Isang Maikling Pagsusuri sa mga Isyu sa Pagbabago ng Reclosers sa Outdoor Vacuum Circuit Breakers para sa Paggamit

Ang pagbabago ng rural na grid ng kuryente ay may mahalagang papel sa pagbawas ng mga taripa ng kuryente sa rural at pagpapabilis ng ekonomiko sa rural. Kamakailan, ang may-akda ay sumali sa disenyo ng ilang maliit na proyekto ng pagbabago ng rural na grid ng kuryente o tradisyunal na mga substation. Sa mga substation ng rural na grid, ang mga tradisyunal na 10kV na sistema ay karaniwang gumagamit ng 10kV outdoor auto circuit vacuum reclosers.

Upang makatipid sa pondo, ginamit namin ang isang esquema sa pagbabago na nagtanggal ng control unit ng 10kV outdoor auto circuit vacuum recloser at inilipat ito bilang isang outdoor vacuum circuit breaker. Ito ay nag-udyok ng tanong kung paano baguhin ang mga circuit ng proteksyon at kontrol upang mailapat sila sa isang microcomputer-based integrated monitoring system. Ang isyu at ang mga kaugnay na solusyon dito ay lalayong ipaliwanag sa ibaba.

1. Mga Pundamental na Prinsipyo ng 10kV Outdoor Auto Circuit Vacuum Recloser

Ang 10kV outdoor auto circuit vacuum recloser ay nag-uunibersal ng mga punsiyon ng switching, kontrol, proteksyon, at monitoring sa iisang yunit. Ito ay isang piniliang intelligent device para sa distribution automation, na may kakayahan na awtomatikong magbuksan at magsarado ng AC lines ayon sa pre-set na sequence, at pagkatapos ay mag-reset ng awtomatiko o mag-lockout. Ito ay may self-contained (walang panglabas na mapagkukunan ng lakas) na kontrol at proteksyon na mga punsiyon. Dahil sa kanyang mga natatanging benepisyo, ito ay malawakang ginagamit sa urban na mga distribution network at rural na mga substation mula noong ipakilala ito sa Tsina.

Ang 10kV outdoor auto circuit vacuum recloser ay binubuo ng dalawang bahagi: ang main recloser body at ang controller unit. Batay sa paraan ng pagbibigay ng kontrol power, ang controller ay karaniwang may tatlong konfigurasyon:

• Gumamit ng AC 220V direktamente bilang operating at closing power para sa controller;

• Konbertiin ang AC 220V sa regulated DC 220V para sa operating at closing power;

• Pwerahan ang controller gamit ang internal lithium battery.

Ang recloser body ay may bushing-type current transformers (CTs) upang detektahin ang line current. Ang mga sukatan mula sa bawat phase ay hihiwalay na ipinapadala sa controller. Pagka-kumpirmado ang fault current at matapos ang pre-set na time delay, ang recloser ay awtomatikong magbibigay ng opening at reclosing operations ayon sa pre-determined na sequence. Kapag nangyari ang transient fault sa sistema, ang automatic reclosing function ay awtomatikong muling magbibigay ng supply ng kuryente.

Kung ang fault ay permanent, ang recloser ay mag-ooperate ayon sa kanyang pre-set na sequence. Matapos ang pagkumpleto ng pre-set na bilang ng reclosing attempts (karaniwang tatlo), ito ay kumpirmado ang fault bilang permanent. Ang sectionalizer ay pagkatapos ay maghihiwalay ng faulty branch, at muling magbibigay ng supply sa non-faulted sections. Kinakailangan ang manual intervention upang linisin ang fault at i-reset ang lockout status ng recloser upang ibalik ito sa normal na operasyon. Kapag ginamit kasama ang sectionalizers at sectional circuit breakers, ang recloser ay epektibong naglilinis ng transient faults at naghihiwalay ng permanent fault locations, na minamaliit ang duration ng outage at affected area.

2. Mga Paraan ng Pagbabago para sa 10kV Outdoor Auto Circuit Vacuum Recloser Controller

Upang makatipid sa pondo, ipinatupad namin ang isang esquema sa pagbabago na nagtanggal ng controller unit ng 10kV outdoor auto circuit vacuum recloser at inilipat ito bilang isang outdoor vacuum circuit breaker. Matapos ang substation na mag-adopt ng integrated automation system, ang mga proteksyon at monitoring functions ng recloser ay kailangang i-disable. Gayunpaman, ang mga current signals mula sa recloser body at ang trip/close circuits ng circuit breaker ay kailangang ikonekta sa 10kV protection at monitoring unit ng integrated automation system. Ang espesipikong mga pagbabago ay sumusunod:

I-disable ang proteksyon at detection functions ng recloser sa pamamagitan ng pag-disconnect ng power supply at output circuits ng controller sa terminal block.

Ang mga current signals mula sa recloser body ay karaniwang napapadala sa pamamagitan ng terminal block ng controller patungo sa 10kV protection at monitoring unit. Ang wiring mula sa terminal block patungo sa orihinal na controller ay kailangang i-disconnect upang maiwasan ang parasitic circuits. Bilang alternatibo, ang secondary side ng CTs sa recloser body ay maaaring direkta na ikonekta sa 10kV protection at monitoring unit.

Ang control power para sa 10kV integrated protection at monitoring unit ay karaniwang DC 220V o 110V. Batay sa tatlong orihinal na controller power configurations, ang mga approach sa pagbabago ay sumusunod:

• Orihinal na configuration: AC 220V para sa both operation at closing power
  → Palitan ang trip/close coil ng DC 220V o 110V version. Kung ang mechanism ay gumagamit ng spring-charging motor na hindi compatible sa both AC at DC, ito rin ay kailangang palitan.

• Orihinal na configuration: AC 220V na iconvert sa regulated DC 220V
  → I-disconnect ang power supply mula sa controller patungo sa trip/close circuits at instead, pwerahan sila direkta mula sa 10kV integrated protection at monitoring unit. Ang control power ng substation ay dapat na itakda sa DC 220V.

• Orihinal na configuration: Controller na pwerahan ng built-in lithium battery
  → Sa kasong ito, ang control circuit ay karaniwang gumagamit ng DC 36V o 12V, habang ang trip/close circuits ay gumagamit ng AC 220V. Sa panahon ng pagbabago, ang trip/close coils ay kailangang palitan. Ang coil terminals ay dapat na ikonekta sa serye kasama ang auxiliary contacts ng circuit breaker at idirekta sa terminal block. Anumang spring-charging motor na hindi rated para sa both AC at DC ay kailangang palitan din.

Dahil ang controller structure ay kompakto, kapag pinipili ang replacement trip/close coils at charging motors, dapat na pipiliin ang mga produkto na may dimensiyon na katulad ng orihinal. Mahalaga, ang bagong wiring ay dapat na walang koneksyon sa orihinal na controller circuits upang maiwasan ang parasitic loops.

3. Kasunod

Sa panahon ng pagbabago ng rural na grid ng kuryente, maaaring lumitaw ang mga hamon sa pag-retrofit ng umiiral na equipment upang gumana sa bagong automation systems. Gayunpaman, basta ang mga angkop na solusyon ay ma-develop para sa mga isyung ito, maaaring makatipid sa pondo habang pa rin nasasakop ang mga layunin ng proyekto.

Tala: Ang pamamaraang ito ng pagpapabago ay karaniwan sa mga maagang pagbabago ng grid sa mga rural na lugar (halimbawa, bago ang 2010) o sa panahon ng paglilipat mula sa mga lumang kagamitan. Sa kasalukuyang mga grid ng kuryente sa mga rural na lugar, mas karaniwang ginagamit na ngayon ang mga bagong smart device o mga tiyak na vacuum circuit breakers.