Anwendung von 10kV-Wiederzuschaltern und -Abschnittsschaltern in ländlichen Verteilungsnetzen

1 Aktueller Netzstatus

Mit der stetigen Vertiefung der Transformation des ländlichen Stromnetzes verbessert sich das Gesundheitsniveau der ländlichen Netzeinrichtungen kontinuierlich, und die Versorgungsreliabilität entspricht im Wesentlichen den Bedürfnissen der Nutzer. Was den aktuellen Netzstatus betrifft, so sind aufgrund von Finanzierungsbeschränkungen Ringnetze nicht implementiert, doppelte Stromversorgungen sind nicht verfügbar, und Leitungen verwenden eine einseitige radial-baumartige Versorgungsmethode. Dies ähnelt einem Baumstamm mit vielen Zweigen – es bedeutet, dass die Leitungen viele Zweige haben. Daher, wenn an irgendeinem Punkt der Leitung ein Fehler auftritt, bricht die gesamte Leitung vollständig zusammen, und es ist schwierig, den Fehlerort zu bestimmen. Dies beeinträchtigt nicht nur die Stromversorgung, sondern verschwendet auch erhebliche Arbeitskräfte und Materialressourcen für Verwaltungsabteilungen, die mit Unfällen umgehen müssen. Daher kann die Installation von Wiederzuschlussautomaten und Abschnittsschaltern auf 10kV-Leitungen die Entstehung von Unfällen effektiv kontrollieren.

2 Eigenschaften von Wiederzuschlussautomaten und Abschnittsschaltern

2.1 Wiederzuschlussautomaten

① Wiederzuschlussautomaten verfügen über automatische Funktionen und können Öffnen- und Schließen-Operationen ohne externe Energie durchführen. Der elektronische Steuerabschnitt erhält Energie durch den Buschings-CT innerhalb des Wiederzuschlussautomaten. Ein Strom größer als 5A auf der Energieseite stellt den normalen Betrieb des elektronischen Steuerabschnitts sicher. Sie haben ein kleines Volumen, sind leicht und lassen sich leicht auf Masten montieren. Die Anpassung des Trippstrom-Amperesekunden-Diagramms kann durch Austauschen von Trippwiderständen oder Amperesekunden-Diagramm-Platinen erreicht werden, was sehr bequem ist.

② Wiederzuschlussautomaten können Leitungsspannung und Erdschlussstrom automatisch detektieren. Wenn der Strom den voreingestellten minimalen Trippstrom überschreitet, folgen sie einer vordefinierten Sequenz von Öffnen, Unterbrechen und Wiederzuschließen mit spezifischen Wiederzuschlusintervallen, um den Fehlerstrom zu unterbrechen. Wenn der Fehler permanent ist, sperrt der Wiederzuschlussautomat nach 2, 3 oder 4 voreingestellten Trippvorgängen, isoliert den Fehlerbereich vom Hauptkreis.

2.2 Abschnittsschalter

① Der Ausfall-Abschnittsschalter ist ein einphasiges Hochspannungsgerät. Das Produkt besteht aus Isolatoren, Kontakten, Leitungseinrichtungen und anderen Komponenten, die sekundäre Steuerleitungen und primäre Leitungssysteme bilden. Das Steuersystem besteht aus elektromagnetischen Verriegelungskontakten, elektronischen Steuerkomponenten und anderen Elementen. Das Trippaktionssystem besteht aus einem Energiespeicher-Dauermagnetsystem, Palette, Hebel und Verriegelungsblöcken.

② Abschnittsschalter sind mit Stromtransformern ausgestattet, die die Stromwerte des Kreises detektieren. Bei einem Leitungsfehler aktiviert sich der elektronische Steuerer, wenn der Strom den eingestellten Startstromwert überschreitet, und führt digitale Verarbeitungen durch. Der Fehlerstrom wird durch einen oberstrom gelegenen Wiederzuschlussautomaten (oder Schaltgerät) unterbrochen. Der elektronische Steuerer kann die Anzahl der Male merken, bei denen das oberstrom gelegene Schaltgerät den Fehlerstrom unterbrach, und nach Erreichen des voreingestellten Zählenschwellenwerts (1, 2 oder 3 Mal), wenn das oberstrom gelegene Schaltgerät den Fehlerstrom unterbricht und die Leitung ihren Spannung verliert, mit einem Strom unter 300mA, segmentiert der Abschnittsschalter automatisch innerhalb von 180ms. Dies begrenzt den Fehlerbereich auf das minimale Gebiet oder isoliert den Fehlerschnitt, sodass der Wiederzuschlussautomat (oder Schaltgerät) erfolgreich arbeiten kann.

③ Abschnittsschalter verwenden ein Dauermagnetsystem, um die Öffnungsoperation abzuschließen. Wenn der Strom im Abschnittsschalter den eingestellten Wert überschreitet, unterbricht das Schaltgerät (oder Wiederzuschlussautomat) in der Umspannanlage den Fehlerstrom. Nachdem die Leitung ihre Spannung verloren hat, sendet die elektronische Steuerplatine im Abschnittsschalterrohr einen Befehl, und der Dauermagnettippmechanismus schiebt den Abschnittsschalter zum Öffnen. Nach jedem Segmentierungsvorgang benötigt der Tippmechanismus keinen Austausch von Komponenten. Nach dem Ausfall des Abschnittsschalters kann er durch manuelle Energiespeicherung über den Stopp wieder in Betriebsbedingungen zurückversetzt werden.

3 Koordinierte Nutzung von Wiederzuschlussautomaten und Abschnittsschaltern

Basierend auf den Funktionen und Eigenschaften von Wiederzuschlussautomaten und Abschnittsschaltern spielen diese eine wichtige Rolle, wenn sie gemeinsam in 10kV-Verteilnetzen installiert werden. Sie können den Fehlerbereich der Leitungen bestimmen, fehlerhafte Segmente von intakten trennen, wodurch der normale Betrieb der nicht-fehlerhaften Leitungsteile gewährleistet wird. Die spezifische Anwendung ist in der untenstehenden Abbildung dargestellt:

Wiederzuschlussautomaten werden am Haupteingang der Leitung oder in Umspannanlagen installiert, während sechs Gruppen von Ausfall-Abschnittsschaltern F1, F2, F3, F4, F5 und F6 für Nebenleitungen ausgewählt werden, die in Segmente L1, L2, L3, L4, L5, L6 und L7 unterteilt werden. Der eingestellte Startstromwert der Abschnittsschalter entspricht dem Startstromwert des Wiederzuschlussautomaten.

3.1 Wenn Fehler E1 in Segment L5 auftritt

Der Wiederzuschlussautomat und die Abschnittsschalter F1, F3 und F4 erfahren den Fehlerstrom. Der Wiederzuschlussautomat schaltet automatisch ab, wodurch die Leitung ihre Spannung verliert. F4 erreicht seinen voreingestellten Zählenschwellenwert von 1 Operation und schaltet automatisch ab/fällt aus, wodurch das Fehlersegment L5 isoliert wird. Nach dem automatischen Wiederzuschließen des Wiederzuschlussautomaten wird die Stromversorgung für die Segmente L1, L2, L3, L4, L6 und L7 wiederhergestellt.

3.2 Wenn Fehler E2 in Segment L6 auftritt

Der Wiederzuschlussautomat und die Abschnittsschalter F1 und F5 erfahren den Fehlerstrom. Der Wiederzuschlussautomat schaltet automatisch ab. Ist es ein temporärer Fehler, schließt der Wiederzuschlussautomat erfolgreich wieder und stellt die Stromversorgung wieder her. F1 und F5 bleiben geschlossen, da sie ihren voreingestellten Zählenschwellenwert noch nicht erreicht haben. Ist es ein permanenter Fehler, schließt der Wiederzuschlussautomat nicht erfolgreich wieder, schaltet erneut ab, wodurch die Leitung ihre Spannung verliert. F5 erreicht seinen voreingestellten Zählenschwellenwert von 2 Operationen und schaltet automatisch ab/fällt aus, wodurch das Fehlersegment L6 isoliert wird, während F1 geschlossen bleibt, da es seinen Zählenschwellenwert noch nicht erreicht hat. Nach dem Wiederzuschließen stellt der Wiederzuschlussautomat die Stromversorgung für die Segmente L1, L2, L3, L4 und L5 wieder her.

3.3 Wenn Fehler E3 in Segment L2 auftritt

Der Wiederzuspanner und der Abschnittsschalter F1 erfassen einen Fehlerstrom. Der Wiederzuspanner schaltet automatisch ab. Bei einem vorübergehenden Fehler schließt der Wiederzuspanner erfolgreich wieder und stellt die Stromversorgung wieder her. F1 bleibt geschlossen, da es seine voreingestellte Zählerschwelle noch nicht erreicht hat. Bei einem dauerhaften Fehler kann der Wiederzuspanner nicht wieder schließen, schaltet ab, versucht erneut zu schließen, scheitert aber und schaltet erneut ab. Die Leitung verliert Spannung, und F1 erreicht seine voreingestellte Zählerschwelle von 3 Betriebsvorgängen, schaltet automatisch ab/fällt aus und isoliert den Fehlerabschnitt L2. Nach dem Wiederschließen stellt der Wiederzuspanner die Stromversorgung nur für den Abschnitt L1 wieder her.

4 Vorteile der koordinierten Anwendung von Wiederzuspannern und Abschnittsschaltern

Aus der obigen Diskussion geht hervor, dass die koordinierte Verwendung von Wiederzuspannern und Abschnittsschaltern eine wichtige Rolle im Betrieb des Stromnetzes spielt. Sie isolieren nicht nur schnell fehlerhafte Leitungsbereiche, während sie gleichzeitig den normalen Betrieb gesunder Bereiche sicherstellen, sondern reduzieren auch den Suchbereich für Fehler, sodass Betreiber die Fehlerpunkte in kürzester Zeit lokalisieren können. Für Benutzer erhöht sich so die Ausnutzungsrate der Geräte und wird die Produktion und der tägliche Lebensablauf zuverlässig gewährleistet.

Wie oben dargestellt, wenn das Netzwerk den fehlerhaften Leitungsbereich direkt trennt, müssten die Wartungspersonal nur einen Leitungsbereich überprüfen, was den Suchbereich für Fehler erheblich reduziert. Das Wartungspersonal kann den Fehlerpunkt schnell lokalisieren und den fehlerhaften Leitungsbereich zeitnah wieder mit Strom versorgen. Derzeit müssen bei einem Fehler an einem Punkt fünf verschiedene Abschnitte überprüft werden. Dieses 1:5-Verhältnis zeigt deutlich, welche Methode den Energieversorgungsunternehmen mehr nützt. Welche Netzaufbau sowohl die Menge der Energieversorgung erhöht als auch die Zuverlässigkeit der Energieversorgung verbessert? Daher wird die Anwendung von Wiederzuspannern und Abschnittsschaltern in Stromnetzen eine enorme Rolle spielen.