Приложение на технологията за диагнозиране на дефекти за 15кВ външни вакуумни автоматични реклоузъри
Според статистиката, повечето дефекти във въздушните електрически линии са преходни, като постоянните дефекти представляват по-малко от 10%. В момента средноволтовите (MV) разпределителни мрежи често използват автоматични предпазни преразключващи устройства на открито при 15 кВ в съчетание с секциониращи устройства. Тази конфигурация позволява бързо възстановяване на доставката на електроенергия след преходни дефекти и изолация на дефектните сегменти в случай на постоянни дефекти. Затова е важно да се наблюдава функционирането на контролерите на автоматичните преразключващи устройства, за да се увеличи техния надеждност.
1.Обзор на техническите изследвания (в страната и в чужбина)
1.1 Класификация на автоматичните преразключващи устройства
Автоматичните преразключващи устройства се делят на две основни категории: токови и напреженични. Токовите преразключващи устройства засичат дефектните токове, отключват съответно и автоматично се преразключват – обикновено извършват един до три опита за преразключване. Те функционират както като защитни устройства, така и като преразключващи. Изолацията на дефектите се осъществява чрез последователно елиминиране на сегменти, започвайки от най-отдалечения сегмент, докато не се идентифицира дефектният сегмент. Обаче този метод подлагаше мрежата на многократни преразключения на дефектните токове, което причинява значителна напрегнатост. Освен това, колкото повече са сегментите на линията, толкова повече са необходимите преразключения и по-дълго е общото време за възстановяване. Следователно, такива системи обикновено са ограничени до не повече от три сегмента и са най-подходящи за разклонения или радиални питащи.
Напреженичните преразключващи устройства, от друга страна, отключват при загуба на напрежение и се преразключват след предварително зададена забавка, когато напрежението бъде възстановено. В тази схема, разпределителната ключка на подстанцията трябва да извърши два преразключения, за да завърши изолацията на дефекта и възстановяването на услугата: първото преразключение идентифицира дефектния сегмент въз основа на броя на затворените секциониращи ключки, след което ключките, граничещи с дефекта, се блокират, за да го изолират; второто преразключение възстановява енергията на недеректните сегменти. Тъй като бързата защита при прекомерен ток се основава на разпределителната ключка на подстанцията, този подход е по-малко подходящ за дълги питащи. Но с увеличаването на капацитета на системата, това ограничение постепенно намаля. Напреженичните преразключващи устройства са подходящи за кратки радиални или кръгови мрежи и осигуряват основна функционалност за автоматизация.
1.2 Проблеми с традиционните методи за тестуване
Поради допуските при производството и механичната износимост от продължителната употреба, автоматичните преразключващи устройства могат да преживеят откази или грешки. Съвременните методи за тестуване в основата си се основават на ръчно инспекционно оборудване, което води до високи инвестиционни разходи.
1.3 Състояние и тенденции в развитието (в страната и в чужбина)
За 15 кВ MV автоматични предпазни преразключващи устройства на открито, практиката в Китай в основата си приема офлайн, периодични методи за поддръжка, включително тестове на изолационното съпротивление, тестове на изолационното съпротивление на контролния контур и тестове на издръжливост при променливо напрежение. Тези традиционни методи имат няколко недостатъка: тестовото оборудване е голямо и трудно за транспортиране; тестовете често изискват работа на височина, което представлява риск за безопасността; и процесът изисква значителни хора и ресурси. Комплексни, интегрирани диагностични системи остават рядко използвани в реалната полева работа.
Значителен напредък е направен в диагностика на ниво контролери за 15 кВ MV автоматични предпазни преразключващи устройства на открито. Съвременните автоматични анализатори са широко използвани. Тези устройства се свързват чрез прост, стандартизиран интерфейс – поддържащи "plug-and-play" съвместимост между преразключващи устройства от различни производители. Чрез вкарване на контролирани токови сигнали в контролера на преразключващото устройство, анализаторът измерва ключови реакции като криви на време-ток (TCC) и контролни последователности. Предлага точен контрол върху формата, времето и амплитудата на вкарваните токове и точно записва реакцията на контролера – с времево разрешение до микросекунди. Системата може напълно автоматично да извърши цяла серия от тестове и моментално да покаже текстови резултати, включително команди за отключване, действия за преразключване, рестарти, събития за блокиране и свързани с тях журнали с отметки за време.
Съвременните изследвания в областта на интелигентната диагностика на дефекти се фокусират в три основни насоки:
Интегрирани технологии за интелигентна диагностика на дефекти;
Мрежови интелигентни диагностични системи;
Адаптивни интелигентни диагностични архитектури.
2.Технология за диагностика на дефекти за 15 кВ MV автоматични предпазни преразключващи устройства на открито
Системата за диагностика на дефекти за 15 кВ MV автоматични предпазни преразключващи устройства на открито е проектирана специално за оценка на производителността на контролерите на преразключващите устройства, използвани в средноволтовите въздушни линии. След свързване на "единица за ключки" към контролера на преразключващото устройство, системата използва софтуер, за да вкара различни симулирани дефектни токове в контролера и да активира съответстващи операции за отключване/затваряне според логиката на контролера. Системата записва реакцията на контролера на тези симулирани промени в тока и анализира – чрез софтуер – дали контролерът коректно идентифицира условията на дефект и изпълнява подходящи контролни действия в съответствие с спецификациите.
Тази диагностична система поддържа широк диапазон от тестове на сценарии на дефекти, позволявайки напълно автоматизирано засичане на дефектите на контролера. Свързва се с различни модели преразключващи устройства чрез универсални или персонализирани интерфейси, и всички функции за контрол и тестове се извършват чрез специализиран софтуер за анализ. Ключови характеристики на системата включват:
Източник на ток с висока точност: Системата използва източник на ток с висока точност, високо разрешение и надеждност, за да гарантира реалистично моделиране на дефектните токове. Софтуерен контрол позволява комплексна регулировка на параметрите на тока – включително форма, амплитуда, време за нарастване, продължителност и време за спадане – и предоставя визуализация в реално време на формите и величините на токовете за подобряване на аналитичните възможности.
Универсален дизайн на интерфейса: Стандартизиран интерфейс позволява истински "plug-and-play" режим на работа на полето, облекчавайки безпроблемната передача на сигнали и данни.
Вградена база данни с криви TCC: Ампер-секундната характеристика (т.е. временно-токова характеристика или крива TCC) дефинира обратнопропорционалната връзка между времето за изключване и големината на аварийния ток, включително както бързи, така и бавни криви TCC. Анализаторското софтуерно приложение включва няколко стандартизиращи библиотеки с криви TCC, като например Cooper, IEEE (САЩ) и IEC стандарти, което позволява удобно сравнение и диагностично преценяване.
Автоматизиран анализ на тестови данни: Системата автоматично интерпретира обратната връзка от повторен затварящ уред и веднага показва аналитични резултати, включително графични представяния и доклади, детайлно описващи изключване, повторно затваряне, блокиране и други операционни събития.
3.Заключение
Технологията за диагностика на аварии за 15 kV MV външни вакуумни автоматични повторни затварящи уреди може ефективно да идентифицира различни аномалии, включително:
Неисправност на моментното повторно затваряне;
Отклонение от стандартните криви TCC;
Нефункциониране на защитата срещу прекомерен ток;
Нередовно време за повторно затваряне;
Неисправни механизми за блокиране на затваряне.
Тази технология представлява важна промяна от традиционното планово поддръжка към напреднала поддръжка, основана на състоянието, за повторни затварящи уреди. Чрез възможността за комплексен анализ и диагностика на контролния модул, тя значително подобрява техническите възможности за мониторинг на състоянието на повторните затварящи уреди и играе ключова роля в предотвратяването на прекъсвания в разпределителната мрежа и осигуряването на надеждност на мрежата.
