Toepassing van 10kV Reclosers en Sectionalizers in Landelijke Distributienetten

1 Huidige status van het netwerk

Met de voortdurende verdieping van de transformatie van het plattelandsnetwerk verbetert het gezondheidsniveau van de apparatuur in het plattelandsnetwerk constant, en de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening voldoet in principe aan de behoeften van de gebruikers. Echter, wat de huidige status van het netwerk betreft, zijn er door beperkte financiering geen ringnetwerken geïmplementeerd, zijn dubbele energievoorzieningen niet beschikbaar, en wordt er een enkelvoudig radiaal boomachtig voedingsmethode voor de lijnen toegepast. Dit lijkt op een stam met veel takken - wat betekent dat de lijnen veel vertakkingen hebben. Daarom, wanneer er een storing optreedt op een punt van de lijn, valt de hele lijn volledig uit, en is het moeilijk om de locatie van de storing te bepalen. Dit heeft niet alleen invloed op de elektriciteitsvoorziening, maar kost ook aanzienlijke menselijke en materiële middelen aan de beheerders die zich bezighouden met ongelukken. Daarom kan het installeren van reclosers en sectionalizers op 10kV-lijnen effectief helpen bij het beheren van incidenten.

2 Kenmerken van Reclosers en Sectionalizers

2.1 Reclosers

① Reclosers hebben automatische functies en kunnen openen en sluiten zonder externe voeding. Het elektronische controlegedeelte verkrijgt voeding via de bushing CT binnen de recloser. Een stroom van de voedingsside groter dan 5A zorgt voor normale werking van het elektronische controlegedeelte. Ze hebben een kleine omvang, zijn lichtgewichtig en gemakkelijk te monteren op palen. Aanpassing van de trippenstroom amper-secondecurve kan worden bereikt door trippenweerstanden of amper-secondecurveplaten te vervangen, wat zeer gemakkelijk is.

② Reclosers kunnen automatisch de lijnstromen en grondstromen detecteren. Wanneer de stroom de vooraf ingestelde minimale trippenstroom overschrijdt, volgen ze een vooraf ingestelde reeks van openen, breken en heropenen met specifieke heropenintervallen om de foutstroom te onderbreken. Als de storing permanent is, na 2, 3 of 4 vooraf ingestelde trippenoperaties, vergrendelt de recloser en isoleert hij het foutgebied van het hoofdcircuit.

2.2 Sectionalizers

① De drop-out sectionalizer is een eenfase hoogspanningsapparaat. Het product bestaat uit isolatoren, contacten, geleidingsmechanismes en andere componenten die secundaire regellijnen en primaire geleidingsystemen vormen. Het controle-systeem bestaat uit elektromagnetische interlockcontacten, elektronische controllercomponenten en andere elementen. Het trippensysteem bestaat uit een energie-opslag permanente magneetmechanisme, pallets, hefbomen en vergrendelblokken.

② Sectionalizers zijn uitgerust met stroomtransformatoren die de stroomwaarden van het circuit detecteren. Bij het optreden van een lijnfout activeert de elektronische controller wanneer de stroom de ingestelde startstroomwaarde overschrijdt en voert digitale verwerking uit. De foutstroom wordt onderbroken door een upstream recloser (of schakelaar). De elektronische controller kan het aantal keren onthouden dat de upstream schakelaar de foutstroom heeft onderbroken en als het de vooraf ingestelde tellerdrempel (1, 2 of 3 keer) bereikt, wanneer de upstream schakelaar de foutstroom onderbreekt en de lijn stroomverlies heeft met een stroom onder 300mA, segmenteert de sectionalizer automatisch binnen 180ms. Hierdoor wordt het foutgebied tot een minimum beperkt of het foutsegment geïsoleerd, waardoor de recloser (of schakelaar) succesvol kan functioneren.

③ Sectionalizers gebruiken een permanente magneetmechanisme om de opening te voltooien. Wanneer de stroom in de sectionalizer de ingestelde waarde overschrijdt, onderbreekt de schakelaar (of recloser) in de substation de foutstroom. Na het stroomverlies van de lijn stuurt het elektronische controlebord in de sectionalizerbuis een commando, en duwt het permanente magneetmechanisme tripunit de sectionalizer open. Na elke segmentatie hoeven geen onderdelen te worden vervangen. Na het uitschakelen van de sectionalizer kan deze via handmatige energieopslag met de stoppen worden teruggebracht naar werkconditie.

3 Gecombineerde toepassing van Reclosers en Sectionalizers

Op basis van de functies en kenmerken van reclosers en sectionalizers speelt hun gecombineerde toepassing op 10kV distributienetwerken een belangrijke rol. Ze kunnen het foutbereik van lijnen bepalen, foutsegmenten van gezonde segmenten isoleren, waardoor de normale werking van niet-foutieve lijnsegmenten wordt gewaarborgd. Specifieke toepassing wordt weergegeven in de onderstaande figuur:

Reclosers worden geïnstalleerd bij de hoofdlijnuitgang of in substations, terwijl zes groepen drop-out automatische sectionalizers F1, F2, F3, F4, F5 en F6 worden geselecteerd voor vertakkingen, die verdeeld zijn in segmenten L1, L2, L3, L4, L5, L6 en L7. De ingestelde startstroomwaarde van de sectionalizers komt overeen met de startstroomwaarde van de recloser.

3.1 Indien fout E1 optreedt in segment L5

De recloser en sectionalizers F1, F3 en F4 ervaren foutstroom. De recloser tript automatisch, waardoor de lijn stroomverlies heeft. F4 bereikt de vooraf ingestelde tellerdrempel van 1 operatie en tript/valt automatisch uit, waardoor het foutsegment L5 wordt geïsoleerd. Na het automatisch heropenen van de recloser wordt de stroomvoorziening hersteld in segmenten L1, L2, L3, L4, L6 en L7.

3.2 Indien fout E2 optreedt in segment L6

De recloser en sectionalizers F1 en F5 ervaren foutstroom. De recloser tript automatisch. Als het een tijdelijke fout is, heropent de recloser succesvol en herstelt de stroomvoorziening. F1 en F5 blijven gesloten omdat ze hun vooraf ingestelde tellerdrempel nog niet hebben bereikt. Als het een permanente fout is, heropent de recloser niet succesvol, trapt opnieuw, waardoor de lijn stroomverlies heeft. F5 bereikt de vooraf ingestelde tellerdrempel van 2 operaties en tript/valt automatisch uit, waardoor het foutsegment L6 wordt geïsoleerd, terwijl F1 gesloten blijft omdat het de tellerdrempel nog niet heeft bereikt. Na het heropenen herstelt de recloser de stroomvoorziening in segmenten L1, L2, L3, L4 en L5.

3.3 Indien fout E3 optreedt in segment L2

De herkoppelautomaat en sectieaansluiting F1 ervaren een storingstroom. De herkoppelautomaat schakelt automatisch uit. Als het een tijdelijke storing is, sluit de herkoppelautomaat succesvol opnieuw aan en herstelt de stroomvoorziening. F1 blijft gesloten omdat het zijn vooraf ingestelde tellerdrempel nog niet heeft bereikt. Als het een permanente storing is, mislukt het herkoppelen van de herkoppelautomaat, deze schakelt uit, probeert opnieuw te herkoppelen maar mislukt, en schakelt opnieuw uit. Het net verliest spanning, en F1 bereikt zijn vooraf ingestelde tellerdrempel van 3 operaties, waarna het automatisch uitschakelt/valt uit en het foutsegment L2 isoleert. Na het herkoppelen herstelt de herkoppelautomaat de stroomvoorziening alleen voor segment L1.

4 Voordelen van de Geïntegreerde Toepassing van Herkoppelautomaten en Sectieaansluitingen

Uit bovenstaande discussie is duidelijk dat de geïntegreerde toepassing van herkoppelautomaten en sectieaansluitingen een belangrijke rol speelt in het bedrijf van elektriciteitsnetwerken. Ze isoleren niet alleen snel de gedeelten van het netwerk met storingen terwijl ze normaal functionerende delen garanderen, maar verminderen ook het gebied waarin naar storingen gezocht moet worden, waardoor exploitatiebedrijven de storingpunten in de kortste mogelijke tijd kunnen lokaliseren. Voor gebruikers zorgt dit voor een hogere gebruiksefficiëntie van apparatuur en biedt het een betrouwbare garantie voor productie en dagelijks leven.

Zoals hierboven wordt geïllustreerd, als het net direct het gedeelte van het netwerk met storingen afsnijdt, hoeft het onderhoudspersoneel slechts één lijngedeelte te controleren, wat het gebied waarin naar storingen gezocht moet worden aanzienlijk vermindert. Onderhoudspersoneel kan snel het storingpunt lokaliseren en de stroomvoorziening van het defecte gedeelte van de lijn snel herstellen. Momenteel, wanneer er een storing optreedt op een bepaald punt, moeten onderhoudspersoneelsleden vijf verschillende gedeeltes controleren. Deze 1:5-verhouding laat duidelijk zien welke benadering meer voordelen biedt voor elektriciteitsbedrijven. Welke netstructuur vergroot zowel de hoeveelheid elektriciteit die wordt aangeboden als de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening? Daarom zal de toepassing van herkoppelautomaten en sectieaansluitingen een enorme rol spelen in elektriciteitsnetwerken.