Kratek pregled težav pri preoblikovanju ponovnih zapiralk v odprtokove vakuumne preklopnike za uporabo

Preoblikovanje podeželskih električnih omrežij igra pomembno vlogo pri zmanjševanju tarif za struja na podeželju in pospeševanju gospodarskega razvoja podeželja. Nedavno je avtor sodeloval pri oblikovanju nekaj majhnih projektov preoblikovanja podeželskih električnih omrežij ali običajnih podnapic. V podeželskih podnapicah se običajni 10kV sistemi pogosto uporabljajo z 10kV zunanjimi avtomatskimi vakuumskimi preklopniki.

Za zmanjšanje investicij smo v preoblikovanju uporabili shemo, ki odstrani enotu nadzora 10kV zunanjega avtomatskega vakuumsko preklopnika in ga pretvori v zunanji vakuumski preklopnik. To postavlja vprašanje, kako spremeniti varnostne in nadzorne kroge, da jih lahko integriramo v mikro računalniški sistem celostnega nadzora. Ta problem in njegove ustrezneprejšnje rešitve bodo spodaj podrobneje razjasnjeni.

1. Osnovni principi 10kV zunanjega avtomatskega vakuumsko preklopnika

10kV zunanji avtomatski vakuumski preklopnik združuje funkcije preklopa, nadzora, varnosti in nadzora v eno enoto. To je priljubljeno pametno napravo za automatizacijo distribucije, ki lahko samodejno izvaja operacije odpiranja in ponovnega zapiranja na AC linijah glede na prednastavljeno zaporedje, nato pa se samodejno resetira ali zakleneta. Ima samozadostne (brez zunanje napajalne naprave) funkcije nadzora in varnosti. Od svojega uvedbe v Kitajsko se je zaradi svojih edinstvenih prednosti široko uporabljal v mestnih distribucijskih omrežjih in podeželskih podnapicah.

10kV zunanji avtomatski vakuumski preklopnik se sestoji iz dveh delov: glavnega telesa preklopnika in enote nadzora. Glede na metodo oskrbe nadzorne napajalne naprave se enota nadzora običajno pojavlja v treh konfiguracijah:

• Uporaba AC 220V neposredno kot napajalna naprava za delovanje in zapiranje enote nadzora;

• Pretvorba AC 220V v regulirano DC 220V za napajanje dela in zapiranja;

• Napajanje enote nadzora z notranjo litijevi baterijo.

Teleso preklopnika je opremljeno z čevnatimi tokovimi transformatorji (CT) za zaznavanje toka v liniji. Merjene vrednosti vsake faze so ločeno prenesene na enoto nadzora. Po potrditvi toka napak in po prednastavljenem časovnem zamiku se preklopnik samodejno izvaja operacije odpiranja in ponovnega zapiranja glede na prednastavljeno zaporedje. Ko se v sistemu pojavi prehodna napaka, se funkcija samodejnega ponovnega zapiranja samodejno obnovi oskrbo s strujom.

Če je napaka trajna, se preklopnik izvaja glede na prednastavljeno zaporedje. Po dokončanju prednastavljenega števila poskusov ponovnega zapiranja (običajno tri) se potrdi, da je napaka trajna. Sekcionalni preklopnik izloči nepravilno vejico, obnovi pa oskrbo s strujom neokrnjenih odsekov. Za odpravljanje napake in resetiranje stanja zaklepanja preklopnika je potrebna ročna intervencija, da se vrne v normalno delovanje. Ko se uporablja v skladu z sekcionarnimi preklopniki in sekcionarnimi preklopniki, preklopnik učinkovito odpravlja prehodne napake in izolira lokacije trajnih napak, kar najmanj poveča trajanje poplav in obseg vpliva.

2. Metode spremembe enote nadzora 10kV zunanjega avtomatskega vakuumsko preklopnika

Za zmanjšanje stroškov investicij smo v preoblikovanju izvedli shemo, ki odstrani enoto nadzora 10kV zunanjega avtomatskega vakuumsko preklopnika in napravo uporablja kot zunanji vakuumski preklopnik. Po tem, ko substanica sprejme sistem celostne avtomatizacije, morajo biti onemogočene varnostne in nadzorne funkcije preklopnika. Trenutni signali iz telesa preklopnika in krogi trip/close preklopnika pa morajo biti povezani z 10kV enoto varnosti in nadzora sistema celostne avtomatizacije. Specifične spremembe so naslednje:

Onemogočite varnostne in zaznavne funkcije preklopnika z odpoznanjem napajalne naprave in izhodnih krogov enote nadzora na terminalnem bloku.

Trenutni signali iz telesa preklopnika so običajno prevedeni preko terminalnega bloka enote nadzora na 10kV enoto varnosti in nadzora. Žice od terminalnega bloka do originalne enote nadzora morajo biti odpoznane, da se izognete parazitnim krogom. Alternativno se lahko sekundarni del CT-jev na telesu preklopnika neposredno poveže na 10kV enoto varnosti in nadzora.

Napajalna naprava za 10kV celostno enoto varnosti in nadzora je običajno DC 220V ali 110V. Glede na tri originalne konfiguracije napajanja enote nadzora so pristopi k spremembi naslednji:

• Originalna konfiguracija: AC 220V za napajanje dela in zapiranja
  → Zamenjajte bobinu trip/close z DC 220V ali 110V različico. Če mehanizem uporablja motor za nabiranje spirale, ki ni združljiv z obeh napajanjem AC in DC, mora tudi ta biti zamenjan.

• Originalna konfiguracija: AC 220V pretvorjena v regulirano DC 220V
  → Odpoznajte napajanje od enote nadzora do krogov trip/close in namesto tega jih neposredno napajajte iz 10kV celostne enote varnosti in nadzora. Napajalna naprava kontrole podnapice bi morala biti nastavljena na DC 220V.

• Originalna konfiguracija: Enota nadzora napajana z notranjo litijevi baterijo
  → V tem primeru običajno uporablja kontrolni krog DC 36V ali 12V, medtem ko krogi trip/close uporabljajo AC 220V. Med spremembo morajo biti zamenjane bobine trip/close. Konec bobin bi moral biti vezan v serijskih vezjah z pomožnimi kontakti preklopnika in neposredno povedan na terminalni blok. Motor za nabiranje spirale, ki ni označen za obeh napajanjem AC in DC, mora tudi biti zamenjan.

Ker je struktura enote nadzora kompaktna, pri izbiri zamenjavnih bobin trip/close in nabiralnih motorjev bi se morali preferirati izdelki z identičnimi dimenzijami kot originali. Ključno je, da nova žičenje nima nobene povezave z originalnimi krogi enote nadzora, da se izognemo parazitnim zankam.

3. Zaključek

Med preoblikovanjem podeželskih električnih omrežij se lahko pojavijo izzivi pri prenovo obstoječih naprav, da delujejo s novimi sistemi avtomatizacije. Vendar, če se za te probleme razvijejo ustrezneprejšnje rešitve, je mogoče doseči zmanjšanje stroškov, hkrati pa doseči cilje projekta.

Opomba: Ta pristop k nadgradnji je bil v zgodnjih obdobjih posodabljanja električnih omrelih na podeželju (na primer, pred letom 2010) ali med odstopom stare opreme relativno pogost. V današnjih podeželskih električnih omrelih se pogosteje neposredno uporabljajo nove inteligentne naprave ali posebni vakuumski preklopniki.