יישום טכנולוגיית אבחון תקלה עבור מפעילי חיבור אוטומטיים בפרך חיצוני 15kV
לפי הסטטיסטיקה, הרוב המכריע של תקלות על קווי חשמל תקופתיים הם זמניים, עם תקלות קבועות שמהוות פחות מ-10%. כיום, רשתות הפצה במתח בינוני (MV) משתמשות באופן נפוץ במחזירים אוטומטיים וואקום חיצוניים של 15 kV בשיתוף פעולה עם מחלקים. התצורה הזו מאפשרת שחזור מהיר של אספקת החשמל לאחר תקלות זמניות והפרדת פסיקי קו תקועים במקרה של תקלות קבועות. לכן, חשוב לפקח על מצב ההפעלה של מרכזיות המחזירים האוטומטיים כדי להגביר את אמינותם.
1.סקירת מחקר טכנולוגי (בפנים ובמחוץ)
1.1 סיווג מחזירים אוטומטיים
מחזירים אוטומטיים מתחלקים לשני סוגים עיקריים: זרם ומתח. מחזירי זרם מזהים זרמים של תקלות, מפעילים בהתאם ומתחזרים באופן אוטומטי - בדרך כלל מבצעים מאמץ אחד עד שלושה של מחזור מחדש. הם פועלים גם כמכשירי הגנה וגם כמחזירים. הפרדת התקלות מתבצעת באמצעות הסרה הדרגתית של פיסות החל מהקטע התחתון ביותר עד שהקטע התקוע מזוהה. עם זאת, השיטה הזו מחשיבה את הרשת למספר רב של מחזורים של זרם תקלות, מה שגורם לחוסר סבלנות משמעותי. בנוסף, ככל שיש יותר פיסות קו, כך יש צורך במספר גדול יותר של מחזורים ולזמן שחזור כולל ארוך יותר. לכן, מערכות כאלה בדרך כלל מוגבלות לשלוש פיסות לכל היותר ומתאימות ביותר לקווי ענף או רדיליים.
מחזירי מתח, לעומת זאת, מפעילים כאשר יש אובדן מתח ומתחזרים לאחר דילוג מוגדר מראש כשהמתח מוחזר. בהקשר הזה, מפסק קווי תחנת הכוח חייב לבצע שני מחזורים מחדש כדי להשלים את הפרדת התקלה והשחזור של השירות: המחזור הראשון מזהה את הקטע התקוע על בסיס מספר המפסקים המחלקים שמפעילים, ולאחר מכן מפסיקים סמוכים לתתקע נעולים כדי להפריד אותו; המחזור השני מתחזיר את האספקה לקטעים שאינם תקועים. מכיוון שהגנה מיידית על עודף זרם מסתמכת על מפסק קווי תחנת הכוח, השיטה הזו פחות מתאימה לקווי אספקה ארוכים. עם זאת, עם עלייה בקיבולת המערכת, מגבלה זו התכווצה בהדרגה. מחזירי מתח הם לפיכך מתאימים לרשתות רדיליות קצרות או מעגליות ומאפשרים פונקציונליות אוטומציה בסיסית.
1.2 בעיות בשיטות בדיקה קונבנציונליות
בגלל טווחי ייצור וewear מכני ממושך של פעולה, מחזירים אוטומטיים עשויים לחוות תקלות או פעולות שגויות. שיטות הבדיקה הנוכחיות מתבססות בעיקר על ציוד בדיקה ידני, מה שמרמז על עלויות השקעה גבוהות.
1.3 מצב המחקר הנוכחי והטנדווציות (בפנים ובמחוץ)
עבור מחזירים אוטומטיים חיצוניים של 15 kV MV וואקום, המנהגים המקומיים בסין מתמקדים בעיקר בגישות תחזוקה מחוץ לקו, כולל בדיקות 저ومة מבודדת, בדיקות מבודדות של מעגל הבקרה ובדיקות מתח חילוף חילופין. שיטות קונבנציונליות אלה סובלות ממספר חסרונות: ציוד הבדיקה הוא גדול וקשה להעברה; בדיקה לעיתים קרובות דורשת עבודה בגובה, מה שמגביר סיכונים בטיחותיים; והתהליך מצריך משאבים אנושיים ומשאב משמעותיים. מערכות אבחון מקיפות ואינטגרליות נותרות נדירות במימוש בפועל בשטח.
התקדמות משמעותית נעשתה באבחון ברמת המרכזיות עבור מחזירים אוטומטיים חיצוניים של 15 kV MV וואקום. מנאליזרים אוטומטיים מודרניים הם עכשיו בשימוש רחב. המכשירים האלה מתחברים דרך ממשקים פשוטים וסטנדרטיים - תומכים ב"הכנס והפעל" בין מחזירים של יצרנים שונים. על ידי הזרקת אותות זרם מבוקרים למרכזית המחזיר, המנאליזר מודד תגובות מפתח כמו עקומות מאפיינים זמן-זרם (TCC) וסדרות בקרה. הוא מציע שליטה מדוייקת על גליות, זמן ועוצמה של זרמים מוזרקים ורושם בצורה מדויקת את התגובה של המרכזית - עם פתרון זמן עד לרמה של מיקרו שניות. המערכת יכולה לאוטומטיזציה מלאה של סדרת בדיקה מלאה ולהציג מיד תוצאות טקסטואליות, כולל פקודות_trip, פעולות מחזור מחדש, איפוס, אירועים של נעילה ואת התיאוריות הזמנים המשויכות להם.
מחקר נוכחי באבחון תקלות אינטליגנטי מתמקד בשלושה כיוונים עיקריים:
טכנולוגיות אבחון תקלות אינטגרליות אינטליגנטיות;
מערכות אבחון אינטליגנטיות מרובות;
מבנים אינטליגנטיים אדפטיביים לאבחון.
2.טכנולוגיה לאבחון תקלות עבור מחזירים אוטומטיים חיצוניים של 15 kV MV וואקום
מערכת אבחון התקלות עבור מחזירים אוטומטיים חיצוניים של 15 kV MV וואקום נבנתה במיוחד להערכת ביצועי מרכזיות המחזירים המשמשים בקווים תקופתיים במתח בינוני. לאחר חיבור "יחידה מפסק" למרכזית המחזיר, המערכת משתמשת בתוכנה כדי להזריק זרמים של תקלות מזויפים למרכזית ולהפעיל פעולות פתיחה/סגירה בהתאם ללוגיקה של המרכזית. המערכת רושמת את התגובה של המרכזית לשינויים אלו של הזרמים המזויפים ומנализת - באמצעות תוכנה - אם המרכזית מזהה נכון את מצבי התקלות ומפעילה פעולות בקרה מתאימות בהתאם למגבלות.
מערכת אבחון זו תומכת בטווח רחב של בדיקות תרחיש תקלות, ומאפשרת גילוי אוטומטי מלא של תקלות מרכזיות. היא מתחברת למודלים שונים של מחזירים דרך ממשקים אוניברסליים או מותאמים, וכל הפונקציות של הבקרה והבדיקה מתבצעות באמצעות תוכנה לנאליזה. תכונות מפתח של המערכת כוללות:
מקור זרם בעלת דיוק גבוה: המערכת משתמשת במקור זרם בעל דיוק גבוה, פתרון גבוה ואמין כדי להבטיח סימולציה מציאותית של זרמי תקלות. השליטה בתוכנה מאפשרת התאמה מקיפה של פרמטרי הזרם, כולל גליות, עוצמה, זמן עלייה, משך הזמן וזמן ירידת הזרם, ומספקת תצוגה בזמן אמת של גליות הזרם וגודלם לעיכול אנליטי משופר.
עיצוב ממשק אוניברסלי: ממשק סטנדרטי מאפשר פעולה של "הכנס והפעל" בשטח, ומאפשר העברת אותות ונתונים חלקה.
בסיס נתונים מובנה של עקומות TCC: התכונה אמפר-שנייה (כלומר, תכונת זמן-זרם או עקומה TCC) מגדירה את היחס ההופכי בין זמן ההפעלה לגודל זרם התקלה, כולל הן עקומות TCC מהירות והן איטיות. תוכנת האנליזה כוללת מספר ספריות סטנדרטיות של עקומות TCC, כגון Cooper, IEEE (ארצות הברית) ותקנים של IEC, המאפשרות השוואה נוחה ואבחון.
ניתוח אוטומטי של נתוני בדיקה: המערכת פותרת באופן אוטומטי את התגובות מהריאקלוזר ומוצגת מיד תוצאות האנליזה - כולל הצגות גרפיות ודו"חות - המפרטות אירועים כמו הפעלה מחדש, נעילה ועוד.
3.מסקנות
טכנולוגיית האבחון של התקלות עבור ריאקלוזרים חיצוניים תחת לחץ 15 kV יכולה לזהות בצורה יעילת מגוון חריגים, כולל:
תקלה בהפעלה מחדש מיידית;
הבדלים מעקומות TCC סטנדרטיות;
כשל בהגנה על זרם-יתר;
זמני הפסקה לא נורמליים בין הפעלות מחדש;
תקלות במנגנונים של נעילת סגירה.
טכנולוגיה זו מייצגת שינוי קריטי מתחזוקה מתוכננת לתחזוקה מבוססת מצב מתקדם לריאקלוזרים. בכך שהיא מאפשרת ניתוח ואבחון מקיפים של יחידת הבקרה, היא מגבירה משמעותית את יכולות הניטור של מצב הריאקלוזרים ושיחקת תפקיד חשוב במניעת תקלות ברשת החשמל ובשימור אמינות הרשת.
