Jakson automaattisen sulkijan lyhyt analyysi jaksoverkkojen automaatioissa

Automaattinen sähköpiiri uudelleenkytkentälaite on korkean jännitteen kytkentälaitte, jolla on sisäänrakennettu ohjaus (sillä on luonteeltaan virhevirta havaitseva, toimintajärjestyksen hallinnoiva ja suoritustekijöiden valvonta-ominaisuudet ilman lisäsuojalaitteita tai ohjauslaitteita) sekä suojatoiminnallisuus. Se pystyy automaattisesti havaitsemaan virtauksen ja jännitteen piirissään, keskeyttämään virhevirtauksia epäsuora-aikasuojausominaisuuksien mukaan virhetilanteissa ja suorittamaan useita uudelleenkytkennyksiä ennakkoon määritettyjen aika-aloitusten ja järjestysten mukaan.

1.Automaattisen sähköpiiri uudelleenkytkentälaitemallin toteuttaman syöttölinjan automatisoinnin periaate ja ominaisuudet

Ilmajohtoverkkojen automatisointi automaattisen sähköpiiri uudelleenkytkentälaitemallin avulla hyödyntää laitteen kykyä keskeyttää lyhyysvirtauksia ja sen yhdensuuntaisia suojatoimintoja, valvontaa ja viestintää. Ilman alueellisten sähköasemien suojatoimintojen tukea tämä malli pystyy automaattisesti paikantamaan ja eristämään virheet koordinoimalla suojatoimintojen asetuksia ja ajoituksia uudelleenkytkentälaite välillä, tehokkaasti ulottamalla sähköaseman busbarin syöttölinjaan. Pääsyöttölinjalla automaattiset sähköpiiri uudelleenkytkentälaitteet toimivat suojalaitteina, mahdollistaen nopean virheen segmentoinnin ja haarojen virheiden automaattisen eristyksen.

Automaattisen sähköpiiri uudelleenkytkentälaitemallin päätavoitteena on saavuttaa syöttölinjan automatisointi. Se voi automaattisesti eristää virheitä myös ilman viestintäperustaisia automaattisia järjestelmiä, mikä mahdollistaa koko automatisointihankkeen vaiheittaisen toteuttamisen. Kun olosuhteet sallivat, viestintä- ja automaattijärjestelmät voidaan myöhemmin parantaa toteuttamaan täysi automaattitoiminto.

Automaattisen sähköpiiri uudelleenkytkentälaitemallin perusteella toteutettu syöttölinjan automatisointi sopii suhteellisen yksinkertaiseen verkkostrukturiin, kuten kaksivoimaisiin "käsi kädessä" -ympyräverkkoihin. Tässä konfiguraatiossa kaksi syöttölinjaa on yhdistetty välillä olevan kytkimen kautta. Normaalissa toiminnassa kytkin on auki, ja järjestelmä toimii avoimessa silmukassa. Kun virhe tapahtuu tietyllä osalla, verkon uudelleenkonektio mahdollistaa latauksen siirtämisen ylläpitääkseen sähkön tarjonnan viallesta osasta, merkittävästi paraten tarjonnan luotettavuutta. Kun kahden voimanlähteen välimatka ei ylitä 10 kilometriä, huomioiden segmenttien määrän ja automaation koordinoinnin, suositellaan kolmen uudelleenkytkentälaite (Automatic Circuit Recloser), neljä-segmentin konfiguraatiota, jossa jokainen segmentti on noin 2,5 kilometrin mittainen.

Kuvan 1 kaavion esimerkkinä: B1 ja B2 ovat sähköaseman uloskytkimiä; R0–R2 ovat linjan segmentointikytkimiä (Automaattinen sähköpiiri uudelleenkytkentälaite). Normaaleissa olosuhteissa B1, B2, R1 ja R2 ovat suljettuna, kun taas R0 on auki.

• Osan ① virhe: Tilapäisille virheille sähkö palautetaan B1:n ensimmäisen tai toisen uudelleenkytkennän avulla. Pysyville virheille, kun B1 suorittaa uudelleenkytkennän ja sitten lukitsee (avaa ja estää lisää uudelleenkytkennyksiä), R1 havaitsee jatkuvan jännitteen menetyksen Osassa ①. Ennakkoitetun kuolleajan t₁ jälkeen R1 avautuu. Sitten R0 havaitsee jatkuvan jännitteen menetyksen Osassa ② pidempään aikaan t₂ (t₂ > t₁) ja sulkee onnistuneesti automaattisesti, eristäen siten virheen Osassa ①.

• Osan ② virhe: Tilapäiset virheet poistetaan R1:n uudelleenkytkennällä (suojatoimintojen koordinointi estää B1:n katkeamisen). Pysyville virheille, kun R1 uudelleenkytketään ja sitten lukitsee, R0 havaitsee jatkuvan jännitteen menetyksen Osassa ② ajaksi t₂ ja sulkee automaattisesti. Kun se suljetaan virheelliseen linjaan, se katkaisee heti ja lukitsee, eristäen virheen Osassa ②. Virheen eristäminen ja palautus prosessi kytkimen toisella puolella oleville kahdelle osalle noudattaa samaa logiikkaa.

Lisähuomioita sovelluksessa:

• Virheen eristämisen toteuttamiseksi automaattisen sähköpiiri uudelleenkytkentälaitemallin avulla sähköaseman uloskytkimen välitön ylijännite (nollaaika) suojatoiminto on poistettava käytöstä ja korvattava aikaviiveellä varustettu välitön suojatoiminto.

• Kun tilapäisiä tai pysyviä virheitä tapahtuu haaralinjoilla, ne poistetaan haaralinjoilla sijoitetuilla automaattisilla sähköpiiri uudelleenkytkentälaiteilla. Haaralinjojen uudelleenkytkentälaiteiden suojatoimintoasetukset ja toimintaajat on oltava pienemmät ja lyhyemmät kuin ylemmän päälinjan uudelleenkytkentälaiteiden.

Paikallisen ohjauksen käyttävä jakeluverkon automaattijärjestelmä voi parantaa sähkön tarjonnan luotettavuutta suhteellisen pienellä investoinnilla. Lisäksi nykyaikaiset automaattiset sähköpiiri uudelleenkytkentälaiteet ovat mikroprosessoripohjaisia ja älykkäitä, joten ne tarjoavat rajapintoja tulevan etävalvonnan laajentumista varten. Kun viestintäinfrastruktuuri ja pääasemajärjestelmät ovat saatavilla, järjestelmä voi siirtyä sileästi pääasemalla ohjattuun syöttölinjan automaattijärjestelmään.

2. Miten parantaa sähkön tarjonnan luotettavuutta ja vähentää linjan sammumisaikaa

• Käytä korkean suorituskykyisen PLC:tä (Ohjelmoinnin looginen ohjain) automaattisen sähköpiiri uudelleenkytkentälaiteen ohjauskeskustana.

• Poista tilapäiset virheet nopeasti minimoidaksesi sammumisaikaa. Sähköjärjestelmissä yli 70 % linjavirheistä on tilapäisiä. Jos tilapäiset virheet käsitellään samalla tavalla kuin pysyvät virheet, sammumisaika pitenee. Siksi automaattisiin sähköpiiri uudelleenkytkentälaiteisiin on lisätty ensimmäinen nopea uudelleenkytkennän toiminto, joka voi poistaa tilapäiset virheet 0,3–1,0 sekunnissa (asetukset vaihtelevat linjaolosuhteiden mukaan), huomattavasti vähentäen tilapäisten tapahtumien sammumisaikaa.

• Samanaikainen lukitus molemmilla virheen osan päin. Perinteiset kytkimet voivat lukita vain yhden virheen osan päin virheen sattuessa. Sen sijaan automaattiset sähköpiiri uudelleenkytkentälaiteet voivat eristää samanaikaisesti molemmat päät pysyvän virheen osassa, estäen sammumista viallesta osasta, lyhentäen palautusaikaa, vähentäen uudelleenkytkennän yritysten määrää ja minimoimaan verkon rasitusta.

3.Automaattisten sähköpiiri uudelleenkytkentälaiteiden soveltamisperiaatteet jakeluverkoissa

• Toimintaolosuhteet: Kaikki sähkövirheet on annettava mahdollisuus käsitellä väliaikaisina virheinä, välttääksesi vääräksi osoittautuvan toiminnan syttyessä virtasuihkun vuoksi. Lukuun ottaminen tapahtuu vain pysyvän virheen tapauksessa.

• Valitse ja käytä automaattisia sulkuja taloudellisesti ja järkevästi lastin suuruuden ja linjan pituuden mukaan.

• Valitse automaattisen sulun asennussijaintia vastaavat nimilataus, katkaisukyky, lyhytsulkuvirtakapasiteetti sekä dynaamisen/lämpöisen sietokyvyn. Suurin lyhytsulkuvirtakapasiteetti tulisi yleensä olla yli 16 kA ottaen huomioon jatkuvasti kasvavan verkon kapasiteetin.

• Sovita suojalaitteiden asetukset asianmukaisesti, mukaan lukien katkaistava virta, uudelleensulkemisyrittymien määrä ja viiveominaisuudet.

• Yhteistyö ylä- ja alavaltaisilla automaattisilla sulkuilla: sallittujen virhevirtatoimintojen määrän tulisi vähentyä tasoittain, ja uudelleensulkemisviiveen tulisi kasvaa tasoittain (yleensä asetetaan 8 sekuntia per taso).