, трябва да се предпочитат продукти с размери, идентични на оригиналните. Ключово е, че новата проводка не трябва да има никакво свързване с оригиналните цепи на контролния модул, за да се предотвратят паразитни петли.

3. Заключение

По време на трансформацията на селската електрическа мрежа, може да възникнат предизвикателства при адаптирането на съществуващото оборудване към нови системи за автоматизация. Обаче, стига да бъдат разработени подходящи решения за тези проблеми, инвестициите могат да бъдат намалени, докато се постигат целите на проекта.

Забележка: Този метод за модернизация беше относително разпространен при ранните обновявания на селските мрежи (например, преди 2010 г.) или по време на изваждането от употреба на старо оборудване. В днешните селски електрически мрежи, нови интелигентни устройства или специализирани вакуумни контактори са по-често използвани директно.