Uporaba preklopnih ventilov in odsekovnikov za 10 kV v podeželskih distribucijskih omrežjih

1 Trenutno stanje omrežja

S stalnim nadaljevanjem prenove podeželskih električnih omrežij se zdravstveno stanje podeželskega opreme v omrežju nenehno izboljšuje in zanesljivost oskrbe s struje v bistvu zadovoljuje potrebe uporabnikov. Vendar pa glede na trenutno stanje omrežja zaradi omejitev financiranja še ni bilo mogoče uvesti krožnih omrežij, dualne oskrbe s struje niso na voljo in linije uporabljajo enojni radialni drevesni sistem oskrbe s struje. To je podobno drevesu z mnogimi vejami - pomeni, da imajo linije veliko vej. Zato, ko se zgodi napaka na katerem koli mestu na liniji, se celotna linija popolnoma ustavi, in lokacija napake je težko določljiva. To ne le vpliva na oskrbo s struje, ampak tudi ogromno človeških virov in materiala za upravne odseke za obdelavo nesreč. Zato namestitev ponovnih zapiralc in odsekovalcev na 10kV linijah lahko učinkovito kontrolira pojav nesreč.

2 Značilnosti ponovnih zapiralc in odsekovalcev

2.1 Ponovni zapiralci

① Ponovni zapiralci imajo avtomatske funkcije in lahko izvajajo operacije odpiranja in zapiranja brez zunanjega napajanja. Elektronski nadzorni del pridobi energijo skozi CT vložek znotraj ponovnega zapiralca. Tok večji od 5A na strani z napajanjem zagotavlja normalno delovanje elektronskega nadzornega dela. Imajo majhen prostorninski zazemelj, so lahki in se lahko preprosto namestijo na stolpi. Prilagoditev amper-sekundne krivulje za prekinitveni tok je mogoče doseči z zamenjavo prekinitvenih odpornikov ali amper-sekundnih tabel, kar je zelo enostavno.

② Ponovni zapiralci lahko samodejno zaznajo tok v liniji in tok v zemlji. Ko presežejo prednastavljen najmanjši prekinitveni tok, sledijo prednastavljenemu zaporedju odpiranja, prekinitve in ponovnega zapiranja z določenimi intervali ponovnega zapiranja, da prekineta tok napake. Če je napaka trajna, po 2, 3 ali 4 prednastavljenih operacijah prekinitve se ponovni zapiralnik zakleni, loči območje z napako od glavnega kraka.

2.2 Odsekovalci

① Padajoči odsekovalec je enofazni visokonapetostni elektro-aparat. Izdelek sestavlja izolatorji, kontakti, vodični mehanizmi in drugi komponenti, ki tvorijo sekundarni nadzorne vodiči in primarne vodične sisteme. Nadzorni sistem sestavlja elektromagnetne vzajemno povezane kontakte, elektronske nadzorne komponente in druge elemente. Sistem za dejanje prekinitve sestavlja shranjevalni permanentomagnetni mehanizem, palete, ravnila in zaklepne bloke.

② Odsekovalci so opremljeni z transformatorji toka, ki zaznavajo vrednosti toka v kraku. Ko se zgodi napaka v liniji, se elektronski nadzornik aktivira, ko presežejo vrednost zgoraj nastavljenega zagonosnega toka in izvaja digitalno obdelavo. Tok napake prekine ponovni zapiralnik (ali prekinitveni preklopnik) zgoraj. Elektronski nadzornik lahko zapomni število prekinitev toka napake zgoraj postavljenega preklopnika in, ko doseže prednastavljen prag štetja (1, 2 ali 3-krat), ko prekine tok napake in linija izgubi napetost z tokom manjšim od 300mA, se odsekovalec samodejno razdeli v 180ms. To omeji območje napake na najmanjše obseg ali izloči območje z napako, da bi ponovni zapiralnik (ali prekinitveni preklopnik) uspešno deloval.

③ Odsekovalci uporabljajo permanentomagnetni mehanizem za dokončanje dejanja odpiranja. Ko presežejo vrednost toka v odsekovalcu, prekine tok napake preklopnik (ali ponovni zapiralnik) v podstanici. Po izgubi napetosti v liniji elektronska nadzorna plošča znotraj cevi odsekovalca pošlje ukaz, permanentomagnetni mehanizem za prekinitveno dejanje spodbudi odsekovalec, da se odpre. Po vsaki razdelitvi ni potrebno zamenjati nobenih komponent. Po padcu odsekovalca se lahko vrne v delovno stanje z ročno shranjevanjem energije preko stopala.

3 Usklajena uporaba ponovnih zapiralcev in odsekovalcev

Na podlagi funkcij in značilnosti ponovnih zapiralcev in odsekovalcev bo njihova skupna uporaba, nameščena na 10kV distribucijskih omrežjih, igrala pomembno vlogo. Lahko določijo obseg napake v linijah, izločijo območja z napakami od zdravih, tako da zagotovijo normalno delovanje segmentov linij brez napak. Specifična uporaba je prikazana na spodnjem diagramu:

Ponovni zapiralci so nameščeni na glavni izstopni liniji ali v podstancih, medtem ko za odvojne linije izberemo šest skupin padajočih avtomatskih odsekovalcev F1, F2, F3, F4, F5 in F6, ki jih razdelimo na segmente L1, L2, L3, L4, L5, L6 in L7. Nastavljeni zagonosni tok odsekovalcev se ujema s zagonosnim tokom ponovnega zapiralca.

3.1 Če se zgodi napaka E1 v segmentu L5

Ponovni zapiralci in odsekovalci F1, F3 in F4 doživijo tok napake. Ponovni zapiralci samodejno prekinejo, kar povzroči, da linija izgubi napetost. F4 doseže prednastavljen prag štetja 1 operacije in samodejno prekine/pade, izloči območje z napako L5. Po samodejnem ponovnem zapiranju ponovnega zapiralca se oskrba s struje obnovi za segmente L1, L2, L3, L4, L6 in L7.

3.2 Če se zgodi napaka E2 v segmentu L6

Ponovni zapiralci in odsekovalci F1 in F5 doživijo tok napake. Ponovni zapiralci samodejno prekinejo. Če gre za začasno napako, ponovni zapiralci uspešno ponovno zaprejo in obnovijo oskrbo s struje. F1 in F5 ostanejo zaprti, ker nista dosegla prednastavljenega praga štetja. Če gre za trajno napako, ponovni zapiralci ne morejo uspešno ponovno zapreti, znova prekinejo, kar povzroči, da linija izgubi napetost. F5 doseže prednastavljen prag štetja 2 operacij in samodejno prekine/pade, izloči območje z napako L6, medtem ko F1 ostane zaprt, ker ni dosegel svojega praga štetja. Po ponovnem zapiranju ponovni zapiralci obnovi oskrbo s struje za segmente L1, L2, L3, L4 in L5.

3.3 Če se zgodi napaka E3 v segmentu L2

Preklopni ventil in sekcija F1 izkuša strmi tok. Preklopni ventil se samodejno odpre. Če gre za začasno napako, preklopni ventil uspešno zapre in obnovi oskrbo z energijo. F1 ostane zaprt, ker še ni dosegel prednastavljene meje števila operacij. Če gre za trajno napako, preklopni ventil ne more zapreti, odpre se, poskusi znova zapreti, a ne uspe, in se ponovno odpre. Vodilo izgubi napetost, F1 doseže prednastavljeno mejo števila operacij, ki je 3, in se samodejno odpre/izpusti, kar izolira odsek s napako L2. Po zapiranju preklopni ventil obnovi oskrbo z energijo samo za odsek L1.

4 prednosti uporabe koordiniranih preklopnih ventilov in sekcij

Iz zgornje razprave je jasno, da igra koordinirana uporaba preklopnih ventilov in sekcij pomembno vlogo pri delovanju električnega omrežja. Ne le hitro izolirajo odseke z napakami, temu pa tudi zagotavljajo normalno delovanje zdravih odsekov, ampak tudi zmanjšujejo območje iskanja napake, kar omogoča, da delovne enote najdejo točko napake v najkrajšem možnem času. Za uporabnike to poveča stopnjo izkoriščenosti opreme in zanesljivo zagotavlja proizvodnjo in vsakdanji življenjski standard.

Kot je prikazano zgoraj, če bi omrežje neposredno prekinilo odsek z napako, bi održevalci potrebovali preveriti le en odsek, kar bistveno zmanjša območje iskanja napake. Održevalci lahko hitro najdejo točko napake in kmalu obnovijo oskrbo z energijo za odsek z napako. Trenutno, ko se napaka pojavi na eni točki, morajo održevalci preveriti pet različnih odsekov. Ta razmerje 1:5 jasno kaže, katera pristop koristi podjetjem za oskrbo z energijo več. Katera struktura omrežja tako poveča količino oskrbe z energijo in izboljša zanesljivost oskrbe z energijo? Zato bo uporaba preklopnih ventilov in sekcij v omrežjih igrala veliko vlogo.