Zastosowanie odłączników i sekcjonatorów 10kV w sieciach dystrybucyjnych wiejskich

1 Obecny stan sieci

Wraz z ciągłym pogłębianiem transformacji wiejskiej sieci energetycznej, poziom zdrowotności urządzeń sieciowych w obszarach wiejskich nieustannie się poprawia, a niezawodność dostaw energii praktycznie spełnia potrzeby użytkowników. Jednakże, jeśli chodzi o obecny stan sieci, ze względu na ograniczenia finansowe, nie wprowadzono sieci pierścieniowych, brakuje podwójnych źródeł zasilania, a linie stosują pojedynczą metodę zasilania radialną w kształcie drzewa. To przypomina pniak z wieloma gałęziami – oznacza to, że linie mają wiele odgałęzień. Dlatego, gdy wystąpi awaria w dowolnym punkcie linii, cała linia jest całkowicie wyłączana, a lokalizacja uszkodzenia jest trudna do określenia. To nie tylko wpływa na dostawy energii, ale również prowadzi do znacznych strat w ludzkich i materiałowych zasobach dla działów zarządzających obsługą awarii. W związku z tym montaż reklosów i sekcjonatorów na liniach 10kV może skutecznie kontrolować występowanie awarii.

2 Charakterystyka reklosów i sekcjonatorów

2.1 Reklosy

① Reklosy mają funkcje automatyczne i mogą wykonywać operacje otwierania i zamykania bez zewnętrznego zasilania. Sekcja elektroniczna kontroli uzyskuje zasilanie przez CT bushing umieszczony wewnątrz reklosu. Prąd strony zasilania większy niż 5A gwarantuje prawidłowe działanie sekcji elektronicznej. Mają małe gabaryty, są lekkie i łatwo montowane na słupach. Regulacja krzywej amperosekundowej prądu odłączenia może być osiągnięta poprzez wymianę oporników odłączenia lub tablic amperosekundowych, co jest bardzo wygodne.

② Reklosy mogą automatycznie wykrywać prąd linii i prąd uziemienia. Gdy prąd przekracza minimalny prąd odłączenia ustawiony z góry, następuje sekwencja otwierania, przerywania i ponownego zamknięcia z określonymi interwałami, aby przerwać prąd awarii. Jeśli awaria jest trwała, po 2, 3 lub 4 ustawionych operacjach odłączenia, reklos blokuje, izolując obszar awarii od głównego obwodu.

2.2 Sekcjonatory

① Sekcjonator spadający jest jednofazowym urządzeniem elektrycznym wysokiego napięcia. Produkt składa się z izolatorów, styków, mechanizmów przewodzących oraz innych komponentów tworzących linie sterowania drugiego stopnia i systemy przewodzące pierwszego stopnia. System sterujący składa się z kontaktów elektromagnetycznych, komponentów sterujących elektronicznie i innych elementów. System działania odłączenia składa się z mechanizmu magnesowego zmagazynowanego, palet, dźwigni i bloków zamykających.

② Sekcjonatory są wyposażone w transformatory prądowe, które wykrywają wartości prądu obwodu. Gdy wystąpi awaria linii, sterownik elektroniczny aktywuje się, gdy prąd przekracza wartość ustawioną jako prąd startowy i wykonuje przetwarzanie cyfrowe. Prąd awarii jest przerwany przez reklos (lub wyłącznik) znajdujący się wyżej. Sterownik elektroniczny może zapamiętać liczbę razy, kiedy wyłącznik wyżej przerwał prąd awarii, a po osiągnięciu ustawionego progu liczenia (1, 2 lub 3 razy), gdy wyłącznik wyżej przerwie prąd awarii i linia utraci napięcie z prądem poniżej 300mA, sekcjonator automatycznie segmentuje w ciągu 180ms. To ogranicza obszar awarii do najmniejszego zakresu lub izoluje segment awarii, umożliwiając reklosowi (lub wyłącznikowi) pomyślne działanie.

③ Sekcjonatory używają mechanizmu magnesowego do wykonania operacji otwierania. Gdy prąd w sekcjonatorze przekracza ustawioną wartość, wyłącznik (lub reklos) w stacji przerywa prąd awarii. Po utracie napięcia w linii, płytka sterowania elektronicznego wewnątrz rury sekcjonatora wysyła komendę, a mechaniczny moduł odłączenia z magnesem przesuwa sekcjonator do pozycji otwartej. Po każdym segmentowaniu, moduł odłączenia nie wymaga wymiany żadnych komponentów. Po spadnięciu sekcjonatora, można go przywrócić do stanu roboczego poprzez manualne magazynowanie energii za pomocą zatrzasku.

3 Koordynowane użycie reklosów i sekcjonatorów

Na podstawie funkcji i charakterystyk reklosów i sekcjonatorów, ich wspólne zastosowanie zainstalowane na sieci dystrybucyjnej 10kV będzie miało istotne znaczenie. Mogą one określić zakres awarii linii, izolować segmenty uszkodzone od zdrowych, zapewniając normalne działanie segmentów linii bez awarii. Konkretna aplikacja jest pokazana na poniższym rysunku:

Reklosy są instalowane na wyjściu głównej linii lub w stacjach, podczas gdy sześć grup sekcjonatorów automatycznych F1, F2, F3, F4, F5 i F6 jest wybranych dla linii bocznych, dzieląc je na segmenty L1, L2, L3, L4, L5, L6 i L7. Ustawiona wartość prądu startowego sekcjonatorów jest zgodna z wartością prądu startowego reklosu.

3.1 Jeśli awaria E1 wystąpi w segmencie L5

Reklos i sekcjonatory F1, F3, F4 doświadczają prądu awarii. Reklos automatycznie odłącza, powodując utratę napięcia w linii. F4 osiąga ustawiony próg liczenia 1 operacji i automatycznie odłącza/wypada, izolując segment awarii L5. Po automatycznym ponownym zamknięciu reklosu, zasilanie jest przywrócone segmentom L1, L2, L3, L4, L6 i L7.

3.2 Jeśli awaria E2 wystąpi w segmencie L6

Reklos i sekcjonatory F1 i F5 doświadczają prądu awarii. Reklos automatycznie odłącza. Jeśli jest to tymczasowa awaria, reklos pomyślnie ponownie zamyka i przywraca zasilanie. F1 i F5 pozostają zamknięte, ponieważ nie osiągnęły ustawionego progu liczenia. Jeśli jest to trwała awaria, reklos nie udaje się pomyślnie ponownie zamknąć, odłącza ponownie, powodując utratę napięcia w linii. F5 osiąga ustawiony próg liczenia 2 operacji i automatycznie odłącza/wypada, izolując segment awarii L6, podczas gdy F1 pozostaje zamknięty, ponieważ nie osiągnął progu liczenia. Po ponownym zamknięciu reklos przywraca zasilanie segmentom L1, L2, L3, L4 i L5.

3.3 Jeśli awaria E3 wystąpi w segmencie L2

Przekaźnik i sekcja F1 doświadczają prądu uszkodzeniowego. Przekaźnik automatycznie odłącza się. Jeśli jest to tymczasowe uszkodzenie, przekaźnik pomyślnie ponownie zamyka się i przywraca dostawę energii. F1 pozostaje zamknięty, ponieważ nie osiągnął swojego progowego limitu licznika. Jeśli jest to trwałe uszkodzenie, przekaźnik nie udaje się ponownie zamknąć, odłącza się, próbuje ponownie zamknąć, ale ponownie nie udaje się, a następnie odłącza się ponownie. Linia traci napięcie, a F1 osiąga progowy limit licznika 3 operacji, automatycznie odłączając/wypadając i izolując uszkodzony segment L2. Po ponownym zamknięciu, przekaźnik przywraca dostawę energii tylko do segmentu L1.

4 korzyści z koordynowanego zastosowania przekaźników i sekcji

Z powyższej dyskusji wynika, że koordynowane użycie przekaźników i sekcji odgrywa istotną rolę w działaniu sieci energetycznej. Nie tylko szybko izolują one uszkodzone odcinki linii, zapewniając normalne działanie zdrowych odcinków, ale także zmniejszają obszar poszukiwania uszkodzenia, umożliwiając jednostkom eksploatacyjnym lokalizację punktów uszkodzenia w jak najkrótszym czasie. Dla użytkowników to zwiększa wykorzystanie sprzętu i niezawodnie gwarantuje produkcję oraz codzienne życie.

Jak zostało pokazane powyżej, jeśli sieć bezpośrednio odłączy uszkodzony odcinek linii, personel serwisowy musiałby sprawdzić tylko jeden odcinek, znacznie zmniejszając obszar poszukiwania uszkodzenia. Personel serwisowy może szybko zlokalizować punkt uszkodzenia i natychmiast przywrócić zasilanie uszkodzonej linii. Obecnie, gdy wystąpi uszkodzenie w jednym punkcie, personel serwisowy musi sprawdzić pięć różnych odcinków. Ta relacja 1:5 jasno pokazuje, które podejście bardziej korzystne jest dla przedsiębiorstw zasobujących w energię. Która struktura sieci zwiększa ilość dostarczanej energii i poprawia niezawodność zasilania? Dlatego zastosowanie przekaźników i sekcji będzie odgrywać ogromną rolę w sieciach energetycznych.