Aplikace 10kV recloserů a sekcionérů v rozvodných sítích venkovu

1 Současný stav sítě

S neustálým prohlubováním transformace venkovských elektrických sítí se zdravotní stav zařízení venkovské sítě neustále zlepšuje a spolehlivost dodávky elektřiny téměř plně vyhovuje potřebám uživatelů. Nicméně pokud jde o současný stav sítě, kvůli finančním omezením nebyly zavedeny kruhové sítě, dvojice zdrojů energie nejsou dostupné a linky používají jednoduchou radiální stromovitou metodu dodávky energie. Toto je podobné stromu s mnoha větvemi – znamená to, že linky mají mnoho odboček. Proto, když dojde k poruše na jakémkoli místě linky, celá linka se úplně vypne a místo poruchy je obtížné určit. To ovlivňuje nejen dodávku elektřiny, ale také značně spotřebovává lidské a materiální zdroje správců při řešení nehod. Proto instalace recloserů a sekcionérů na linkách 10kV může efektivně kontrolovat výskyt nehod.

2 Charakteristiky recloserů a sekcionérů

2.1 Recloser

① Reclosery mají automatické funkce a mohou provádět operace otevírání a zavírání bez externího zdroje energie. Elektronická část ovládání získává energii prostřednictvím CT vloženého do recloseru. Proud ze strany zdroje energie větší než 5A zajišťuje normální fungování elektronické části ovládání. Mají malý objem, jsou lehké a snadno se montují na sloupy. Úprava charakteristiky ampersekundové křivky tripu lze dosáhnout výměnou odporniků tripu nebo desek ampersekundové křivky, což je velmi pohodlné.

② Reclosery mohou automaticky detekovat proud linky a průnikový proud. Když proud přesáhne nastavený minimální tripprový proud, následují předem nastavené sekvence otevírání, přerušování a znovu zavírání s specifickými intervaly opakování, aby přerušily chybový proud. Pokud je porucha trvalá, po 2, 3 nebo 4 předem nastavených trippových operacích recloser zapne blokování, izolující oblast poruchy od hlavního okruhu.

2.2 Sekcionéry

① Spadový sekcionér je jednofázové vysokonapěťové elektrické zařízení. Produkt se skládá z izolátorů, kontaktů, vodičových mechanismů a dalších komponent tvořících sekundární ovládací linky a primární vodičové systémy. Ovládací systém zahrnuje elektromagnetické propojovací kontakty, elektronické části ovladače a další prvky. Systém trippových akcí se skládá z mechanizmu permanentního magnetu s uloženou energií, palet, pák a zámkových bloků.

② Sekcionéry jsou vybaveny transformátory proudu, které detekují hodnoty proudu okruhu. Když dojde k poruše na lince, elektronický ovladač se aktivuje, když proud přesáhne nominální spouštěcí hodnotu proudu, a provádí digitální zpracování. Chybový proud je přerušen recloserem (nebo vypínačem) nad touto pozicí. Elektronický ovladač může zapamatovat počet přerušení chybového proudu nadřazeným spínacím přístrojem a po dosažení předem nastaveného limitu počítání (1, 2 nebo 3x), když nadřazený spínací přístroj přeruší chybový proud a linka ztratí napětí s proudem nižším než 300mA, sekcionér automaticky segmentuje během 180ms. To omezí oblast poruchy na nejmenší rozsah nebo izoluje poruchový segment, umožňuje recloseru (nebo vypínači) úspěšně fungovat.

③ Sekcionéry používají mechanizmus permanentního magnetu k dokončení otevírací operace. Když proud v sekcionéru přesáhne nastavenou hodnotu, vypínač (nebo recloser) v podstanici přeruší chybový proud. Po ztrátě napětí na lince elektronická ovládací deska uvnitř trubky sekcionéru odešle příkaz a trippový mechanismus s permanentním magnety otevře sekcionér. Po každém segmentaci není třeba vyměnit žádné komponenty. Po vyhození sekcionéru lze jeho pracovní stav obnovit ručním uložením energie pomocí zastavovače.

3 Koordinované použití recloserů a sekcionérů

Na základě funkcí a charakteristik recloserů a sekcionérů, jejich společné použití a instalace na distribuční sítích 10kV sehrává významnou roli. Mohou určit rozsah poruchy na lincích, izolovat poruchové segmenty od zdravých, a tím zajistit normální fungování něporuchových segmentů lincí. Konkrétní aplikace je znázorněna na následujícím obrázku:

Reclosery jsou nainstalovány na výstupu hlavní linky nebo v podstanicích, zatímco šest skupin spadových automatických sekcionérů F1, F2, F3, F4, F5 a F6 je vybráno pro vedlejší linky, které jsou rozděleny na segmenty L1, L2, L3, L4, L5, L6 a L7. Nominální spouštěcí hodnota proudu sekcionérů odpovídá spouštěcí hodnotě proudu recloseru.

3.1 Pokud dojde k poruše E1 v segmentu L5

Recloser a sekcionéry F1, F3 a F4 zaznamenají chybový proud. Recloser automaticky tripuje, což způsobí ztrátu napětí na lince. F4 dosáhne svého předem nastaveného limitu počítání 1 operace a automaticky tripuje/vyhození, izoluje poruchový segment L5. Po automatickém znovu zavření recloseru je obnoven zdroj energie pro segmenty L1, L2, L3, L4, L6 a L7.

3.2 Pokud dojde k poruše E2 v segmentu L6

Recloser a sekcionéry F1 a F5 zaznamenají chybový proud. Recloser automaticky tripuje. Pokud jde o dočasné poruchy, recloser úspěšně znovu zavře a obnoví dodávku energie. F1 a F5 zůstanou zavřené, protože nedosáhly svého předem nastaveného limitu počítání. Pokud jde o trvalou poruchu, recloser selže při pokusu o znovu zavření, tripuje znovu, což způsobí ztrátu napětí na lince. F5 dosáhne svého předem nastaveného limitu počítání 2 operací a automaticky tripuje/vyhození, izoluje poruchový segment L6, zatímco F1 zůstane zavřen, protože nedosáhl svého limitu počítání. Po znovu zavření recloseru je obnoven zdroj energie pro segmenty L1, L2, L3, L4 a L5.

3.3 Pokud dojde k poruše E3 v segmentu L2

Přepínač F1 zaznamenává chybové proudy. Přepínač se automaticky vypne. Pokud jde o dočasnou chybu, přepínač úspěšně znovu zapne a obnoví dodávku elektrické energie. F1 zůstane zavřený, protože dosud nedosáhl svého přednastaveného limitu počtu operací. Pokud jde o trvalou chybu, přepínač se nepodaří znovu zapnout, vypne se, pokusí se znovu zapnout, ale selže a znovu se vypne. Linka ztratí napětí a F1 dosáhne svého přednastaveného limitu 3 operací, automaticky vypne/vypadne a izoluje část s chybou L2. Po znovuzapnutí přepínač obnoví dodávku elektrické energie pouze do části L1.

4 výhody koordinovaného použití přepínačů a sekcionerů

Z výše uvedené diskuse je zřejmé, že koordinované použití přepínačů a sekcionerů hraje v provozu elektrické sítě významnou roli. Nejen rychle izolují části linky s poruchou, zajišťují normální fungování zdravých částí, ale také snižují oblast hledání poruchy, což umožňuje provozním jednotkám najít místo poruchy v nejkratším možném čase. Pro uživatele to znamená zvýšení využití zařízení a spolehlivé zajištění produkce a každodenního života.

Jak je znázorněno výše, pokud síť přímo odpojí část linky s poruchou, opravní personál by musel zkontrolovat pouze jeden segment linky, což výrazně snižuje oblast hledání poruchy. Opravní pracovníci mohou rychle lokalizovat místo poruchy a okamžitě obnovit dodávku elektrické energie do porouchené linky. V současné době, když dojde k poruše na některém místě, musí opravní personál zkontrolovat pět různých částí. Toto poměr 1:5 jasně ukazuje, který přístup je pro podniky dodávající elektrickou energii výhodnější. Jaká struktura sítě zvyšuje jak množství dodané elektrické energie, tak spolehlivost dodávky? Proto bude aplikace přepínačů a sekcionerů v elektrických sítích hrát obrovskou roli.