Enligt statistik är de allra flesta fel på överbystäder tillfälliga, medan permanenta fel utgör mindre än 10%. För närvarande använder MV-distributionsnät vanligtvis 15 kV utomhus-vakuuma automatiska återkopplare i samverkan med avdelare. Detta ger möjlighet till snabb återställning av strömförsörjningen efter tillfälliga fel och isolerar felaktiga linjesegment vid permanenta fel. Därför är det nödvändigt att övervaka driftstatusen för automatiska återkopplarkontroller för att öka deras tillförlitlighet.
1.Teknisk forskningsöversikt (inrikes och internationellt)
1.1 Klassificering av automatiska återkopplare
Automatiska återkopplare kan indelas i två huvudkategorier: strömtyper och spänningsstypta. Strömtypens återkopplare upptäcker felfströmmar, stänger av enligt detta och återkopplar automatiskt—vanligtvis genomför de ett till tre återkopplingsförsök. De fungerar både som skyddselement och som återkopplare. Felisolering sker genom progressiv eliminering av segment börjande från det yttersta nedströmssegmentet tills det felaktiga segmentet identifieras. Men denna metod utsätter nätet för flera felfströmsåterkopplingar, vilket orsakar betydande belastning. Dessutom, ju fler linjesegment det finns, desto fler återkopplingar krävs och desto längre blir den totala återställningstiden. Därför är sådana system generellt begränsade till inte mer än tre segment och passar bäst för gren- eller radieledningar.
Spänningstypens återkopplare å andra sidan stänger av vid förlust av spänning och återkopplar efter en förinställd försening när spänningen återställs. I detta schema måste substationens ledningsbrytare utföra två återkopplingar för att fullborda felisolering och serviceåterställning: den första återkopplingen identifierar det felaktiga segmentet baserat på antalet avdelarswitchar som stängs, därpå låses switchar intill felet in för att isolera det; den andra återkopplingen återställer strömförsörjningen till icke-felaktiga segment. Eftersom överströmningsskydd med omedelbar verkan beror på substationens ledningsbrytare, är denna metod mindre lämplig för långa ledningar. Men med ökad systemkapacitet har denna begränsning gradvis minskat. Spänningstypens återkopplare är därför lämpliga för korta radiella eller ringnät och möjliggör grundläggande automatiseringsfunktioner.
1.2 Problem med konventionella testmetoder
På grund av tillverkningstoleranser och mekanisk nötning från långvarig drift kan automatiska återkopplare erfara fel eller falska operationer. Nuvarande testmetoder bygger huvudsakligen på manuell inspektionsutrustning, vilket innebär höga investeringskostnader.
1.3 Nuvarande forskningsstatus och utvecklingstrender (inrikes och internationellt)
För 15 kV MV utomhus-vakuuma automatiska kretsåterkopplare ägnar inrikespraxis i Kina sig främst åt offline, periodiska underhållsåtgärder, inklusive isolationsresistansprov, kontrollkrets isolationsresistansprov och AC-hållbarhetstester. Dessa konventionella metoder lider av flera nackdelar: provutrustningen är tung och svår att transportera; provtagning kräver ofta arbete på höjd, vilket innebär säkerhetsrisker; och processen kräver stora mängder personal och resurser. Kompletta, integrerade diagnostiska system implementeras fortfarande sällan i faktiska fältoperationer.
Betydande framsteg har gjorts inom kontrollerdiagnostik för 15 kV MV utomhus-vakuuma automatiska kretsåterkopplare. Moderna automatiserade analyssystem används nu omfattande. Dessa enheter ansluter via enkla, standardiserade gränssnitt—som stöder "plug-and-play"-kompatibilitet över återkopplare från olika tillverkare. Genom att mata in kontrollerade strömsignaler i återkopplarkontrollern mäter analyzern viktiga responsparametrar som TCC-kurvor och kontrollsekvenser. Den erbjuder exakt kontroll över strömform, timing och amplitud för matade in strömmar och dokumenterar kontrollerens respons noggrant—med tidsupplösning ner till mikrosekunds-nivå. Systemet kan fullautomatisera en komplett testsekvens och visa textresultat omedelbart, inklusive avstängningskommandon, återkopplingsåtgärder, återställning, låsningshändelser och associerade tidstämplade loggar.
Nuvarande forskning om intelligenta fel-diagnos fokuserar på tre huvuddirektioner:
Integrerade intelligenta fel-diagnostechniker;
Nätverksbaserade intelligenta diagnostiska system;
Anpassade intelligenta diagnostiska arkitekturer.
2.Fel-diagnos teknologi för 15 kV MV utomhus-vakuuma automatiska kretsåterkopplare
Feldiagnossystemet för 15 kV MV utomhus-vakuuma automatiska kretsåterkopplare är specifikt utformat för att utvärdera prestandan hos återkopplarkontroller som används i medelspänningsoverbystäder. När "brytar-enheten" kopplats till återkopplarkontrollern använder systemet programvara för att mata in olika simulerade felfströmmar i kontrollern och utlösa motsvarande öppna/stänga-operationer enligt kontrollerens logik. Systemet dokumenterar kontrollerens respons på dessa simulerade strömändringar och analyserar—genom programvara—om kontrollern korrekt identifierar fellokationer och utför lämpliga kontrollåtgärder i enlighet med specifikationer.
Detta diagnostiska system stödjer ett brett spektrum av fel-scenario-prov, vilket möjliggör fullautomatisk detektion av kontrollerfel. Det ansluter till olika återkopplarmodeller genom antingen universella eller anpassade gränssnitt, och alla kontroll- och provfunktioner utförs genom dedikerad analysprogramvara. Viktiga funktioner i systemet inkluderar:
Högprecision strömkälla: Systemet använder en högprecision, högupplösning och pålitlig strömkälla för att säkerställa realistisk simulering av felfströmmar. Programkontroll möjliggör omfattande justering av strömparametrar—inklusive strömform, amplitud, stigande tid, varaktighet och falltid—och ger realtidsvisualisering av strömförm och magnitud för förbättrad analytisk kapacitet.
Standardiserat gränssnitt: Ett standardiserat gränssnitt möjliggör sann "plug-and-play"-drift i fält, vilket underlättar sömlös signal- och datatransmission.
Inbyggd TCC-kurvdatabas: Amperesekundsegenskapen (dvs. tids-ströms-egenskap eller TCC-kurva) definierar det inversa tidssambandet mellan utlösningstid och felströmförhållanden, inklusive både snabba och långsamma TCC-kurvor. Analysofprogrammet innehåller flera standard TCC-kurvlibrarier, såsom Cooper, IEEE (US) och IEC-standarder, vilket möjliggör enkel jämförelse och diagnostisk bedömning.
Automatisk analys av testdata: Systemet tolkar automatiskt feedback från återställaren och visar omedelbart analyseresultat – inklusive grafiska representationer och rapporter – som detaljerar händelser som utlösning, återställning, låsning och andra driftshändelser.
3.Slutord
Felfdiagnos tekniken för 15 kV MV utomhus vakuumautomatiska återställare kan effektivt identifiera olika anomalier, inklusive:
Funktionsnedsättning av omedelbar återställning;
Avvikelse från standard TCC-kurvor;
Funktionsnedsättning av överströmskydd;
Ovanliga återställningsintervall;
Defekta stängningslåsningsmekanismer.
Denna teknik representerar ett viktigt skifte från traditionell schemalagd underhåll till avancerat tillståndsbaserat underhåll för återställare. Genom att möjliggöra omfattande analys och diagnos av styrenheten, ökar den signifikant de tekniska förmågorna för övervakning av återställares tillstånd och spelar en viktig roll i att förhindra elnätavbrott och säkerställa nätets pålitlighet.