Perbincangan Ringkas tentang Isu-Isu Mengubah Reclosers Menjadi Pemutus Litar Vakum Luar untuk Penggunaan

Penukaran grid elektrik luar bandar memainkan peranan penting dalam mengurangkan kadar elektrik luar bandar dan mempercepatkan pembangunan ekonomi luar bandar. Baru-baru ini, penulis telah terlibat dalam reka bentuk beberapa projek penukaran grid elektrik luar bandar berskala kecil atau stesen transformasi konvensional. Dalam stesen transformasi grid elektrik luar bandar, sistem 10kV konvensional kebanyakan menggunakan pemutus litar vakum auto siri 10kV luaran. 

Untuk menghemat pelaburan, kami menerapkan skema dalam penukaran yang mengeluarkan unit kawalan pemutus litar vakum auto siri 10kV luaran dan mengubahnya menjadi pemutus litar vakum luaran. Ini menimbulkan soalan tentang bagaimana cara memodifikasi litar perlindungan dan kawalan untuk mengintegrasikannya ke dalam sistem pemantauan bersepadu berasaskan mikrokomputer. Isu ini dan penyelesaiannya akan diperincikan di bawah.

1. Prinsip Asas Pemutus Litar Vakum Auto Siri 10kV Luaran

Pemutus litar vakum auto siri 10kV luaran mengintegrasikan fungsi pemutusan, kawalan, perlindungan, dan pemantauan ke dalam satu unit. Ia merupakan peranti pintar pilihan untuk automasi pengagihan, mampu melakukan operasi buka dan tutup pada laluan AC secara automatik mengikut urutan yang ditetapkan, dan kemudian mereset secara automatik atau mengunci. Ia mempunyai fungsi kawalan dan perlindungan sendiri (tidak memerlukan sumber kuasa luar). Sejak diperkenalkan ke China, ia telah digunakan secara meluas dalam rangkaian pengagihan bandar dan stesen transformasi luar bandar kerana kelebihannya yang unik.

Pemutus litar vakum auto siri 10kV luaran terdiri daripada dua bahagian: badan pemutus utama dan unit kawalan. Bergantung kepada kaedah bekalan kuasa kawalan, unit kawalan biasanya datang dalam tiga konfigurasi:

• Menggunakan AC 220V secara langsung sebagai kuasa operasi dan penutupan untuk unit kawalan;

• Mengubah AC 220V menjadi DC 220V yang diatur untuk kuasa operasi dan penutupan;

• Memasok unit kawalan dengan bateri litium dalaman.

Badan pemutus dilengkapi dengan transformator arus (CT) jenis bushing untuk mendeteksi arus laluan. Nilai-nilai yang diukur dari setiap fasa disampaikan secara berasingan ke unit kawalan. Setelah mengesahkan arus rosak dan selepas tempoh penundaan yang ditetapkan, pemutus secara automatik melakukan operasi buka dan tutup mengikut urutan yang ditetapkan. Apabila rosak sementara berlaku pada sistem, fungsi penutupan automatik memulihkan bekalan kuasa secara automatik.

Jika rosak itu adalah kekal, pemutus beroperasi mengikut urutan yang ditetapkan. Selepas menyelesaikan jumlah percubaan penutupan yang ditetapkan (biasanya tiga), ia mengesahkan rosak tersebut sebagai kekal. Pengasingan kemudiannya memisahkan cabang yang rosak, memulihkan bekalan kuasa kepada bahagian yang tidak rosak. Intervensi manual diperlukan untuk membersihkan rosak dan menetapkan semula status penguncian pemutus untuk kembali ke operasi normal. Apabila digunakan bersama dengan pengasingan dan pemutus litar pengasingan, pemutus dengan efektif membersihkan rosak sementara dan mengasingkan lokasi rosak kekal, mengurangkan kedua-dua tempoh gangguan dan kawasan yang dipengaruhi.

2. Kaedah Modifikasi untuk Unit Kawalan Pemutus Litar Vakum Auto Sisi 10kV Luaran

Untuk mengurangkan kos pelaburan, kami menerapkan skema dalam penukaran yang mengeluarkan unit kawalan pemutus litar vakum auto siri 10kV luaran dan mengubah peranti tersebut menjadi pemutus litar vakum luaran. Setelah stesen transformasi menerima sistem automasi bersepadu, fungsi perlindungan dan pemantauan pemutus harus dinonaktifkan. Walau bagaimanapun, isyarat arus dari badan pemutus dan litar trip/tutup pemutus litar harus dihubungkan ke unit perlindungan dan pemantauan 10kV sistem automasi bersepadu. Modifikasi spesifik adalah seperti berikut:

Nonaktifkan fungsi perlindungan dan deteksi pemutus dengan memutuskan bekalan kuasa dan litar output unit kawalan di blok terminal.

Isyarat arus dari badan pemutus biasanya dialihkan melalui blok terminal unit kawalan ke unit perlindungan dan pemantauan 10kV. Kabel dari blok terminal ke unit kawalan asal harus diputuskan untuk mengelakkan litar parasit. Alternatifnya, sisi sekunder CT pada badan pemutus boleh dihubungkan secara langsung ke unit perlindungan dan pemantauan 10kV.

Bekalan kuasa untuk unit perlindungan dan pemantauan 10kV bersepadu biasanya adalah DC 220V atau 110V. Mengingat tiga konfigurasi bekalan kuasa unit kawalan asal, pendekatan modifikasi adalah seperti berikut:

• Konfigurasi asal: AC 220V untuk kuasa operasi dan penutupan
  → Gantikan coil trip/tutup dengan versi DC 220V atau 110V. Jika mekanisme menggunakan motor pengisian spring yang tidak sesuai dengan AC dan DC, ia juga harus digantikan.

• Konfigurasi asal: AC 220V diubah menjadi DC 220V yang diatur
  → Putuskan bekalan kuasa dari unit kawalan ke litar trip/tutup dan gantinya dengan bekalan kuasa langsung dari unit perlindungan dan pemantauan 10kV bersepadu. Bekalan kuasa stesen transformasi harus diatur ke DC 220V.

• Konfigurasi asal: Unit kawalan dipasok oleh bateri litium dalaman
  → Dalam kasus ini, litar kawalan biasanya menggunakan DC 36V atau 12V, sementara litar trip/tutup menggunakan AC 220V. Semasa modifikasi, coil trip/tutup harus digantikan. Terminal coil harus dihubungkan secara seri dengan kontak bantu pemutus litar dan dipimpin langsung ke blok terminal. Motor pengisian spring yang tidak diberi rating untuk AC dan DC juga harus digantikan.

Oleh kerana struktur unit kawalan yang padat, semasa memilih coil trip/tutup dan motor pengisian yang baru, produk dengan dimensi yang sama dengan asal sebaiknya dipilih. Pentingnya, kabel baru tidak boleh mempunyai hubungan apa pun dengan litar unit kawalan asal untuk mengelakkan litar parasit.

3. Kesimpulan

Semasa penukaran grid elektrik luar bandar, cabaran mungkin timbul apabila meretrofit peralatan sedia ada untuk bekerja dengan sistem automasi baru. Namun, selagi penyelesaian yang sesuai dibangunkan untuk isu-isu ini, penghematan kos dapat dicapai sambil masih mencapai objektif projek.

Nota: Pendekatan retrofit ini agak biasa dalam peningkatan grid luar bandar awal (contohnya, sebelum 2010) atau semasa penghentian peralatan warisan. Dalam grid elektrik luar bandar hari ini, peranti pintar baru atau pemutus litar vakum khusus lebih sering dikerahkan secara langsung.