Краткое обсуждение вопросов преобразования реклоузеров в наружные вакуумные выключатели для использования

Трансформация сельской электрической сети играет важную роль в снижении тарифов на электроэнергию в сельской местности и ускорении экономического развития села. Недавно автор принимал участие в проектировании нескольких малых проектов по трансформации сельской электрической сети или обычных подстанций. В сельских подстанциях для систем 10 кВ обычно используются 10-киловольтные автоматические выключатели-реклоузеры с вакуумными переключателями наружного исполнения.

Для экономии инвестиций мы применили схему, при которой удаляется блок управления 10-киловольтного автоматического выключателя-реклоузера с вакуумным переключателем наружного исполнения, и устройство преобразуется в наружный вакуумный выключатель. Это вызывает вопрос о том, как модифицировать цепи защиты и управления, чтобы интегрировать их в микрокомпьютерную интегрированную систему мониторинга. Этот вопрос и соответствующие решения будут подробно рассмотрены ниже.

1. Основные принципы работы 10-киловольтного автоматического выключателя-реклоузера с вакуумным переключателем наружного исполнения

10-киловольтный автоматический выключатель-реклоузер с вакуумным переключателем наружного исполнения объединяет функции коммутации, управления, защиты и мониторинга в одном устройстве. Это предпочтительное интеллектуальное устройство для автоматизации распределения, способное автоматически выполнять операции отключения и повторного включения переменных линий в соответствии с предварительно заданной последовательностью, а затем автоматически сбрасывать или блокировать. Он обладает автономными (не требующими внешнего источника питания) функциями управления и защиты. С момента его введения в Китай он широко используется в городских распределительных сетях и сельских подстанциях благодаря своим уникальным преимуществам.

10-киловольтный автоматический выключатель-реклоузер состоит из двух частей: основного корпуса реклоузера и блока управления. В зависимости от метода подачи питания на блок управления, он обычно имеет три конфигурации:

• Использование переменного напряжения 220 В непосредственно в качестве операционного и закрывательного питания для блока управления;

• Преобразование переменного напряжения 220 В в стабилизированное постоянное напряжение 220 В для операционного и закрывательного питания;

• Питание блока управления внутренним литий-ионным аккумулятором.

Корпус реклоузера оснащен трансформаторами тока (ТТ) типа втулка для обнаружения тока в линии. Измеренные значения каждой фазы передаются отдельно в блок управления. После подтверждения наличия тока короткого замыкания и после предварительно установленной задержки, реклоузер автоматически выполняет операции отключения и повторного включения в соответствии с заранее заданной последовательностью. При возникновении временной неисправности функция автоматического повторного включения восстанавливает подачу электроэнергии автоматически.

Если неисправность является постоянной, реклоузер действует в соответствии со своей предварительно установленной последовательностью. После выполнения предварительно установленного числа попыток повторного включения (обычно трех), он подтверждает неисправность как постоянную. Разделитель затем изолирует ветвь с неисправностью, восстанавливая подачу электроэнергии на неповрежденные участки. Для устранения неисправности и сброса состояния блокировки реклоузера требуется ручное вмешательство, чтобы вернуть его к нормальному режиму работы. При использовании в сочетании с разделителями и секционными выключателями реклоузер эффективно устраняет временные неисправности и изолирует места постоянных неисправностей, минимизируя продолжительность отключения и площадь, затронутую отключением.

2. Методы модификации блока управления 10-киловольтного автоматического выключателя-реклоузера с вакуумным переключателем наружного исполнения

Для снижения затрат на инвестиции мы реализовали схему, при которой удаляется блок управления 10-киловольтного автоматического выключателя-реклоузера с вакуумным переключателем наружного исполнения, и устройство используется в качестве наружного вакуумного выключателя. После того, как подстанция использует интегрированную систему автоматизации, необходимо отключить функции защиты и мониторинга реклоузера. Однако сигналы тока от корпуса реклоузера и цепи отключения/включения выключателя должны быть подключены к 10-киловольтному блоку защиты и мониторинга интегрированной системы автоматизации. Конкретные изменения следующие:

Отключите функции защиты и обнаружения реклоузера, отсоединив питание и выходные цепи блока управления на клеммной колодке.

Сигналы тока от корпуса реклоузера обычно пропускаются через клеммную колодку блока управления к 10-киловольтному блоку защиты и мониторинга. Проводку от клеммной колодки до оригинального блока управления необходимо отключить, чтобы избежать паразитных цепей. В качестве альтернативы вторичная сторона ТТ на корпусе реклоузера может быть напрямую подключена к 10-киловольтному блоку защиты и мониторинга.

Питание 10-киловольтного интегрированного блока защиты и мониторинга обычно осуществляется постоянным напряжением 220 В или 110 В. Учитывая три исходные конфигурации питания блока управления, подходы к модификации следующие:

• Исходная конфигурация: переменное напряжение 220 В для операционного и закрывательного питания
  → Замените катушки отключения/включения на версию с постоянным напряжением 220 В или 110 В. Если механизм использует двигатель зарядки пружины, который не совместим с переменным и постоянным током, его также необходимо заменить.

• Исходная конфигурация: переменное напряжение 220 В преобразовано в стабилизированное постоянное напряжение 220 В
  → Отключите питание от блока управления к цепям отключения/включения и вместо этого подключите их напрямую к 10-киловольтному интегрированному блоку защиты и мониторинга. Питание управления подстанции должно быть установлено на постоянное напряжение 220 В.

• Исходная конфигурация: блок управления питается от встроенного литий-ионного аккумулятора
  → В этом случае цепь управления обычно использует постоянное напряжение 36 В или 12 В, в то время как цепи отключения/включения используют переменное напряжение 220 В. При модификации необходимо заменить катушки отключения/включения. Клеммы катушек должны быть подключены последовательно с вспомогательными контактами выключателя и приведены напрямую к клеммной колодке. Любой двигатель зарядки пружины, который не рассчитан на работу с переменным и постоянным током, также должен быть заменен.

Поскольку конструкция блока управления компактна, при выборе заменяемых катушек отключения/включения и двигателей зарядки следует предпочитать продукты с размерами, идентичными оригинальным. Важно, чтобы новая проводка никак не была связана с оригинальными цепями блока управления, чтобы предотвратить образование паразитных петель.

3. Заключение

В ходе трансформации сельской электрической сети могут возникнуть проблемы, связанные с адаптацией существующего оборудования к новым системам автоматизации. Однако, если разработать соответствующие решения для этих проблем, можно достичь экономии средств, одновременно выполняя задачи проекта.

Примечание: Этот метод модернизации был относительно распространен при ранних обновлениях сельских сетей (например, до 2010 года) или во время вывода из эксплуатации устаревшего оборудования. В современных сельских электрических сетях более часто напрямую внедряются новые интеллектуальные устройства или специализированные вакуумные выключатели.