Kısa Bir Tartışma: Yeniden Kapanan Anahtarlarda Kullanım için Dış Vakum Devre Kesicilerine Dönüşüm Konusundaki Sorunlar Üzerine

Kırsal elektrik şebekesinin dönüşümü, kırsal elektrik tarifelerini azaltma ve kırsal ekonomik gelişmeyi hızlandırma konusunda önemli bir rol oynar. Son zamanlarda, yazar birkaç küçük ölçekli kırsal elektrik şebkesi dönüşüm projesi veya geleneksel trafiği tasarlamaya katıldı. Kırsal elektrik şebke trafiğinde, geleneksel 10kV sistemler genellikle 10kV dış otomatik devre vakum yeniden kapanıcılarını kullanır.

Yatırım tasarrufu sağlamak için, dönüştürme sırasında 10kV dış otomatik devre vakum yeniden kapanıcısının kontrol birimini kaldırıp onu bir dış vakum kesiciye dönüştüren bir şema uyguladık. Bu, koruma ve kontrol devrelerini nasıl değiştirip bir bilgisayar tabanlı entegre monitörleme sistemine entegre edebileceğimiz sorusunu ortaya koyuyor. Bu sorun ve buna karşılık gelen çözümler aşağıda daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

1. 10kV Dış Otomatik Devre Vakum Yeniden Kapanıcısının Temel Prensipleri

10kV dış otomatik devre vakum yeniden kapanıcı, anahtarlama, kontrol, koruma ve izleme fonksiyonlarını tek bir ünitede birleştirir. Dağıtım otomasyonu için tercih edilen akıllı bir cihazdır, önceden belirlenmiş bir sıraya göre AC hatları üzerinde otomatik olarak açma ve yeniden kapanma işlemlerini gerçekleştirebilir ve ardından otomatik olarak sıfırlanır veya kilitleyebilir. Dışarıdan güç kaynağı gerektirmeyen (kendinden yeterli) kontrol ve koruma özelliklerine sahiptir. Çin'de tanıtıldığından beri, benzersiz avantajları nedeniyle şehir dağıtım ağlarında ve kırsal trafiklerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

10kV dış otomatik devre vakum yeniden kapanıcı iki bölümden oluşur: ana yeniden kapanıcı gövdesi ve kontrol birimi. Kontrol gücü sağlama yöntemine bağlı olarak, kontrol birimi genellikle üç yapılandırmada gelir:

• Kontrol birimi için hem işletme hem de kapanma gücü olarak doğrudan AC 220V kullanımı;

• İşletme ve kapanma gücü için AC 220V'yi düzenlenmiş DC 220V'ye dönüştürme;

• Kontrol biriminin dahili lityum pil ile beslenmesi.

Yeniden kapanıcı gövdesi, hat akımını tespit etmek için sargılı akım transformatörleri (CT'ler) ile donatılmıştır. Her fazdan ölçülen değerler ayrı ayrı kontrol birimine iletilir. Bir hata akımını teyit ettikten ve önceden belirlenmiş bir gecikmeden sonra, yeniden kapanıcı önceden belirlenmiş bir sıraya göre otomatik olarak açma ve yeniden kapanma işlemlerini gerçekleştirir. Sistemde geçici bir hata olduğunda, otomatik yeniden kapanma özelliği güç sağlamayı otomatik olarak geri yükler.

Eğer hata kalıcı ise, yeniden kapanıcı önceden belirlenmiş sıraya göre çalışır. Önceden belirlenmiş yeniden kapanma girişim sayısını (genellikle üç) tamamladıktan sonra hatayı kalıcı olarak teyit eder. Bir bölücü, hatalı dalı izole ederek, hatalı olmayan bölgelere güç sağlamasını sağlar. Hatanın temizlenmesi ve yeniden kapanıcının kilitleme durumunun sıfırlanması için el ile müdahale gereklidir. Bölüçüler ve bölücü devre kesicilerle birlikte kullanıldığında, yeniden kapanıcı geçici hataları etkili bir şekilde temizler ve kalıcı hata konumlarını izole eder, bu da kesinti süresini ve etkilenecek alanı en aza indirir.

2. 10kV Dış Otomatik Devre Vakum Yeniden Kapanıcısı Kontrol Biriminin Değiştirme Yöntemleri

Yatırım maliyetlerini azaltmak için, 10kV dış otomatik devre vakum yeniden kapanıcısının kontrol birimini kaldıran ve cihazı bir dış vakum devre kesiciye dönüştüren bir şema uyguladık. Trafik entegre otomasyon sistemini benimsedikten sonra, yeniden kapanıcının koruma ve izleme fonksiyonları devre dışı bırakılmalıdır. Ancak, yeniden kapanıcı gövdesinden gelen akım sinyalleri ve devre kesicinin trip/kapatma devreleri, entegre otomasyon sisteminin 10kV koruma ve izleme birimine bağlanmalıdır. Spesifik değişiklikler aşağıdaki gibidir:

Terminal bloktaki kontrol biriminin güç sağlayıcı ve çıkış devrelerini kopararak, yeniden kapanıcının koruma ve algılama fonksiyonlarını devre dışı bırakın.

Yeniden kapanıcı gövdesinden gelen akım sinyalleri genellikle terminal bloktan 10kV koruma ve izleme birimine yönlendirilir. Terminal bloktan orijinal kontrol birimine olan kablolamayı koparmak, parazit devrelerden kaçınmak için gerekli olacaktır. Alternatif olarak, yeniden kapanıcı gövdesindeki CT'lerin ikincil tarafı doğrudan 10kV koruma ve izleme birimine bağlanabilir.

10kV entegre koruma ve izleme birimi için kontrol gücü genellikle DC 220V veya 110V'dır. Üç orijinal kontrol güç yapılandırmasına dayanarak, değiştirme yaklaşımları şu şekildedir:

• Orijinal yapılandırma: İşletme ve kapanma gücü için AC 220V
  → Trip/kapatma bobinini DC 220V veya 110V sürümüyle değiştirin. Eğer mekanizma hem AC hem de DC ile uyumlu olmayan bir yay şarj motoru kullanıyorsa, bu da değiştirilmelidir.

• Orijinal yapılandırma: AC 220V'nin düzenlenmiş DC 220V'ye dönüştürülmesi
  → Kontrol biriminden trip/kapatma devrelere olan güç sağlayıcıyı koparın ve bunları doğrudan 10kV entegre koruma ve izleme biriminden besleyin. Trafik kontrol gücü DC 220V olarak ayarlanmalıdır.

• Orijinal yapılandırma: Dahili lityum pilli kontrol birimi
  → Bu durumda, kontrol devri genellikle DC 36V veya 12V kullanırken, trip/kapatma devreleri AC 220V kullanır. Değiştirme sırasında, trip/kapatma bobinleri değiştirilmelidir. Bobin uçları, devre kesicinin yardımcı kontaklarıyla seri olarak bağlanmalı ve doğrudan terminal bloğa yönlendirilmelidir. Hem AC hem de DC ile uyumlu olmayan herhangi bir yay şarj motoru da değiştirilmelidir.

Kontrol biriminin yapısı kompakt olduğu için, değiştirilecek trip/kapatma bobinleri ve şarj motorları seçilirken, orijinal boyutlarına sahip ürünler tercih edilmelidir. Kritik olarak, yeni kablolama, orijinal kontrol devreleriyle hiçbir bağlantısı olmamalıdır, böylece parazit döngüler önlenir.

3. Sonuç

Kırsal elektrik şebkesi dönüşüm sürecinde, mevcut ekipmanların yeni otomasyon sistemleriyle uyumlu hale getirilmesi sırasında zorluklar ortaya çıkabilir. Ancak, bu sorunlar için uygun çözümler geliştirildiği sürece, projenin hedeflerine ulaşılırken maliyet tasarrufu sağlanabilir.

Not: Bu yeniden donatma yaklaşımı, erken dönem kırsal ağ yükseltmelerinde (örneğin, 2010 yılından önce) veya eski ekipmanların kullanımdan kaldırılması sırasında nispeten yaygındı. Günümüzdeki kırsal elektrik ağlarında, daha çok yeni akıllı cihazlar veya özel vakum devre kesiciler doğrudan yerleştirilmektedir.