Toepassing van foutdiagnosetechnologie voor 15kV buitenluikzuilautomatische schakelaars
Volgens statistieken zijn de meeste storingen op bovengrondse elektriciteitsleidingen tijdelijk, met permanente storingen die minder dan 10% uitmaken. Tegenwoordig worden in middenspanningsnetwerken (MV) vaak 15 kV buitenvacuümautomatische circuitafsluiters in combinatie met sectieschakelaars gebruikt. Deze configuratie stelt in staat tot een snelle herstel van de stroomvoorziening na tijdelijke storingen en isoleert de defecte lijnsegmenten bij permanente storingen. Daarom is het essentieel om de werking van de automatische afsluitercontrollers te monitoren om hun betrouwbaarheid te verbeteren.
1. Overzicht van Technologisch Onderzoek (Nationaal en Internationaal)
1.1 Classificatie van Automatische Afsluiters
Automatische afsluiters vallen in twee hoofdcategorieën: stroom- en spanningstype. Stroomtype afsluiters detecteren foutstromen, schakelen overeenkomstig en sluiten automatisch—meestal één tot drie herinclusiepogingen uitvoerend. Ze fungeren zowel als beschermingsapparatuur als afsluiters. Foutisolatie vindt plaats door geleidelijk segmenten te elimineren, beginnend bij het verst verwijderde downstream-segment totdat het defecte segment is geïdentificeerd. Dit onderwerpt echter het netwerk aan meerdere foutstromen, wat aanzienlijke belasting veroorzaakt. Bovendien hoe meer lijnsegmenten er zijn, hoe meer herinclusies nodig zijn en hoe langer de totale hersteltijd. Daarom zijn dergelijke systemen meestal beperkt tot maximaal drie segmenten en zijn ze het best geschikt voor tak- of radiaalvoeders.
Spanningstype afsluiters daarentegen schakelen bij verlies van spanning en sluiten na een ingestelde vertraging wanneer de spanning is hersteld. In dit schema moet de stationsvoederbreker twee herinclusies uitvoeren om de foutisolatie en dienstherstel te voltooien: de eerste herinclusie identificeert het defecte segment op basis van het aantal gesloten sectieschakelaars, waarna de schakelaars naast de fout worden geblokkeerd om deze te isoleren; de tweede herinclusie herstelt de stroom naar niet-defecte segmenten. Aangezien overstroominstantane bescherming afhankelijk is van de stationsvoederbreker, is deze benadering minder geschikt voor lange voeders. Echter, met toenemende systeemcapaciteit is deze beperking geleidelijk afgenomen. Spanningstype afsluiters zijn dus geschikt voor korte radiale of lusnetwerken en stellen basisautomatiseringsfunctionaliteit in staat.
1.2 Problemen met Traditionele Testmethoden
Vanwege productietoleranties en mechanische slijtage door langdurige bedrijfsduur kunnen automatische afsluiters storingen of valse operaties ervaren. Huidige testmethoden berusten voornamelijk op handmatige inspectieapparatuur, wat hoge investeringskosten met zich meebrengt.
1.3 Huidige Onderzoeksstatus en Ontwikkelingstrends (Nationaal en Internationaal)
Voor 15 kV MV buitenvacuümautomatische circuitafsluiters wordt in China voornamelijk gebruikgemaakt van offline, periodieke onderhoudsbenaderingen, waaronder isolatieweerstandtests, controlecircuits-isolatieweerstandtests en AC weerstandsproeven. Deze traditionele methoden hebben verschillende nadelen: testapparatuur is groot en moeilijk te vervoeren; tests vereisen vaak hoogwerk, wat veiligheidsrisico's met zich meebrengt; en het proces kost veel mankracht en middelen. Gecombineerde, geïntegreerde diagnostische systemen worden zelden in de praktijk geïmplementeerd.
Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt in controller-niveau diagnostiek voor 15 kV MV buitenvacuümautomatische circuitafsluiters. Moderne automatische analyzers worden nu breed gebruikt. Deze apparaten verbinden via eenvoudige, gestandaardiseerde interfaces—met "plug-and-play" compatibiliteit voor afsluiters van verschillende fabrikanten. Door gecontroleerde stroomsignalen in de afsluitercontroller te injecteren, meet de analyzer belangrijke responsen zoals Time-Current Characteristic (TCC) curves en controlevolgordes. Het biedt precieze controle over de golfvorm, timing en amplitude van de ingespoten stromen en registreert nauwkeurig de reactie van de controller—met timingresolutie tot microseconden. Het systeem kan een complete testreeks volledig automatiseren en geeft onmiddellijk tekstuele resultaten weer, inclusief trip-commando's, herinclusieacties, reset, lock-out-gebeurtenissen en bijbehorende tijdstempellogboeken.
Het huidige onderzoek naar intelligente foutdiagnose richt zich op drie hoofdrichtingen:
Geïntegreerde intelligente foutdiagnosetechnologieën;
Genetwerkte intelligente diagnostische systemen;
Adaptieve intelligente diagnostische architecturen.
2. Foutdiagnosetechnologie voor 15 kV MV Buitenvacuümautomatische Circuitafsluiters
Het foutdiagnosesysteem voor 15 kV MV buitenvacuümautomatische circuitafsluiters is specifiek ontworpen voor het evalueren van de prestaties van afsluitercontrollers die in middenspanningsbovengrondse leidingen worden gebruikt. Na het aansluiten van de "circuitbrekerunit" op de afsluitercontroller, gebruikt het systeem software om verschillende gesimuleerde foutstromen in de controller te injecteren en overeenkomstige open/sluitoperaties uit te voeren volgens de logica van de controller. Het systeem registreert de reactie van de controller op deze gesimuleerde stroomveranderingen en analyseert—via software—of de controller correct foutcondities identificeert en passende controleacties uitvoert volgens specificaties.
Dit diagnostische systeem ondersteunt een breed scala aan foutscenariotests, waardoor volledig geautomatiseerde detectie van controllerfouten mogelijk is. Het verbindt met verschillende afsluitermodellen via universele of aangepaste interfaces, en alle controle- en testfuncties worden uitgevoerd via specifieke analysesoftware. Belangrijke kenmerken van het systeem omvatten:
Hoogprecisie Stroombron: Het systeem maakt gebruik van een hoogaccurate, hoogresolutie en betrouwbare stroombron om realistische simulatie van foutstromen te waarborgen. Softwarebediening stelt een alomvattende aanpassing van stroomparameters mogelijk—inclusief golfvorm, amplitude, risetijd, duur en valtijd—en biedt real-time visualisatie van stroomgolfvormen en -groottes voor verbeterde analysecapaciteit.
Universele Interfaceontwerp: Een gestandaardiseerde interface stelt ware "plug-and-play" operatie in de praktijk mogelijk, waardoor naadloze signaal- en datatransmissie mogelijk is.
Ingebouwde TCC-curvedatabase: De ampère-secondekenmerken (oftewel Time-Current Characteristic of TCC-kromme) definiëren de inverse-tijdrelatie tussen uitschakeltijd en storingstroomsterkte, inclusief zowel snelle als langzame TCC-krommen. De analysesoftware bevat meerdere standaard TCC-krommebibliotheken, zoals Cooper, IEEE (VS), en IEC-standaarden, waarmee een gemakkelijke vergelijking en diagnostische beoordeling mogelijk is.
Automatische testgegevensanalyse: Het systeem interpreteert automatisch feedback van de recloser en toont onmiddellijk analyseresultaten, inclusief grafische weergaven en rapporten, die details geven over uitschakeling, hersluiten, vergrendeling en andere operationele gebeurtenissen.
3.Conclusie
De foutdiagnosetechnologie voor 15 kV MV outdoor vacuüm automatische circuitreclosers kan effectief verschillende anomalieën identificeren, waaronder:
Fout in het directe hersluiten;
Afwijking van standaard TCC-krommen;
Storing van overstromingsschakelaar;
Abnormale hersluitintervaltiming;
Defecte sluitvergrendeling.
Deze technologie vertegenwoordigt een cruciale verschuiving van traditioneel geplande onderhoud naar geavanceerd conditiegericht onderhoud voor reclosers. Door een grondige analyse en diagnose van de controller-eenheid mogelijk te maken, verhoogt het aanzienlijk de technische capaciteiten van recloserconditiemonitoring en speelt het een cruciale rol in het voorkomen van uitval van distributienetwerken en het waarborgen van netwerkbetrouwbaarheid.
