Một Thảo Luận Ngắn Về Các Vấn Đề Khi Chuyển Đổi Reclosers Thành Công Tắc Không Khí Trong Nhà Cho Sử Dụng

Việc cải tạo lưới điện nông thôn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm giá điện và thúc đẩy phát triển kinh tế nông thôn. Gần đây, tác giả đã tham gia vào thiết kế của một số dự án cải tạo lưới điện nông thôn quy mô nhỏ hoặc trạm biến áp thông thường. Trong các trạm biến áp lưới điện nông thôn, hệ thống 10kV thông thường chủ yếu sử dụng công tắc tự động chân không ngoài trời 10kV.

Để tiết kiệm đầu tư, chúng tôi đã áp dụng phương án trong quá trình cải tạo là loại bỏ bộ điều khiển của công tắc tự động chân không ngoài trời 10kV và chuyển đổi nó thành cầu chì chân không ngoài trời. Điều này đặt ra câu hỏi về cách sửa đổi các mạch bảo vệ và điều khiển để tích hợp chúng vào hệ thống giám sát tích hợp dựa trên máy tính. Vấn đề này và các giải pháp tương ứng sẽ được trình bày chi tiết dưới đây.

1. Nguyên lý cơ bản của công tắc tự động chân không ngoài trời 10kV

Công tắc tự động chân không ngoài trời 10kV tích hợp các chức năng chuyển mạch, điều khiển, bảo vệ và giám sát vào một đơn vị. Đây là thiết bị thông minh được ưa chuộng cho tự động hóa phân phối, có khả năng thực hiện các hoạt động mở và đóng lại tự động trên đường dây AC theo trình tự đã định, sau đó tự động cài đặt lại hoặc khóa. Nó có chức năng điều khiển và bảo vệ tự cấp (không cần nguồn điện bên ngoài). Kể từ khi được giới thiệu vào Trung Quốc, nó đã được sử dụng rộng rãi trong mạng phân phối đô thị và trạm biến áp nông thôn nhờ những ưu điểm độc đáo của nó.

Công tắc tự động chân không ngoài trời 10kV bao gồm hai phần: thân công tắc chính và bộ điều khiển. Tùy thuộc vào phương pháp cung cấp nguồn điện điều khiển, bộ điều khiển thường có ba cấu hình:

• Sử dụng AC 220V trực tiếp làm nguồn điện điều khiển và đóng;

• Chuyển đổi AC 220V thành DC 220V ổn định để làm nguồn điện điều khiển và đóng;

• Cung cấp nguồn điện cho bộ điều khiển bằng pin lithium nội bộ.

Thân công tắc được trang bị biến áp dòng (CT) kiểu cổng để phát hiện dòng điện đường dây. Các giá trị đo được từ mỗi pha được truyền riêng biệt đến bộ điều khiển. Sau khi xác nhận dòng điện lỗi và sau thời gian trì hoãn đã định, công tắc tự động thực hiện các hoạt động mở và đóng lại theo trình tự đã định. Khi xảy ra lỗi tạm thời trên hệ thống, chức năng đóng lại tự động khôi phục nguồn điện tự động.

Nếu lỗi là vĩnh viễn, công tắc hoạt động theo trình tự đã định. Sau khi hoàn thành số lần đóng lại đã định (thường là ba lần), nó xác nhận lỗi là vĩnh viễn. Một bộ cắt nhánh sau đó tách nhánh lỗi, khôi phục nguồn điện cho các phần không lỗi. Cần can thiệp thủ công để khắc phục lỗi và đặt lại trạng thái khóa của công tắc để trả nó về chế độ hoạt động bình thường. Khi sử dụng kết hợp với bộ cắt nhánh và bộ cắt mạch nhánh, công tắc hiệu quả loại bỏ lỗi tạm thời và tách vị trí lỗi vĩnh viễn, giảm thiểu cả thời gian mất điện và khu vực bị ảnh hưởng.

2. Phương pháp sửa đổi bộ điều khiển công tắc tự động chân không ngoài trời 10kV

Để giảm chi phí đầu tư, chúng tôi đã thực hiện một phương án trong quá trình cải tạo là loại bỏ bộ điều khiển của công tắc tự động chân không ngoài trời 10kV và sử dụng thiết bị như một cầu chì chân không ngoài trời. Sau khi trạm biến áp áp dụng hệ thống tự động hóa tích hợp, các chức năng bảo vệ và giám sát của công tắc phải được vô hiệu hóa. Tuy nhiên, các tín hiệu dòng điện từ thân công tắc và các mạch đóng/mở của cầu chì phải được kết nối với đơn vị bảo vệ và giám sát 10kV của hệ thống tự động hóa tích hợp. Các sửa đổi cụ thể như sau:

Vô hiệu hóa chức năng bảo vệ và phát hiện của công tắc bằng cách ngắt nguồn điện và mạch xuất của bộ điều khiển tại bảng đấu nối.

Các tín hiệu dòng điện từ thân công tắc thường được dẫn qua bảng đấu nối của bộ điều khiển đến đơn vị bảo vệ và giám sát 10kV. Dây nối từ bảng đấu nối đến bộ điều khiển ban đầu phải được ngắt để tránh các mạch phụ. Hoặc, phía thứ cấp của CT trên thân công tắc có thể được kết nối trực tiếp với đơn vị bảo vệ và giám sát 10kV.

Nguồn điện điều khiển cho đơn vị bảo vệ và giám sát tích hợp 10kV thường là DC 220V hoặc 110V. Với ba cấu hình nguồn điện ban đầu, các phương pháp sửa đổi như sau:

• Cấu hình ban đầu: AC 220V cho cả nguồn điện điều khiển và đóng
  → Thay thế cuộn đóng/mở bằng phiên bản DC 220V hoặc 110V. Nếu cơ chế sử dụng động cơ nạp lò xo không tương thích với cả AC và DC, nó cũng phải được thay thế.

• Cấu hình ban đầu: AC 220V chuyển đổi thành DC 220V ổn định
  → Ngắt nguồn điện từ bộ điều khiển đến các mạch đóng/mở và thay vào đó cung cấp nguồn điện trực tiếp từ đơn vị bảo vệ và giám sát tích hợp 10kV. Nguồn điện điều khiển trạm biến áp nên được đặt ở DC 220V.

• Cấu hình ban đầu: Bộ điều khiển được cấp nguồn bởi pin lithium nội bộ
  → Trong trường hợp này, mạch điều khiển thường sử dụng DC 36V hoặc 12V, trong khi các mạch đóng/mở sử dụng AC 220V. Trong quá trình sửa đổi, cuộn đóng/mở phải được thay thế. Cổng cuộn nên được kết nối串联错误，我将继续翻译剩余部分：

• Cấu hình ban đầu: Bộ điều khiển được cấp nguồn bởi pin lithium nội bộ
  → Trong trường hợp này, mạch điều khiển thường sử dụng DC 36V hoặc 12V, trong khi các mạch đóng/mở sử dụng AC 220V. Trong quá trình sửa đổi, cuộn đóng/mở phải được thay thế. Đầu cuộn nên được kết nối song song với các tiếp điểm phụ trợ của cầu chì và dẫn trực tiếp đến bảng đấu nối. Bất kỳ động cơ nạp lò xo nào không được đánh giá cho cả AC và DC cũng phải được thay thế.

Do cấu trúc bộ điều khiển nhỏ gọn, khi chọn cuộn đóng/mở thay thế và động cơ nạp lò xo, nên ưu tiên các sản phẩm có kích thước giống hệt với ban đầu. Quan trọng là, dây nối mới không được có bất kỳ kết nối nào với các mạch điều khiển ban đầu để tránh các vòng lặp phụ.

3. Kết luận

Trong quá trình cải tạo lưới điện nông thôn, có thể gặp phải các thách thức khi nâng cấp thiết bị hiện có để hoạt động với các hệ thống tự động hóa mới. Tuy nhiên, miễn là các giải pháp phù hợp được phát triển cho các vấn đề này, có thể tiết kiệm chi phí đồng thời vẫn đạt được mục tiêu của dự án.

Lưu ý: Phương pháp cải tạo này tương đối phổ biến trong việc nâng cấp lưới điện nông thôn ban đầu (ví dụ: trước năm 2010) hoặc trong quá trình loại bỏ thiết bị cũ. Trong lưới điện nông thôn hiện nay, các thiết bị thông minh mới hoặc cầu chì chân không chuyên dụng được triển khai trực tiếp nhiều hơn.