Кратък анализ на автоматичния включващ се предпазен ключ в автоматизацията на разпределителната мрежа
Автоматичният превключвател за повторно затваряне е високонапреден превключвател с вградено управление (със собствени функции за детектиране на тока при дефект, контрол на последователността на операциите и изпълнение, без да е необходима допълнителна релейна защита или устройства за управление) и защитни способности. Той може автоматично да детектира тока и напрежението в своята верига, автоматично да прекъсва ток при дефект според характеристиките на обратнопропорционалната защита по време на дефекти и да извършва многократни повторни затваряния в предварително определени интервали от време и последователности.
1. Принцип и характеристики на автоматизацията на питащите линии, реализирана чрез схемата с автоматичен превключвател за повторно затваряне
Автоматизацията на надземните разпределителни линии чрез схемата с автоматичен превключвател за повторно затваряне използва способността на превключвателя да прекъсва късо-замкнатия ток и неговите интегрирани функции за защита, мониторинг и комуникация. Без да зависи от защитните действия на уредите в подстанцията, тази схема автоматично локализира и изолира дефектите чрез координация на настройките и времето за защита между превключвателите, като ефективно разширява шината на подстанцията в разпределителната линия. На главната питаща линия, автоматичните превключватели за повторно затваряне служат като защитни устройства, позволяващи бързо сегментиране на дефектите и автоматично изолиране на дефектите на бранч-линии.
Основната функция на схемата с автоматичен превключвател за повторно затваряне е да осъществи автоматизация на питащите линии. Тя може автоматично да изолира дефектите дори без система за автоматизация, базирана на комуникации, позволявайки общия проект за автоматизация да бъде реализиран стъпково. Когато условията го позволят, системите за комуникация и автоматизация могат да бъдат подобрени по-късно, за да се реализират всички функции на автоматизацията.
Автоматизираната питаща линия, базирана на автоматичен превключвател за повторно затваряне, е подходяща за относително проста мрежова структура, като двойна мощност "рука в ръка" обикновена мрежа. В тази конфигурация, две питащи линии са свързани чрез промеждутъчен превключвател за връзка. При нормална работа, превключвателят за връзка остава отворен, а системата работи в режим на отворена петля. При настъпване на дефект в даден участък, реорганизацията на мрежата позволява прехвърляне на потреблението, за да се поддържа доставката на електроенергия до незасегнатите участъци, значително подобрявайки надеждността на доставката. Когато разстоянието между двете източници на мощност не надвишава 10 км, като се вземат предвид и броят на сегментите, и координацията на автоматизацията, се препоръчва конфигурация с три превключватела (автоматичен превключвател за повторно затваряне), четири сегмента, при което всеки сегмент има средна дължина около 2,5 км.
Вземайки за пример схемата на връзките в фигура 1: B1 и B2 са изходни превключватели от подстанцията; R0 до R2 са разделителни ключове на линията (автоматични превключватели за повторно затваряне). При нормални условия, B1, B2, R1 и R2 са затворени, докато R0 е отворен.
Дефект в участък ①: За преходни дефекти, мощността се възстановява чрез първото или второто повторно затваряне на B1. За постоянни дефекти, след повторното затваряне и блокиране на B1 (отваряне и блокиране на допълнително повторно затваряне), R1 детектира продължителна загуба на напрежението в участък ①. След предварително зададен период t₁, R1 се отваря. След това, R0 детектира продължителна загуба на напрежението в участък ② за по-дълъг период t₂ (t₂ > t₁) и успешно се затваря, като така изолира дефекта в участък ①.
Дефект в участък ②: Преходните дефекти се изчистват чрез повторното затваряне на R1 (координацията на защитата предотвратява B1 да се активира). За постоянни дефекти, след повторното затваряне и блокиране на R1, R0 детектира продължителна загуба на напрежението в участък ② за период t₂ и автоматично се затваря. След затварянето върху дефектната линия, той веднага се отваря и блокира, изолирайки дефекта в участък ②. Процесът на изолация и възстановяване на дефектите в двете участъци от другата страна на превключвателя за връзка следва същата логика.
Допълнителни разглеждания в приложението включват:
За да се реализира изолация на дефектите чрез схемата с автоматичен превключвател за повторно затваряне, функцията за моментална надток (нулево време) на изходния превключвател на подстанцията трябва да бъде деактивирана и заменена с защита с времево забавяне.
При настъпване на преходни или постоянни дефекти на бранч-линии, те се изчистват от автоматични превключватели за повторно затваряне, монтирани на бранч-линията. Настройките за защита и времето за действие на превключвателите на бранч-линията трябва да са по-ниски и по-кратки, съответно, от тези на горнотечните превключватели на основната линия.
Системата за автоматизация на разпределението, използвайки локално управление, може да подобри надеждността на доставката с относително ниски инвестиции. Освен това, тъй като съвременните автоматични превключватели за повторно затваряне са микропроцесорни и интелигентни, те предоставят интерфейси за бъдещо разширение на удален мониторинг. Когато инфраструктурата за комуникации и системите на главната станция станат налични, системата може безпроблемно да се превърне в схема за автоматизация на питащите линии, контролирана от главната станция.
2. Как да се подобри надеждността на доставката на електроенергия и да се намали продължителността на прекъсванията на линията
Използване на високопроизводителен PLC (Програмируем контролен апарат) като център за управление на автоматичния превключвател за повторно затваряне.
Бързо изчистване на преходните дефекти, за да се минимизира времето на прекъсване. В електроенергийните системи, повече от 70% от дефектите на линиите са преходни. Ако преходните дефекти се третират като постоянни, възникват продължителни прекъсвания. Затова, добавена е функция за бързо повторно затваряне към автоматичните превключватели за повторно затваряне, която може да изчисти преходните дефекти в рамките на 0,3–1,0 секунди (настройките варират в зависимост от условията на линията), значително намалявайки времето на прекъсване при преходни събития.
Едновременно блокиране на двете края на дефектния участък. Традиционните превключватели могат да блокират само един край на дефектната линия при настъпване на дефект. В сравнение, автоматичните превключватели за повторно затваряне могат едновременно да изолират двете края на постоянно дефектен участък, предотвратявайки прекъсвания в незасегнатите области, съкращавайки времето за възстановяване, намалявайки броя на опитите за повторно затваряне и минимизирайки стреса в мрежата.
3. Принципи на приложение на автоматичните превключватели за повторно затваряне в разпределителните мрежи
Работни условия: Всички дефекти трябва да имат възможността да бъдат обработени като преходни дефекти, избягвайки погрешна работа поради нахлуване на ток. Блокирането след спускане трябва да се случва само в случай на постоянни дефекти.
Изберете и разположете Автоматически превключватели за повторно затваряне икономично и рационално, базирайки се на големината на натоварването и дължината на линията.
Изберете номиналния ток, капацитета за прекъсване, класа на краткосрочния ток и динамичното/термично издържане на ток за Автоматическия превключвател за повторно затваряне, в зависимост от мястото на инсталация. Максималният клас на краткосрочния ток обикновено трябва да е над 16 кА, за да удовлетвори постоянно нарастващата капацитет на мрежата.
Съгласувайте правилно настройките за защита, включително тока за спускане, броя на опитите за повторно затваряне и характеристиките на времеви задержки.
Съгласувайте между горните и долните Автоматически превключватели за повторно затваряне: броят на позволените операции с дефектен ток трябва да намалява ниво по ниво, а времето за повторно затваряне трябва да се увеличава ниво по ниво (обикновено се установява на 8 секунди за всяко ниво).
