15kV Açık Hava Vakum Otomatik Devre Kesiciye Arıza Tanılama Teknolojisinin Uygulaması

İstatistiklere göre, havada elektrik hatlarındaki hataların büyük çoğunluğu geçicidir ve kalıcı hataların oranı %10'ın altında seyretmektedir. Şu anda, orta gerilimli (OG) dağıtım ağlarında yaygın olarak 15 kV dış vakum otomatik devre yeniden kapatanlar bölümcülerle birlikte kullanılmaktadır. Bu kurulum, geçici hatalardan sonra enerji tedarikinin hızlı bir şekilde tekrar sağlanmasına ve kalıcı hatalarda hatalı hat bölümlerinin izole edilmesine olanak tanır. Bu nedenle, otomatik yeniden kapatan kontrolörlerin işletim durumlarının izlenmesi, güvenilirliğinin artırılması açısından önemlidir.

1.Teknik Araştırma Genel Bakış (Yurtiçi ve Uluslararası)

1.1 Otomatik Yeniden Kapatanların Sınıflandırılması
Otomatik yeniden kapatanlar iki ana kategoriye ayrılır: akım tipi ve voltaj tipi. Akım tipi yeniden kapatanlar, hata akımlarını algılayarak uygun şekilde triplendirir ve genellikle bir ila üç kez yeniden kapatarak otomatik olarak çalışır. Hem koruma cihazları hem de yeniden kapatanlar olarak işlev görürler. Hata izolasyonu, en aşağıda bulunan bölümü başlamak üzere, hatalı bölüm belirlenene kadar bölümlerin sırayla çıkarılmasını içerir. Ancak bu yöntem, şebekeye birden fazla hata akımı yeniden kapama işlemine maruz bırakarak önemli bir yük oluşturur. Ayrıca, daha fazla hat bölümü olduğunda, gerekli olan yeniden kapama sayısı artar ve toplam restorasyon süresi uzar. Bu nedenle, bu sistemler genellikle üç bölümden az olacak şekilde sınırlıdır ve dallı veya radyal besleyiciler için en uygundur.

Voltaj tipi yeniden kapatanlar ise, voltaj kaybı üzerine triplendirir ve voltaj yeniden sağlandığında önceden belirlenmiş bir gecikmeyle yeniden kapatarak çalışır. Bu şema, substation besleyici devre kesicisinin hata izolasyonunu tamamlamak ve hizmeti tekrar sağlamak için iki kez yeniden kapaması gerektiğini gerektirir: ilk yeniden kapama, kaplanan bölücü anahtarlara dayanarak hatalı bölümü belirler, ardından hata yakınındaki anahtarlar hata bölgesini izole etmek üzere kilitlenir; ikinci yeniden kapama, hatalı olmayan bölgelere güç tedarikini tekrar sağlar. Overcurrent anlık korumanın substation besleyici kesicisine bağlı olması nedeniyle, bu yaklaşım uzun besleyiciler için daha az uygundur. Ancak sistem kapasitesi arttıkça, bu kısıtlama yavaş yavaş azalmıştır. Voltaj tipi yeniden kapatanlar bu nedenle kısa radyal veya döngülü ağlar için uygun olup, temel otomasyon fonksiyonlarını sağlar.

1.2 Geleneksel Test Yöntemlerindeki Sorunlar
Üretim toleranslarından ve uzun süreli işlemlerden kaynaklanan mekanik aşınma nedeniyle, otomatik yeniden kapatanlar arızalar veya yanlış işlemler yaşayabilir. Mevcut test yöntemleri çoğunlukla manuel inceleme ekipmanlarına dayanmaktadır, bu da yüksek yatırım maliyetleri gerektirmektedir.

1.3 Mevcut Araştırma Durumu ve Gelişim Trendleri (Yurtiçi ve Uluslararası)
15 kV OG dış vakum otomatik devre yeniden kapatanlar için, Çin'deki yurtiçi uygulamalar genellikle çevrimdışı, periyodik bakım yaklaşımlarını benimsemektedir. Bu yaklaşımlar, yalıtım direnç testleri, kontrol devre yalıtım direnç testleri ve AC dayanıklılık testlerini içerir. Bu geleneksel yöntemler, test ekipmanının büyük ve taşıma zorluğu, genellikle yüksek çalışma gerektirme ve güvenlik riskleri, ve insan gücü ve kaynakların büyük miktarını tüketme gibi birçok dezavantaja sahiptir. kapsamlı, entegre tanısal sistemler gerçek alan operasyonlarında nadiren uygulanmaktadır.

15 kV OG dış vakum otomatik devre yeniden kapatanlar için kontrolör düzeyinde tanı konusunda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Modern otomatik analiz cihazları artık yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu cihazlar, farklı üreticilerin yeniden kapatanlarıyla uyumlu olan basit, standartlaştırılmış arayüzler üzerinden bağlanabilmektedir. Analiz cihazı, yeniden kapatan kontrolörüne kontrollü akım sinyalleri enjekte ederek, Zaman-Akımlık Karakteristik (ZAK) eğrileri ve kontrol sıralamaları gibi kritik tepkileri ölçer. Enjekte edilen akımların dalga formu, zamanlama ve genliği üzerinde hassas kontrol sağlar ve kontrolörün tepkisini mikrosaniye düzeyinde doğru bir şekilde kaydeder. Sistem, tam bir test sırasını tamamen otomatikleştirip metinsel sonuçları, trip komutlarını, yeniden kapama eylemlerini, sıfırlamayı, kilitlenme olaylarını ve bunlara ilişik zaman damgalı günlükleri anında gösterebilir.

Akıllı hata tanı konusundaki mevcut araştırmalar, üç ana yönde odaklanmaktadır:

• Entegre akıllı hata tanı teknolojileri;

• Ağlı akıllı tanı sistemleri;

•  Uyumlu akıllı tanı mimarileri.

2.15 kV OG Dış Vakum Otomatik Devre Yeniden Kapatanlar için Hata Tanı Teknolojisi

15 kV OG dış vakum otomatik devre yeniden kapatanlar için hata tanı sistemi, orta gerilimli hava hatlarında kullanılan yeniden kapatan kontrolörlerin performansını değerlendirmek üzere özel olarak tasarlanmıştır. "Devre kesici ünitesi" yeniden kapatan kontrolörüne bağlandıktan sonra, sistem yazılım kullanarak çeşitli simüle hata akımlarını kontrolöre enjekte eder ve kontrolörün mantığına göre karşılık gelen açık/kapalı işlemler tetikler. Sistem, kontrolörün bu simüle akım değişikliklerine verdigi tepkileri kaydeder ve yazılım aracılığıyla kontrolörün hata koşullarını doğru bir şekilde tanımlayıp, belirtilere uygun uygun kontrol eylemleri gerçekleştirdiğini analiz eder.

Bu tanı sistemi, geniş bir arız senaryosu testini destekleyerek, kontrolör arızalarının tamamen otomatik tespitini sağlar. Sistem, genel veya özel arayüzler aracılığıyla çeşitli yeniden kapatan modellerine bağlanabilir ve tüm kontrol ve test fonksiyonları özel analiz yazılımı aracılığıyla yürütülür. Sistemin ana özellikleri şunlardır:

• Yüksek Hassasiyetli Akım Kaynağı: Sistem, hata akımlarının gerçekçi simülasyonunu sağlamak için yüksek doğruluk, yüksek çözünürlük ve güvenilir bir akım kaynağı kullanır. Yazılım kontrolü, akım parametrelerinin -dalga formu, genlik, yükseliş süresi, süre ve düşüş süresi dahil- kapsamlı ayarlanmasına ve akım dalga formlarının ve büyüklüklerinin gerçek zamanlı görselleştirilmesine olanak tanır, böylece analitik yeteneği artırılır.

• Genel Arayüz Tasarımı: Standartlaştırılmış bir arayüz, alanında gerçek anlamda "tak ve çalış" işlemini mümkün kılar, sinyal ve veri iletimini kolaylaştırır.

• Yerleşik TCC Eğri Veritabanı: Amper-saniye karakteristiği (yani, Zaman-Akım Karakteristiği veya TCC eğrisi), tripping süresi ile arızanın akım büyüklüğü arasındaki ters orantılı ilişkileri tanımlar, hem hızlı hem de yavaş TCC eğrilerini içerir. Analiz yazılımı, Cooper, IEEE (ABD) ve IEC standartları gibi birden fazla standart TCC eğri kitaplığını içermektedir, bu da kolay bir karşılaştırma ve tanısal değerlendirme sağlar.

• Otomatik Test Verisi Analizi: Sistem otomatik olarak yeniden kapanıcıdan gelen geri bildirimleri yorumlar ve anında analiz sonuçlarını - grafiksel gösterimler ve raporlar dahil - tripping, reclosing, kilitlenme ve diğer operasyonel olayları detaylı olarak sunar.

3.Sonuç

15 kV MV dış vakum otomatik yeniden kapanıcılar için arıza tanı teknolojisi, çeşitli anomali tespit etmede etkilidir, bunlar arasında:

• Anlık yeniden kapanmanın başarısızlığı;

• Standart TCC eğrilerinden sapma;

• Aşırı akım korumasının başarısızlığı;

• Anormal yeniden kapanma aralığı zamanlaması;

• Hatalı kapanma kilitleme mekanizmaları.

Bu teknoloji, geleneksel planlanmış bakım uygulamalarından gelişmiş durum tabanlı bakıma geçişin kritik bir adımını temsil eder. Kontrol ünitesinin kapsamlı analizi ve tanısı sayesinde, yeniden kapanıcıların durum izleme kapasitesini önemli ölçüde artırmakta ve dağıtım ağlarının kesintisiz kalmasını sağlamak ve elektrik şebekesinin güvenilirliğini sağlama konusunda kritik bir rol oynar.