Vianmääritysteknologian soveltaminen 15 kV:n ulkoisiin tyhjiöpohjaisiin automaattisulutteihin
Tilastojen mukaan yliopillisten sähkölinjojen suurin osa on tilapäisiä, kun taas pysyvät vikat muodostavat alle 10 prosenttia. Nykyisin keskipotentiaalisiin (MV) jakeluverkkoihin on yleisesti otettu käyttöön 15 kV ulkoisia vakuummi-automaattisuluttimia yhteistyössä segmentointilaiteiden kanssa. Tämä asetus mahdollistaa nopean sähköntarjonnan palauttamisen tilapäisten vikoiden jälkeen ja eristää vikaiset linjasegmentit pysyvien vikoiden tapauksessa. Siksi on tärkeää valvoa automaattisuluttimien ohjausyksiköiden toimintatilaa parantamaan niiden luotettavuutta.
1.Teknologian tutkimuksen yleiskatsaus (kansallinen ja kansainvälinen)
1.1 Automatisoidun suluttimen luokittelu
Automaattisulutimet voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: virta-tyypin ja jännite-tyypin. Virta-tyypin sulutimet havaitsevat vika-virtan, katkaisevat vastaavasti ja sulkeutuvat automaattisesti—yleensä suorittamalla yhden kolmeen suljettaessa. Ne toimivat sekä suojauslaitteina että sulutimina. Vikan eristys toteutetaan edeten vaiheittain alimmasta osasta, kunnes vikainen osa tunnistetaan. Tämä menetelmä aiheuttaa verkolle useita vika-virtayhteyksiä, mikä aiheuttaa huomattavaa rasitusta. Lisäksi mitä enemmän linjasegmenttejä on, sitä useammin vaaditaan suljettaa ja pidempi on kokonaispalautusaika. Näin ollen tällaiset järjestelmät ovat yleensä rajoitettuja korkeintaan kolmeen segmenttiin ja soveltuvat parhaiten haaroille tai radiaalisille syöttölineille.
Jännite-tyypin sulutimet puolestaan katkaisevat jännitteen kadotessa ja sulkeutuvat uudelleen asetetun viiveen jälkeen, kun jännite palautuu. Tässä järjestelmässä alueellisen syöttökatkaisimen on suoritettava kaksi suljettaessa täydellisen vikan eristyksen ja palvelun palauttamisen aikana: ensimmäinen sulkeutuminen tunnistaa vikaisen segmentin lukien kuinka monta segmentointikatkaisijaa sulkeutuu, jonka jälkeen vian vierestä olevat kytkimet lukitaan vian eristämiseksi; toinen sulkeutuminen palauttaa sähkön ei-vikaisiin segmentteihin. Koska liikavirtasuojitus perustuu alueelliseen syöttökatkaisimeen, tämä lähestymistapa on vähemmän soveltuva pitkiin syöttölineille. Kuitenkin järjestelmän kapasiteetin kasvaessa tämä rajoitus on vähitellen heikentynyt. Jännite-tyypin sulutimet ovat siis sopivia lyhyille radiaalisille tai silmukkaverkoille ja mahdollistavat perusautomatisoinnin.
1.2 Perinteisten testausmenetelmien ongelmat
Valmistuksen toleranssien ja pitkäaikaisen käytön mekaanisen kulun vuoksi automaattisulutimet voivat kohdata toimintahäiriöitä tai väärätoimintoja. Nykyiset testausmenetelmät perustuvat pääasiassa manuaalisiin tarkastuslaitteisiin, mikä aiheuttaa korkeita investointikustannuksia.
1.3 Nykyinen tutkimustila ja kehityssuunnat (kansallinen ja kansainvälinen)
15 kV MV ulkoisissa vakuummi-automaattisulutimissa Kiinassa on yleistä käyttää offline- ja ajoitetun huollon lähestymistapoja, mukaan lukien eristysresistanssitestit, ohjauspiirin eristysresistanssitestit ja vaihtovirtarikonkestystestit. Nämä perinteiset menetelmät kärsivät useista haitoista: testauslaitteet ovat hankalia kuljettaa; testaus vaatii usein korkeatasoista työtä, mikä aiheuttaa turvallisuusriskin; ja prosessi kuluttaa huomattavan määrän työvoimaa ja resursseja. Monipuoliset, integroitujen diagnostiikkajärjestelmät ovat vielä harvinaisia todellisessa kenttätoiminnassa.
15 kV MV ulkoisissa vakuummi-automaattisulutimissa on saavutettu merkittävää edistystä ohjausyksikön tasolla. Modernit automaattiset analysoijat ovat nyt laajalti käytössä. Nämä laitteet yhdistyvät yksinkertaisilla, standardoituilla rajapinnilla—tukevat "plug-and-play" -yhteensopivuutta eri valmistajien sulutimien välillä. Syöttämällä kontrolloituja virtasignaaleja suluttimen ohjausyksikköön, analysoija mittailee avaintuloksia, kuten Aika-Virta-ominaisuus (TCC) käyrät ja ohjaussarjat. Se tarjoaa tarkan käsittelyn syötettyjen virtojen aaltoformalle, ajalle ja amplitudille ja tallentaa tarkasti ohjausyksikön vastauksen—ajaresoluutiolla mikrosekuntitasolla. Järjestelmä voi automatisoida koko testaussekvenssin ja näyttää välittömästi tekstituloksia, mukaan lukien katkaisukomennot, sulkeutumistoimet, nollaus, lukituseventit ja niihin liittyvät aikaleimat.
Nykyinen älykäs vika-analyysi keskittyy kolmeen pääsuuntaan:
Integroitu älykäs vika-analyysiteknologia;
Verkostoituneet älykäset diagnostiikkajärjestelmät;
Mukautuva älykäs diagnostiikkarakennelma.
2.Vika-analyysitekniikka 15 kV MV ulkoisissa vakuummi-automaattisulutimissa
15 kV MV ulkoisissa vakuummi-automaattisulutimissa käytetty vika-analyysijärjestelmä on suunniteltu erityisesti arvioimaan suluttimien ohjausyksiköiden toimintakykyä keskipotentiaalisisäisissä yliopillisissa sähkölinjoissa. Kun "katkaisinyksikkö" on yhdistetty suluttimen ohjausyksikköön, järjestelmä käyttää ohjelmistoa syöttää erilaisia simuloidtuja vika-virtauksia ohjausyksikköön ja aktivoi sen logiikan mukaisesti vastaavat avaus/sulkemistoimet. Järjestelmä tallentaa ohjausyksikön vastauksen näihin simuloiduihin virtamuutoksiin ja analysoidaan—ohjelmiston avulla—tarkistaa, tunnistaa ohjausyksikkö oikein vika-olosuhteet ja suorittaa asianmukaiset ohjaustoimet mukautuneesti.
Tämä diagnostiikkajärjestelmä tukee laaja-alaisia vika-olosuhteiden testejä, mahdollistaen täysin automatisoidun ohjausyksikön vikoiden havaitsemisen. Se yhdistyy eri suluttimen malleihin joko yleisillä tai mukautetuilla rajapinneilla, ja kaikki ohjaus- ja testausfunktiot suoritetaan erityisanalyysiohjelmistolla. Järjestelmän avainominaisuudet sisältävät:
Korkeatarkkuuden virtalähde: Järjestelmä käyttää korkeatarkkuuden, korkearesoluutioisen ja luotettavan virtalähteen varmistaakseen realistisen vika-virtasimulaation. Ohjelmistokontrolli mahdollistaa kattavan virtaparametrien säädön—mukaan lukien aaltoforma, amplitudi, nousuaika, kesto ja laskuaika—and real-time visualization of current waveforms and magnitudes for enhanced analytical capability.
Yleinen rajapinnasuunnittelu: Standardoitu rajapinta mahdollistaa todellisen "plug-and-play" -toiminnan kentässä, helpottamalla sähkösignaalien ja datan välittymistä.
Sisäänrakennettu TCC-kaiverritietokanta: Ampeeri-sekuntti-ominaisuus (tai aikavirta-ominaisuus tai TCC-kaiverri) määrittelee välittömän suhteen sulkemisaikaan ja virhevirtaan, mukaan lukien sekä nopeat että hitaat TCC-kaiverit. Analyysiohjelmisto sisältää useita standardi-TCC-kaiverritietokantoja, kuten Cooperin, IEEE:n (Yhdysvallat) ja IEC-standardit, mikä mahdollistaa helpon vertailun ja diagnostisen arvioinnin.
Automaattinen testidatan analyysi: Järjestelmä tulkitsi automaattisesti palautetta sulku-kytkimestä ja näyttää välittömästi analyysitulokset, mukaan lukien graafiset esitykset ja raportit, jotka yksityiskohtaisesti kuvastavat sulkemisia, uudelleensulkemisia, lukitusmekanismeja ja muita toimintatapahtumia.
3. Johtopäätös
15 kV MV ulkoisen vakuummi-automaattisulku-kytkimen vika-analyysiteknologia voi tehokkaasti tunnistaa erilaisia poikkeamia, mukaan lukien:
Vika hetkellisessä uudelleensulkemisessa;
Poikkeama standardi-TCC-kaiverreista;
Ylivirtasuojauksen epäonnistuminen;
Epänormaali uudelleensulkemisvälin ajoitus;
Vika sulkemislukitusmekanismissa.
Tämä teknologia edustaa merkittävää muutosta perinteisestä aikataulullisesta huollosta kohti edistynyttä tila-perustista huoltoa sulku-kytkimissä. Se mahdollistaa laajan analyysin ja diagnostiikan ohjausyksikön osalta, mikä parantaa huomattavasti sulku-kytkimien tilavalvontatekniikoita ja on avainasemassa jakeluverkon sähkökatkoksiin liittyvien ongelmien ennaltaehkäisemisessä ja verkon luotettavuuden varmistamisessa.
