کاربرد ریکلوزرهای ۱۰ کیلوولت و بخش‌بندی‌کننده‌ها در شبکه‌های توزیع روستایی

وضع فعلی شبکه

با ادامه تغییرات مداوم در شبکه برق روستایی، سطح سلامت دستگاه‌های شبکه روستایی به طور مداوم بهبود می‌یابد و قابلیت اطمینان تأمین برق به طور کلی نیازهای کاربران را برآورده می‌کند. با این حال، در مورد وضعیت فعلی شبکه، به دلیل محدودیت‌های مالی، شبکه حلقه‌ای پیاده‌سازی نشده است، منابع تامین برق دوگانه در دسترس نیستند و خطوط از روش تأمین برق شاخه‌ای تک‌رادیالی استفاده می‌کنند. این شبیه یک تنه درخت با شاخه‌های زیاد است—به این معنا که خطوط دارای شاخه‌های متعدد هستند. بنابراین، وقتی خطا در هر نقطه‌ای از خط رخ می‌دهد، کل خط متوقف می‌شود و محل خطا مشخص کردن آن دشوار است. این نه تنها تأثیر بر تأمین برق دارد بلکه منابع انسانی و مادی قابل توجهی را برای مدیریت حوادث می‌سوزاند. بنابراین، نصب دوباره‌بسته‌ها و جداکننده‌ها روی خطوط ۱۰kV می‌تواند به طور مؤثری رخداد حوادث را کنترل کند.

۲ ویژگی‌های دوباره‌بسته‌ها و جداکننده‌ها

۲.۱ دوباره‌بسته‌ها

① دوباره‌بسته‌ها دارای عملکرد خودکار هستند و می‌توانند بدون نیروی خارجی عملیات باز و بسته شدن را انجام دهند. بخش کنترل الکترونیکی از طریق CT داخل دوباره‌بسته نیرو می‌گیرد. جریان بزرگ‌تر از ۵A در سمت نیرو مطمئن می‌کند که بخش کنترل الکترونیکی به طور عادی کار کند. آنها حجم کوچک، وزن کم و به راحتی روی ستون‌ها نصب می‌شوند. تنظیم منحنی ثانیه-آمپر جریان قطع با تعویض مقاومت‌های قطع یا تخته‌های منحنی ثانیه-آمپر بسیار راحت است.

② دوباره‌بسته‌ها می‌توانند به طور خودکار جریان خط و جریان زمین را تشخیص دهند. وقتی جریان بیش از حداقل جریان قطع پیش‌فرض باشد، آنها با فاصله‌های خاص دوباره‌بسته‌سازی، با ترتیب پیش‌فرض باز، قطع و دوباره‌بسته‌سازی، جریان خطا را قطع می‌کنند. اگر خطا دائمی باشد، پس از ۲، ۳ یا ۴ عملیات قطع پیش‌فرض، دوباره‌بسته قفل می‌شود و ناحیه خطا را از مدار اصلی جدا می‌کند.

۲.۲ جداکننده‌ها

① جداکننده‌های پرتی هستند دستگاه الکتریکی فشار بالای تک‌فاز. محصول شامل عایق‌ها، تماس‌ها، مکانیزم‌های هدایت و اجزای دیگری است که خطوط کنترل ثانویه و سیستم‌های هدایت اولیه را تشکیل می‌دهند. سیستم کنترل شامل تماس‌های مغناطیسی القایی، اجزای کنترل‌کننده الکترونیکی و اجزای دیگری است. سیستم عملیات قطع شامل مکانیزم مغناطیسی ذخیره‌کننده انرژی، صفحه‌ها، داس‌ها و بلاک‌های قفل است.

② جداکننده‌ها با ترانسفورماتورهای جریان مجهز شده‌اند که مقادیر جریان مدار را تشخیص می‌دهند. وقتی خطا در خط رخ می‌دهد، کنترل‌کننده الکترونیکی وقتی جریان بیش از مقدار جریان شروع پیش‌فرض باشد فعال می‌شود و پردازش دیجیتال انجام می‌دهد. جریان خطا توسط دوباره‌بسته (یا قطع‌کننده) بالادست قطع می‌شود. کنترل‌کننده الکترونیکی تعداد دفعاتی که قطع‌کننده بالادست جریان خطا را قطع کرده را به یاد می‌سپارد و پس از رسیدن به آستانه شمارش پیش‌فرض (۱، ۲ یا ۳ بار)، وقتی قطع‌کننده بالادست جریان خطا را قطع کرده و خط از ولتاژ کاسته شده با جریان کمتر از ۳۰۰mA، جداکننده به طور خودکار در ۱۸۰ms تقسیم‌بندی می‌کند. این محدوده خطا را به حداقل محدود می‌کند یا بخش خطا را جدا می‌کند و به دوباره‌بسته (یا قطع‌کننده) اجازه موفقیت در عملیات می‌دهد.

③ جداکننده‌ها از مکانیزم مغناطیسی برای انجام عملیات باز کردن استفاده می‌کنند. وقتی جریان در جداکننده بیش از مقدار تنظیم‌شده باشد، قطع‌کننده (یا دوباره‌بسته) در زیرстанیشن جریان خطا را قطع می‌کند. پس از از دست دادن ولتاژ خط، تخته کنترل الکترونیکی داخل لوله جداکننده دستور می‌دهد و واحد مغناطیسی مکانیزم انرژی جداکننده را باز می‌کند. پس از هر تقسیم‌بندی، واحد قطع نیازی به تعویض هیچ اجزایی ندارد. پس از پرتی جداکننده، آن می‌تواند از طریق ذخیره‌سازی انرژی دستی با استفاده از توقف‌کننده به حالت کاری بازگردد.

۳ استفاده هماهنگ دوباره‌بسته‌ها و جداکننده‌ها

بر اساس عملکرد و ویژگی‌های دوباره‌بسته‌ها و جداکننده‌ها، استفاده از آنها به صورت همزمان در شبکه‌های توزیع ۱۰kV نقش مهمی خواهد داشت. آنها می‌توانند محدوده خطا در خطوط را تعیین کنند، بخش‌های خراب را از سالم‌ها جدا کنند و بدین ترتیب عملکرد عادی بخش‌های غیرخراب خط را تضمین کنند. کاربرد خاص در شکل زیر نشان داده شده است:

دوباره‌بسته‌ها در خروجی خط اصلی یا در زیرستانیشن‌ها نصب می‌شوند، در حالی که شش گروه جداکننده‌های خودکار F1، F2، F3، F4، F5 و F6 برای خطوط شاخه‌ای انتخاب شده‌اند و آنها را به بخش‌های L1، L2، L3، L4، L5، L6 و L7 تقسیم می‌کنند. مقدار جریان شروع جداکننده‌ها با مقدار جریان شروع دوباره‌بسته مطابقت دارد.

۳.۱ اگر خطا E1 در بخش L5 رخ دهد

دوباره‌بسته و جداکننده‌های F1، F3 و F4 با جریان خطا مواجه می‌شوند. دوباره‌بسته به طور خودکار قطع می‌شود و خط از ولتاژ کاسته می‌شود. F4 به آستانه شمارش پیش‌فرض یک عملیات می‌رسد و به طور خودکار قطع/پرتی می‌کند و بخش خطا L5 را جدا می‌کند. پس از دوباره‌بسته‌سازی خودکار دوباره‌بسته، تأمین برق به بخش‌های L1، L2، L3، L4، L6 و L7 بازگردانده می‌شود.

۳.۲ اگر خطا E2 در بخش L6 رخ دهد

دوباره‌بسته و جداکننده‌های F1 و F5 با جریان خطا مواجه می‌شوند. دوباره‌بسته به طور خودکار قطع می‌شود. اگر خطا موقتی باشد، دوباره‌بسته به طور موفقیت‌آمیز دوباره‌بسته می‌شود و تأمین برق بازگردانده می‌شود. F1 و F5 به دلیل عدم رسیدن به آستانه شمارش پیش‌فرض بسته می‌مانند. اگر خطا دائمی باشد، دوباره‌بسته نمی‌تواند به طور موفقیت‌آمیز دوباره‌بسته شود، دوباره قطع می‌شود و خط از ولتاژ کاسته می‌شود. F5 به آستانه شمارش پیش‌فرض ۲ عملیات می‌رسد و به طور خودکار قطع/پرتی می‌کند و بخش خطا L6 را جدا می‌کند، در حالی که F1 به دلیل عدم رسیدن به آستانه شمارش بسته می‌ماند. پس از دوباره‌بسته‌سازی، دوباره‌بسته تأمین برق به بخش‌های L1، L2، L3، L4 و L5 را بازگردانده می‌شود.

۳.۳ اگر خطا E3 در بخش L2 رخ دهد

ریکلوسر و سکشنالایزر F1 با جریان خطا مواجه می‌شوند. ریکلوسر به طور خودکار قطع می‌شود. اگر خطا موقت است، ریکلوسر با موفقیت دوباره بسته شده و تامین برق بازگردانده می‌شود. F1 در حالت بسته باقی می‌ماند زیرا به حد آستانه پیش‌فرض خود نرسیده است. اگر خطا دائمی باشد، ریکلوسر نمی‌تواند دوباره بسته شود، قطع می‌شود، تلاش می‌کند دوباره بسته شود اما موفق نمی‌شود و دوباره قطع می‌شود. خط از ولتاژ کاسته می‌شود و F1 به حد آستانه پیش‌فرض ۳ عملکرد خود می‌رسد، به طور خودکار قطع/حذف می‌شود و بخش خراب L2 را جدا می‌کند. پس از دوباره بستن، ریکلوسر فقط تامین برق بخش L1 را بازگردانده می‌شود.

۴ مزیت استفاده هماهنگ ریکلوسر و سکشنالایزر

از بحث بالا مشخص است که استفاده هماهنگ ریکلوسرها و سکشنالایزرها نقش مهمی در عملکرد شبکه برق دارد. آنها نه تنها بخش‌های خط خراب را به سرعت جدا می‌کنند در حالی که عملکرد عادی بخش‌های سالم را تضمین می‌کنند بلکه منطقه جستجوی خطا را کاهش می‌دهند و به واحدهای عملیاتی اجازه می‌دهند که به سریعترین زمان ممکن نقطه خطا را پیدا کنند. برای کاربران، این موضوع نرخ استفاده از تجهیزات را افزایش می‌دهد و به طور مطمئن تولید و زندگی روزمره را تضمین می‌کند.

همانطور که در بالا نشان داده شد، اگر شبکه به طور مستقیم بخش خط خراب را قطع کند، کارکنان نگهداری فقط باید یک بخش خط را بررسی کنند که به طور قابل توجهی منطقه جستجوی خطا را کاهش می‌دهد. کارکنان نگهداری می‌توانند به سرعت نقطه خطا را پیدا کرده و به سرعت تامین برق خط خراب را بازگردانند. در حال حاضر، وقتی خطا در یک نقطه رخ می‌دهد، کارکنان نگهداری باید پنج بخش مختلف را بررسی کنند. این رابطه ۱:۵ به وضوح نشان می‌دهد کدام رویکرد برای شرکت‌های تأمین برق مزیت بیشتری دارد. کدام ساختار شبکه هم تعداد تأمین برق را افزایش می‌دهد و هم قابلیت اطمینان تأمین برق را بهبود می‌بخشد؟ بنابراین، استفاده از ریکلوسرها و سکشنالایزرها نقش بسیار مهمی در شبکه‌های برق خواهد داشت.