10 kV:n uudelleensulkeutuvien kytkentöjen ja osituskytkentöjen käyttö maaseudun jakeluverkoissa

1 Nykyinen verkon tila

Maaseutuverkon muutoksen jatkuvan syventymisen myötä maaseutuverkkojen laitteiden terveydentila on jatkuvasti parantunut, ja sähköntarjonta on periaatteessa riittävän luotettava käyttäjien tarpeisiin. Kuitenkin nykyisessä verkossa, rahoitusrajoitusten vuoksi, rengasverkkoja ei ole toteutettu, kaksipuolista sähköntarjontaa ei ole saatavilla, ja linjat toimivat yksiradiallisena puupuuna suuntautuneena sähköntarjonnalla. Tämä tarkoittaa, että linjat ovat monia haaroja omaavia, joten kun virhe tapahtuu missä tahansa linjan pisteessä, koko linja sulkeutuu kokonaan, ja virheen sijainti on vaikea määrittää. Tämä vaikuttaa sähköntarjontaan ja aiheuttaa merkittäviä resurssien hävikkiä hallintayksiköille, jotka käsittelevät onnettomuudet. Siksi 10 kV -linjoille asennettujen uudelleensuljettautumisten ja segmentointilaitteiden avulla voidaan tehokkaasti hallita onnettomuuksien esiintymistä.

2 Uudelleensuljettautumisten ja segmentointilaitteiden ominaisuudet

2.1 Uudelleensuljettautumiset

① Uudelleensuljettautumiset ovat automaattisia ja voivat suorittaa avaamis- ja sulkemistoimintoja ulkopuolista virtaa ilman. Sähköhallintasektio saa energiansa uudelleensuljettautuminen sisällä olevasta buusi CT:stä. Virtapuolen virta, joka on suurempi kuin 5A, takaa sähköhallintasektion normaalin toiminnan. Ne ovat pienimuotoisia, kevyitä ja helposti asennettavissa telepaleille. Jännitysnykyajan ampeeri-sekuntikäyrän säätö voidaan tehdä vaihtamalla jännitysresistoreita tai ampeeri-sekuntikäyrälautakkeita, mikä on hyvin kätevää.

② Uudelleensuljettautumiset voivat automaattisesti havaita linjavirtauksen ja maavirtauksen. Kun virta ylittää asetetun vähimmäissulkuvirta-arvon, ne seuraavat etukäteen määritettyä avaamis-, katkaisu- ja uudelleensulkemistoimintajärjestystä tietyillä uudelleensulkemisaikavälein keskeyttääksään virhevirtauksen. Jos virhe on pysyvä, 2, 3 tai 4 asetetun sulkemistoiminnon jälkeen uudelleensuljettautuminen lukitsuu, erottamalla virhealue pääverkosta.

2.2 Segmentointilaitteet

① Pudotussegmentointilaitteet ovat yksipaikkaisia korkeajännitekoneellisia laitteita. Tuote koostuu eristimistä, kosketuksista, johtavista mekanismeista ja muista komponenteista, jotka muodostavat toissijaiset ohjauslinjat ja ensisijaiset johtosystemit. Ohjausjärjestelmä koostuu sähkömagneettisista lukituskontakteista, elektronisista ohjauskomponenteista ja muista elementeistä. Katkaisutoimintajärjestelmä koostuu varastointimagneettijärjestelmästä, levynpalikoista, vipuista ja lukituslohkouksista.

② Segmentointilaitteissa on virtamuunnin, joka havaitsee piirinvirta-arvot. Kun linjassa tapahtuu virhe, elektroninen ohjaus aktivoidaan, kun virta ylittää asetetun aloitusvirta-arvon ja suorittaa digitaalisen käsittelyn. Virhevirta keskeytetään ylemmän uudelleensuljettautuman (tai katkaisimen) toimesta. Elektroninen ohjaus voi muistaa, montako kertaa ylempi kytkin on keskeyttänyt virhevirtauksen, ja kun saavutetaan asetettu laskentakynnys (1, 2 tai 3 kertaa), kun ylempi kytkin keskeyttää virhevirtauksen ja linja menettää jännityksen, virta on alle 300mA, segmentointilaitteet segmentoivat automaattisesti 180 ms:n sisällä. Tämä rajoittaa virhealueen pienimpään mahdolliseen alueeseen tai erottaa virheosion, mahdollistaen uudelleensuljettautuman (tai katkaisimen) onnistuneen toiminnan.

③ Segmentointilaitteet käyttävät magneettimekanismia avaustoiminnan suorittamiseen. Kun segmentointilaitteen virta ylittää asetetun arvon, alueellisessa sähköasemassa oleva katkaisin (tai uudelleensuljettautuma) keskeyttää virhevirtauksen. Linjan menettäessä jännityksen, segmentointilaitteen sisällä oleva elektroninen ohjauslauta lähettää käskyn, ja magneettimekanismi katkaisee segmentoinnin. Jokaisen segmentoinnin jälkeen katkaisuosa ei vaadi mitään osien vaihtoa. Segmentointilaitteen pudotuttua, se voidaan palauttaa toimintaan manuaalisella energianvarastoinnilla esturin kautta.

3 Uudelleensuljettautumisten ja segmentointilaitteiden yhteistyö

Uudelleensuljettautumisten ja segmentointilaitteiden ominaisuuksien ja toiminnan perusteella niiden yhteiskäyttö 10 kV -jakeluverkoissa on merkittävä rooli. Ne voivat määrittää linjojen virhealueen, erottaa virheettömät osiot virhetietystä, taatakseen normaalin toiminnan virheettömille linjasegmenteille. Erityinen soveltaminen näkyy alla olevassa kuviossa:

Uudelleensuljettautumiset asennetaan päälinjan ulospäästöpaikkaan tai sähköasemalle, kun taas kuusi ryhmää pudotusautomatiikkaa F1, F2, F3, F4, F5 ja F6 valitaan haaralinjoille, jaetaan osiin L1, L2, L3, L4, L5, L6 ja L7. Segmentointilaitteiden asetettu aloitusvirta-arvo vastaa uudelleensuljettautumisen aloitusvirta-arvoa.

3.1 Jos virhe E1 tapahtuu segmentissä L5

Uudelleensuljettautuminen ja segmentointilaitteet F1, F3 ja F4 kokevat virhevirtauksen. Uudelleensuljettautuminen sulkee itsensä automaattisesti, mikä aiheuttaa linjan menettävän jännityksen. F4 saavuttaa asetetun laskentakynnyksen 1 operaation jälkeen ja sulkeutuu/pudotuu automaattisesti, erottamalla virheen segmentti L5. Kun uudelleensuljettautuminen sulkeutuu automaattisesti, sähköntarjonta palautetaan segmentteihin L1, L2, L3, L4, L6 ja L7.

3.2 Jos virhe E2 tapahtuu segmentissä L6

Uudelleensuljettautuminen ja segmentointilaitteet F1 ja F5 kokevat virhevirtauksen. Uudelleensuljettautuminen sulkee itsensä automaattisesti. Jos se on väliaikainen virhe, uudelleensuljettautuminen onnistuu sulkeutumaan ja palauttaa sähköntarjonnan. F1 ja F5 pysyvät suljettuina, sillä ne eivät ole saavuttaneet asetettua laskentakynnystä. Jos se on pysyvä virhe, uudelleensuljettautuminen epäonnistuu sulkeutumaan, sulkeutuu uudelleen, mikä aiheuttaa linjan menettävän jännityksen. F5 saavuttaa asetetun laskentakynnyksen 2 operaation jälkeen ja sulkeutuu/pudotuu automaattisesti, erottamalla virheen segmentti L6, kun taas F1 pysyy suljettuna, sillä se ei ole saavuttanut laskentakynnyksiään. Kun uudelleensuljettautuminen sulkeutuu, se palauttaa sähköntarjonnan segmentteihin L1, L2, L3, L4 ja L5.

3.3 Jos virhe E3 tapahtuu segmentissä L2

Jälkijuoksija ja osituslaitte F1 kokevat virhevirtauksen. Jälkijuoksija sulkee automaattisesti. Jos on kyse tilapäisestä vikasta, jälkijuoksija sulkeutuu onnistuneesti ja palauttaa sähköntuotannon. F1 pysyy suljettuna, koska se ei ole saavuttanut ennakkoon asetettua toimintakertamäärää. Jos on kyse pysyvästä vikasta, jälkijuoksija epäonnistuu sulkeutumisessa, sulkee, yrittää uudelleen sulkeutua mutta epäonnistuu, ja sulkee taas. Linja menettää jännitteen, ja F1 saavuttaa ennakkoon asetetun toimintakertamäärän 3 operaatiosta, sulkeutuu/irrottautuu automaattisesti ja eristää vikaliukue L2. Sulkeutumisen jälkeen jälkijuoksija palauttaa sähköntuotannon vain liukuun L1.

4 etua koordinoidusta jälkijuoksijan ja osituslaitteen käytöstä

Yllä mainitusta keskustelusta on selvää, että jälkijuoksijoiden ja osituslaitteiden koordinoidun käytön rooli sähköverkon toiminnassa on merkittävä. Ne eivät ainoastaan nopeasti eristä vikallisia linjan osia varmistuen samalla terveiden osien normaalin toiminnan, vaan myös vähentävät vianetsintäalueen kokoista, mikä mahdollistaa toimintayksiköiden vian paikan löytämisen mahdollisimman lyhyessä ajassa. Käyttäjille tämä lisää laitteiden käyttöasteita ja luotettavasti takaa tuotannon ja arkipäivän elämän.

Kuten yllä osoitetaan, jos verko suoraan katkaisee vikallisen linjan osan, huoltohenkilöstön tarvitsee tarkastaa vain yksi linjan osa, mikä merkittävästi vähentää vianetsintäalueen kokoa. Huoltohenkilöstö voi nopeasti löytää vian paikan ja palauttaa nopeasti sähköntuotannon vikalliseen linjaan. Nykyisin, kun vika tapahtuu yhdessä pisteessä, huoltohenkilöstön on tarkastettava viisi eri osaa. Tämä 1:5-suhde osoittaa selkeästi, mikä lähestymistapa on edullisempi sähköntuotanto-yrityksille. Mikä verkkostruktuuri sekä lisää sähköntuotannon määrää että parantaa sähköntuotannon luotettavuutta? Siksi jälkijuoksijoiden ja osituslaitteiden soveltaminen tulee näyttämään merkittävää roolia sähköverkoissa.