Primena tehnologije otkrivanja grešaka za 15kV spoljašnje vakuumsko automatsko prekidačno uređaje za ponovno zatvaranje
Prema statistici, veći deo grešaka na površinskim električnim linijama je privremenih, dok stalne greške čine manje od 10%. Trenutno, srednje-naponske (SN) distribucijske mreže uobičajeno koriste vanjske vakumne automatske prekidače sa samopokretanjem od 15 kV u kombinaciji sa sekcioničarima. Ova konfiguracija omogućava brzo obnavljanje snabdijevanja strujom nakon privremenih grešaka i izolaciju osećljivih segmenata linije u slučaju stalnih grešaka. Stoga je neophodno nadgledati radni status kontrolera automatskih prekidača kako bi se povećala njihova pouzdanost.
1.Pregled tehničkih istraživanja (domaćih i međunarodnih)
1.1 Klasifikacija automatskih prekidača
Automatski prekidači se dele na dve glavne kategorije: strujne i naponske. Strujni prekidači detektuju grešne struje, isključuju se odgovarajuće i automatski se ponovo uključuju—obično obavljaju jednu do tri pokušaja ponovnog uključivanja. Oni funkcioniraju kao zaštitni uređaji i kao prekidači. Izolacija greške se vrši postupnim eliminisanjem sekcija, počevši od najudaljenijeg segmenta, sve dok se ne identifikuje osećljivi segment. Međutim, ovaj metod podvrgava mrežu više puta grešnim strujama, što dovodi do značajnog opterećenja. Što je više sekcija linije, to je veći broj potrebnih ponovnih uključivanja i duže ukupno vreme obnove. Zbog toga su takvi sistemi obično ograničeni na najviše tri sekcije i najbolje su primenjivi za grančice ili radijalne prelivne trake.
Naponski prekidači, s druge strane, isključuju se pri gubitku napona i ponovo se uključuju nakon predstavljenog kašnjenja kada se napon vrati. U ovom shemi, prekidač za prelivnu traku u pretvorilici mora obaviti dva ponovna uključivanja kako bi se završila izolacija greške i obnova snabdijevanja: prvo ponovno uključivanje identifikuje osećljivi segment na osnovu broja sekcioničara koji se zatvore, nakon čega se zaključavaju prekidači uz osećljivi segment da bi se on izolovao; drugo ponovno uključivanje vraća snabdevanje strujom neosećljivim segmentima. Budući da se zaštita od prekomerne struje oslanja na prekidač za prelivnu traku u pretvorilici, ovaj pristup je manje pogodan za dugačke prelivne trake. Međutim, sa porastom kapaciteta sistema, ova ograničenja su se postepeno smanjila. Naponski prekidači su stoga pogodni za kratke radijalne ili petlje mreže i omogućavaju osnovne funkcije automatizacije.
1.2 Problemi sa tradicionalnim metodama testiranja
Zbog tolerancija proizvodnje i mehaničkog istrošenja tokom dugotrajnog rada, automatski prekidači mogu doživeti greške ili lažne operacije. Trenutne metode testiranja uglavnom se oslanjaju na ručnu inspekcijsku opremu, što zahteva visoka investiciona sredstva.
1.3 Trenutni status istraživanja i trendovi razvoja (domaći i međunarodni)
Za 15 kV SN vanjske vakumne automatske prekidače, domaća praksa u Kini uglavnom usvaja offline, periodične metode održavanja, uključujući testiranje otpornosti izolacije, testiranje otpornosti izolacije kontrolne šeme i testiranje otpornosti na AC napon. Ove tradicionalne metode imaju nekoliko nedostataka: testna oprema je teška i teško se transportira; testiranje često zahteva rad na visini, što predstavlja rizik za bezbednost; i proces potroši značajne ljudske i materijalne resurse. Kompletne, integrativne dijagnostičke sisteme još uvek retko se implementiraju u stvarnom polju.
Značajan napredak je ostvaren u dijagnostici na nivou kontrolera za 15 kV SN vanjske vakumne automatske prekidače. Moderni automatski analizatori su sada široko korišćeni. Ovi uređaji se povezuju putem jednostavnih, standardizovanih sučelja—podržavaju “plug-and-play” kompatibilnost sa prekidačima različitih proizvođača. Unosom kontrolisanih strujnih signala u kontroler prekidača, analizator meri ključne odgovore, kao što su krive karakteristika vremena-struja (TCC) i sekvence kontrole. Nudi preciznu kontrolu talasa, vremena i amplituda unesenih struja i tačno beleži odgovor kontrolera—sa rezolucijom vremena na mikrosekundskom nivou. Sistem može potpuno automatizovati kompletnu testnu sekvencu i odmah prikazati tekstualne rezultate, uključujući naredbe za isključivanje, akcije ponovnog uključivanja, resetovanje, događaje zaključavanja i vezane vremenske beleške.
Trenutna istraživanja u oblasti inteligentne dijagnoze grešaka fokusirana su na tri glavna pravca:
Integrativne inteligentne tehnologije dijagnoze grešaka;
Mrežni inteligentni dijagnostički sistemi;
Adaptivne inteligentne dijagnostičke arhitekture.
2.Tehnologija dijagnoze grešaka za 15 kV SN vanjske vakumne automatske prekidače
Sistem dijagnoze grešaka za 15 kV SN vanjske vakumne automatske prekidače specifično je dizajniran za procenu performansi kontrolera prekidača korišćenih u srednje-naponskim površinskim linijama. Nakon povezivanja "jedinice prekidača" sa kontrolerom prekidača, sistem koristi softver da unese različite simulirane grešne struje u kontroler i aktivira odgovarajuće otvaranje/zatvaranje prema logici kontrolera. Sistem beleži odgovor kontrolera na ove simulirane promene struje i analizira—putem softvera—da li kontroler tačno prepoznaje stanja grešaka i izvršava odgovarajuće kontrolne akcije u skladu sa specifikacijama.
Ovaj dijagnostički sistem podržava širok spektar testova scenarija grešaka, omogućavajući potpuno automatizovano otkrivanje grešaka kontrolera. Povezuje se na različite modele prekidača putem univerzalnih ili prilagođenih sučelja, a sve funkcije kontrole i testiranja se izvršavaju putem specijalizovanog analitičkog softvera. Ključne karakteristike sistema uključuju:
Visoko precizni izvor struje: Sistem koristi visoko tačan, visoke rezolucije i pouzdan izvor struje kako bi obezbedio realističnu simulaciju grešnih struja. Softverska kontrola omogućava kompleksnu prilagodbu parametara struje, uključujući talas, amplitudu, vreme narasta, trajanje i vreme pada, i pruža vizualizaciju talasa struje i magnituda u stvarnom vremenu za poboljšanu analitičku sposobnost.
Univerzalni dizajn sučelja: Standardizovano sučelje omogućava pravu “plug-and-play” operaciju na terenu, olakšavajući bezprekidnu transmisiju signala i podataka.
Уграђена база података криве ТЦЦ: Карактеристика струје у ампер-секундама (тј. временска-струјна карактеристика или крива ТЦЦ) дефинише инверзно временско однос између времена искључења и величине струје квара, укључујући брзе и споре ТЦЦ криве. Софтвер за анализу укључује више стандардних библиотека кривих ТЦЦ, као што су Купер, IEEE (САД) и ИЕЦ стандарди, омогућавајући погодну компарацију и дијагностичку процену.
Аутоматизована анализа података са тестова: Систем аутоматски тумачи повратне информације са поновног укључивача и одмах приказује резултате анализе – укључујући графичке приказе и извештаје – који детаљно описују догађаје искључења, поновног укључења, закључавања и других радних операција.
3. Закључак
Технологија дијагностике кварова за напонске аутоматске прекидаче са вакуумским гашењем лукa на отвореном пространству од 15 kV може ефикасно да идентификује разне аномалије, укључујући:
Неисправност тренутног поновног укључења;
Одступање од стандардних ТЦЦ кривих;
Неуспех заштите од превиших струја;
Аномално временско раздобље између поновних укључења;
Неисправне механичке блокаде затварања.
Ова технологија представља кључни помак од традиционалне плански предвиђене одржавања ка напредном одржавању заснованом на стању за поновне укључиваче. Омогућавајући комплексну анализу и дијагностику јединице контролера, значајно побољшава техничке способности надзора стања поновних укључивача и има кључну улогу у спречавању искључења дистрибутивне мреже и осигуравању поузданости мреже.
