بحث مختصر درباره مسائل تبدیل ریکلوسرها به برشکن های خلاء بیرونی برای استفاده

تغییر شبکه برق روستایی نقش مهمی در کاهش نرخ‌های برق روستایی و تسریع توسعه اقتصادی روستاها دارد. اخیراً، نویسنده در طراحی چندین پروژه کوچک تغییر شبکه برق روستایی یا زیرстанسیون‌های معمولی شرکت کرده است. در زیرستانسیون‌های روستایی، سیستم‌های ۱۰kV معمولاً از بازدارنده خودکار خلاء ۱۰kV بیرونی استفاده می‌کنند.

برای صرفه‌جویی در سرمایه‌گذاری، در تغییرات ما از روشی استفاده کردیم که واحد کنترل بازدارنده خودکار خلاء ۱۰kV بیرونی را حذف کرده و آن را به یک قطعکننده خلاء بیرونی تبدیل می‌کند. این موضوع مسئله‌ای را مطرح می‌کند که چگونه می‌توان مدارهای محافظت و کنترل را برای یکپارچه‌سازی آنها در سیستم نظارت یکپارچه مبتنی بر کامپیوتر تغییر داد. این مسئله و راه‌حل‌های مربوطه در ادامه بیشتر توضیح داده خواهد شد.

۱. اصول اساسی بازدارنده خودکار خلاء ۱۰kV بیرونی

بازدارنده خودکار خلاء ۱۰kV بیرونی عملکردهای قطع، کنترل، محافظت و نظارت را در یک واحد یکپارچه می‌کند. این دستگاه هوشمند مورد ترجیح برای اتوماسیون توزیع است که قادر به انجام عملیات قطع و بازگشت خودکار خطوط AC با ترتیب پیش‌تعیین شده و سپس بازنشانی خودکار یا قفل شدن است. این دستگاه قابلیت کنترل و محافظت خودکار (بدون نیاز به منبع بیرونی) دارد. از زمان معرفی به چین، به دلیل مزایای منحصر به فرد خود در شبکه‌های توزیع شهری و زیرستانسیون‌های روستایی به طور گسترده استفاده شده است.

بازدارنده خودکار خلاء ۱۰kV بیرونی شامل دو بخش است: بدنه اصلی بازدارنده و واحد کنترل. بر اساس روش تأمین انرژی کنترل، واحد کنترل معمولاً در سه نوع طراحی می‌شود:

• استفاده مستقیم از AC ۲۲۰V به عنوان هم انرژی کاری و هم انرژی بستن برای واحد کنترل؛

• تبدیل AC ۲۲۰V به DC ۲۲۰V تنظیم شده برای انرژی کاری و بستن؛

• تغذیه واحد کنترل با باتری لیتیوم داخلی.

بدنه بازدارنده با ترانسفورماتورهای جریان (CTs) نوع بوشینگ تجهیز شده است که جریان خط را تشخیص می‌دهند. مقادیر اندازه‌گیری شده از هر فاز به طور جداگانه به واحد کنترل منتقل می‌شوند. پس از تأیید جریان خرابی و پس از تأخیر زمانی پیش‌تعیین شده، بازدارنده به طور خودکار عملیات قطع و بازگشت را بر اساس ترتیب پیش‌تعیین شده انجام می‌دهد. هنگامی که خرابی موقتی در سیستم رخ می‌دهد، عملکرد بازگشت خودکار تامین برق را خودکار بازگردانی می‌کند.

اگر خرابی دائمی باشد، بازدارنده بر اساس ترتیب پیش‌تعیین شده عمل می‌کند. پس از تکمیل تعداد پیش‌تعیین شده تلاش‌های بازگشت (معمولاً سه بار)، خرابی را به عنوان دائمی تأیید می‌کند. یک بخش‌کننده سپس شاخه خراب را جدا می‌کند و برق را به بخش‌های غیرخراب باز می‌گرداند. مداخله دستی برای رفع خرابی و بازنشانی وضعیت قفل شدن بازدارنده و بازگرداندن آن به حالت عادی مورد نیاز است. هنگام استفاده هماهنگ با بخش‌کننده‌ها و قطعکننده‌های بخشی، بازدارنده مؤثر است در رفع خرابی‌های موقتی و جدا کردن محل خرابی‌های دائمی، که مدت زمان قطع برق و محدوده تحت تاثیر را به حداقل می‌رساند.

۲. روش‌های تغییر واحد کنترل بازدارنده خودکار خلاء ۱۰kV بیرونی

برای کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری، ما در تغییرات روشی را پیاده‌سازی کردیم که واحد کنترل بازدارنده خودکار خلاء ۱۰kV بیرونی را حذف کرده و دستگاه را به یک قطعکننده خلاء بیرونی تبدیل می‌کند. پس از اینکه زیرستانسیون سیستم اتوماسیون یکپارچه را پذیرفت، عملکردهای محافظت و نظارت بازدارنده باید غیرفعال شوند. با این حال، سیگنال‌های جریان از بدنه بازدارنده و مدارهای قطع/بستن قطعکننده باید به واحد محافظت و نظارت ۱۰kV سیستم اتوماسیون یکپارچه متصل شوند. تغییرات خاص به شرح زیر است:

غیرفعال کردن عملکردهای محافظت و تشخیص بازدارنده با قطع تغذیه و مدارهای خروجی واحد کنترل در بلاک انتهایی.

سیگنال‌های جریان از بدنه بازدارنده معمولاً از طریق بلاک انتهایی واحد کنترل به واحد محافظت و نظارت ۱۰kV متصل می‌شوند. سیم‌کشی از بلاک انتهایی به واحد کنترل اصلی باید قطع شود تا از مدارهای همراه جلوگیری شود. یا می‌توان طرف ثانویه CTs روی بدنه بازدارنده را مستقیماً به واحد محافظت و نظارت ۱۰kV متصل کرد.

انرژی کنترل واحد محافظت و نظارت یکپارچه ۱۰kV معمولاً DC ۲۲۰V یا ۱۱۰V است. با توجه به سه نوع تغذیه اصلی واحد کنترل، روش‌های تغییر به شرح زیر است:

• تغذیه اصلی: AC ۲۲۰V برای هم انرژی کاری و هم انرژی بستن
  → جایگزینی مدار قطع/بستن با نسخه DC ۲۲۰V یا ۱۱۰V. اگر مکانیسم از موتور پружینی استفاده می‌کند که با هر دو AC و DC سازگار نیست، باید جایگزین شود.

• تغذیه اصلی: AC ۲۲۰V تبدیل شده به DC ۲۲۰V تنظیم شده
  → قطع تغذیه از واحد کنترل به مدارهای قطع/بستن و تغذیه مستقیم آنها از واحد محافظت و نظارت یکپارچه ۱۰kV. تغذیه کنترل زیرستانسیون باید به DC ۲۲۰V تنظیم شود.

• تغذیه اصلی: واحد کنترل با باتری لیتیوم داخلی
  → در این مورد، مدار کنترل معمولاً از DC ۳۶V یا ۱۲V استفاده می‌کند، در حالی که مدارهای قطع/بستن از AC ۲۲۰V استفاده می‌کنند. در تغییرات، مدارهای قطع/بستن باید جایگزین شوند. دستگاه‌های مدار قطع/بستن باید به طور سری با تماس‌های کمکی قطعکننده متصل شوند و مستقیماً به بلاک انتهایی منتهی شوند. هر موتور پружینی که برای هر دو AC و DC سازگار نیست باید جایگزین شود.

از آنجا که ساختار واحد کنترل فشرده است، در انتخاب مدارهای جایگزین قطع/بستن و موتورهای پружینی، محصولات با ابعاد مشابه با اصلی ترجیح داده می‌شوند. مهم است که سیم‌کشی جدید هیچ ارتباطی با مدارهای واحد کنترل اصلی نداشته باشد تا از مدارهای همراه جلوگیری شود.

۳. نتیجه‌گیری

در طی تغییر شبکه برق روستایی، چالش‌هایی ممکن است در هنگام بازسازی تجهیزات موجود برای کار با سیستم‌های اتوماسیون جدید بوجود آید. با این حال، اگر راه‌حل‌های مناسبی برای این مسائل توسعه یافته باشند، می‌توان هزینه‌ها را کاهش داد و همزمان اهداف پروژه را برآورده کرد.

ملاحظه: این روش تجهیز مجدد نسبتاً در به‌روزرسانی‌های شبکه‌های روستایی اولیه (مثلاً قبل از سال ۲۰۱۰) یا در دوره حذف تجهیزات قدیمی معمول بود. در شبکه‌های برق روستایی امروزی، دستگاه‌های هوشمند جدید یا شیرهای کلیدی خلاء اختصاصی بیشتر به طور مستقیم استفاده می‌شوند.