Primjena tehnologije otkrivanja grešaka za 15kV vanjske vakuumne automatske prekidače s ponovnim zatvaranjem
Prema statistici, većina kvarova na nadzemnim električnim vodovima je privremena, s trajnim kvarovima koji čine manje od 10%. Trenutno, srednje-naponske (MV) distribucijske mreže uobičajeno koriste vanjske vakuumne automatske prekidače za ponovno zatvaranje kapaciteta od 15 kV u koordinaciji s odjeliteljima. Ova postavka omogućuje brzo obnovljivanje opskrbe strujom nakon privremenih kvarova i izolaciju oštećenih dijelova voda u slučaju trajnih kvarova. Stoga je važno pratiti radni status kontrolera automatskih prekidača kako bi se unaprijedila njihova pouzdanost.
1.Pregled tehničkih istraživanja (domaćih i međunarodnih)
1.1 Klasifikacija automatskih prekidača
Automatski prekidači podijeljeni su u dvije glavne kategorije: strujni i naponski. Strujni prekidači otkrivaju kvarne struje, odgovarajućim putem isključuju i automatski ponovno zatvaraju - obično vrše jedan do tri pokušaja ponovnog zatvaranja. Funkcioniraju kao zaštitni uređaji i kao prekidači. Izolacija kvara nastavlja se progresivnom eliminacijom segmenata počevši od najudaljenijeg donjeg segmenta dok se ne identificira oštećeni segment. Međutim, ovaj postupak izlaguje mrežu više puta kvarnim strujama, što uzrokuje značajan stres. Također, što je više segmenata voda, to je veći broj potrebnih ponovnih zatvaranja i duže ukupno vrijeme obnove. Zbog toga su takvi sustavi obično ograničeni na najviše tri segmenta i najbolje su prilagođeni granama ili radijalnim vodovima.
Naponski prekidači, s druge strane, isključuju se pri gubitku napona i ponovno zatvaraju nakon predodređenog zakasnelja nakon obnavljanja napona. U ovom shemi, prekidač razdoblja u podstanici mora izvršiti dva ponovna zatvaranja kako bi dovršio izolaciju kvara i obnovu usluge: prvo ponovno zatvaranje identificira oštećeni segment temeljem broja prekidača-odjelitelja koji se zatvore, nakon čega se prekidači blizu kvara zaključavaju kako bi se izolirao; drugo ponovno zatvaranje obnavlja struju na neoštećenim segmentima. Budući da se brza zaštita prekomjernom strujom oslanja na prekidač razdoblja u podstanici, ovaj pristup je manje pogodan za dugi vodove. Međutim, s porastom kapaciteta sustava, ova ograničenja su se postupno smanjila. Naponski prekidači su stoga prikladni za kratke radijalne ili petljevite mreže i omogućavaju osnovnu funkcionalnost automatizacije.
1.2 Problemi s konvencionalnim metodama testiranja
Zbog tolerancija u proizvodnji i mehaničkog trošenja tijekom dugotrajnog rada, automatski prekidači mogu doživjeti kvarove ili lažne operacije. Trenutne metode testiranja uglavnom se oslanjaju na ručnu inspekcijsku opremu, što zahtijeva visoke investicije.
1.3 Trenutni status i trendovi razvoja (domaći i međunarodni)
Za 15 kV MV vanjske vakuumne automatske prekidače, domaća praksa u Kini uglavnom usvaja offline, periodičke pristupe održavanju, uključujući teste otpornosti izolacije, teste otpornosti izolacije upravljačkog kruga i AC testove otpornosti na napon. Ovi konvencionalni pristupi imaju nekoliko nedostataka: testna oprema je teška i teško se transportira; testiranje često zahtijeva rad na visini, što stavlja u pitanje sigurnost; i proces potroši značajne ljudske i materijalne resurse. Kompleksni, integrirani dijagnostički sustavi rijetko se primjenjuju u stvarnom polju.
Značajan napredak je ostvaren u dijagnostici na razini kontrolera za 15 kV MV vanjske vakuumne automatske prekidače. Moderni automatski analizatori su sada široko korišteni. Ovi uređaji se spajaju putem jednostavnih, standardiziranih sučelja - podržavaju "plug-and-play" kompatibilnost prekidača različitih proizvođača. Ubacivanjem kontroliranih strujnih signala u kontroler prekidača, analizator mjerenja ključnih odgovora poput krivulja karakteristika vremena-struja (TCC) i upravljačkih sekvenci. Nudi preciznu kontrolu valnih oblika, vremena i amplituda ubačenih struja i točno bilježi odgovor kontrolera - s rezolucijom vremena na mikrosekundnom nivou. Sustav može potpuno automatizirati cijeli testni sekvencu i odmah prikazati tekstualne rezultate, uključujući naredbe isključivanja, akcije ponovnog zatvaranja, resetiranja, događaje zaključavanja i pripadajuće vremenske oznake.
Trenutna istraživanja inteligentne dijagnostike kvarova fokusirana su na tri glavne smjernice:
Integrirane inteligentne tehnologije dijagnostike kvarova;
Mrežene inteligentne dijagnostičke sustave;
Adaptivne inteligentne dijagnostičke arhitekture.
2.Tehnologija dijagnostike kvarova za 15 kV MV vanjske vakuumne automatske prekidače
Sustav dijagnostike kvarova za 15 kV MV vanjske vakuumne automatske prekidače dizajniran je posebno za procjenu performansi kontrolera prekidača koristenih u srednje-naponskim nadzemnim vodovima. Nakon spajanja "jedinice prekidača" na kontroler prekidača, sustav koristi softver za ubacivanje raznih simuliranih kvarnih struja u kontroler i pokreće odgovarajuće otvaranje/zatvaranje prema logici kontrolera. Sustav bilježi odgovor kontrolera na ove simulirane promjene struja i analizira - putem softvera - jesu li kontroleri točno prepoznali uvjete kvara i izvršili odgovarajuće upravljačke akcije u skladu s specifikacijama.
Ovaj dijagnostički sustav podržava širok spektar testova scenarija kvara, omogućujući potpuno automatizirano otkrivanje kvarova kontrolera. Spaja se na različite modele prekidača putem univerzalnih ili prilagođenih sučelja, a sve upravljačke i testne funkcije izvršavaju se putem posvećenog softvera za analizu. Ključne značajke sustava uključuju:
Visoko precizan izvor struje: Sustav koristi visoko precizan, visokorazlučiv i pouzdan izvor struje kako bi osigurao realističnu simulaciju kvarnih struja. Kontrola putem softvera omogućuje kompletnu prilagodbu parametara struje - uključujući valne oblike, amplitudu, vrijeme narasta, trajanje i vrijeme pada - i pruža vizualizaciju valnih oblika i magnituda struje u stvarnom vremenu za poboljšanu analitičku sposobnost.
Univerzalni dizajn sučelja: Standardizirano sučelje omogućuje stvarno "plug-and-play" korištenje na terenu, omogućujući bezprekidnu prijenos signala i podataka.
Ugrađena baza podataka TCC krivulja: Karakteristika amper-sekunda (tj. karakteristika vremena-struja ili TCC krivulja) definira inverznu vremensku vezu između vremena prekidnog pomicanja i magnituda struje greške, uključujući brze i sporije TCC krivulje. Analitički softver uključuje više standardnih biblioteka TCC krivulja, poput Cooper, IEEE (US) i IEC standarda, omogućujući udobno uspoređivanje i dijagnostičko sudjenje.
Automatska analiza testnih podataka: Sustav automatski tumači povratne informacije s reclosersa i odmah prikazuje rezultate analize, uključujući grafičke prikaze i izvješća, s detaljima o prekidu, ponovnom zatvaranju, zaključavanju i drugim operativnim događajima.
3.Zaključak
Tehnologija dijagnostike grešaka za 15 kV MV vanjske vakuumne automatske prekidnike može učinkovito prepoznati razne anomalije, uključujući:
Neispravnost trenutnog ponovnog zatvaranja;
Odstupanje od standardnih TCC krivulja;
Neuspjeh zaštite od pretjerane struje;
Neprikladno vrijeme intervala ponovnog zatvaranja;
Neispravni mehanizmi zaključavanja zatvaranja.
Ova tehnologija predstavlja ključnu promjenu od tradicionalnog planiranog održavanja prema naprednom održavanju temeljenom na stanju za recloserse. Omogućujući kompleksnu analizu i dijagnozu kontrolne jedinice, značajno unapređuje tehničke mogućnosti nadzora stanja reclosera i igra ključnu ulogu u sprečavanju ispadanja distribucijske mreže i osiguravanju pouzdanosti mreže.
