Isang Maikling Pagsusuri ng Automatic Circuit Recloser sa Distribution Feeder Automation
Ang Automatic Circuit Recloser ay isang high-voltage switching device na may built-in control (mayroon itong natatanging kakayahan sa pagtukoy ng fault current, kontrol ng sequence ng operasyon, at pagpapatupad ng mga function nito nang hindi kailangan ng karagdagang relay protection o operating devices) at protective capabilities. Ito ay maaaring awtomatikong tukuyin ang kasalukuyan at voltaje sa kanyang circuit, awtomatikong putulin ang fault currents batay sa inverse-time protection characteristics sa panahon ng mga fault, at gawin ang maraming reclosures batay sa nakatakdang time delays at sequences.
1.Prinisipyulo at Katangian ng Feeder Automation na Inilapat ng Automatic Circuit Recloser Scheme
Ang automation ng overhead distribution lines gamit ang Automatic Circuit Recloser scheme ay gumagamit ng kakayahan ng recloser na putulin ang short-circuit currents at ang integrated functions nito ng proteksyon, monitoring, at komunikasyon. Hindi ito umasa sa mga protective actions ng substation switchgear, ang scheme na ito ay awtomatikong matutukoy at hihiwalayin ang mga fault sa pamamagitan ng koordinasyon ng mga setting at timing ng mga reclosers, na nagpapahaba ng substation bus patungo sa distribution line. Sa main feeder, ang Automatic Circuit Reclosers ay gumagampan bilang mga protective devices, na nagbibigay-daan sa mabilis na segmentation ng mga fault at awtomatikong isolation ng branch-line faults.
Ang pangunahing tungkulin ng Automatic Circuit Recloser scheme ay makamit ang feeder automation. Ito ay maaaring awtomatikong hiwalayin ang mga fault kahit walang communication-based automation system, na nagbibigay-daan para maipatupad ang buong automation project sa mga yugto. Kapag pinahihintulutan ng kondisyon, maaaring mapalakas ang communication at automation systems sa huli upang makamit ang full automation functionality.
Ang Automatic Circuit Recloser–based feeder automation ay angkop para sa mas simpleng network structures, tulad ng dual-power “hand-in-hand” looped networks. Sa configuration na ito, dalawang feeders ay konektado sa pamamagitan ng intermediate tie switch. Sa normal na operasyon, ang tie switch ay bukas, at ang sistema ay nag-ooperate sa open-loop mode. Kapag may fault sa isang seksyon, ang reconfiguration ng network ay nagbibigay-daan sa load transfer upang mapanatili ang power supply sa mga non-faulted sections, na nagpapabuti nang malaking paraan sa reliabilidad ng supply. Kapag ang distansya sa pagitan ng dalawang power sources ay hindi lumampas sa 10 km, inuuri-uring ang tatlong recloser (Automatic Circuit Recloser), apat na segment configuration, na may bawat segment na umaabot sa average na 2.5 km ang haba.
Bilang halimbawa, ang wiring diagram sa Figure 1: B1 at B2 ay outgoing circuit breakers mula sa mga substation; R0 hanggang R2 ay mga line sectionalizing switches (Automatic Circuit Reclosers). Sa normal na kondisyon, ang B1, B2, R1, at R2 ay sarado, samantalang ang R0 ay bukas.
Fault sa Section ①: Para sa mga transient faults, ang power ay maaaring ibalik sa pamamagitan ng unang o ikalawang reclosing operation ng B1. Para sa permanent faults, pagkatapos ng B1 na mag-reclose at pagkatapos ay lock out (bukas at block further reclosing), ang R1 ay natutukoy ang sustained loss of voltage sa Section ①. Pagkatapos ng preset dead-time duration t₁, ang R1 ay bubuksan. Pagkatapos, ang R0 ay natutukoy ang sustained loss of voltage sa Section ② sa mas mahabang duration t₂ (t₂ > t₁) at awtomatikong isasarado, na nagreresulta sa isolation ng fault sa loob ng Section ①.
Fault sa Section ②: Ang mga transient faults ay natutuklasan sa pamamagitan ng reclosing action ng R1 (protection coordination prevents B1 from tripping). Para sa permanent faults, pagkatapos ng R1 na mag-reclose at pagkatapos ay lock out, ang R0 ay natutukoy ang sustained loss of voltage sa Section ② sa duration t₂ at awtomatikong isasarado. Pagkatapos isarado sa faulted line, ito ay agad na mag-trip at lock out, na nagreresulta sa isolation ng fault sa loob ng Section ②. Ang proseso ng fault isolation at restoration para sa dalawang seksyon sa kabilang dako ng tie switch ay sumusunod sa parehong logika.
Ang mga karagdagang pag-uuri-uri sa aplikasyon ay kinabibilangan ng:
Upang maisagawa ang fault isolation gamit ang Automatic Circuit Recloser scheme, ang instantaneous overcurrent (zero-time) protection function ng substation outgoing breaker ay dapat i-disable at palitan ng time-delayed instantaneous protection.
Kapag may transient o permanent faults sa branch lines, sila ay natutuklasan ng branch-mounted Automatic Circuit Reclosers. Ang mga setting ng proteksyon at operating times ng branch reclosers ay dapat mas mababa at mas maiksi, respectively, kaysa sa mga upstream main-line reclosers.
Ang isang distribution automation system na gumagamit ng lokal na control ay maaaring mapabuti ang reliabilidad ng supply sa relatibong mababang investment. Bukod dito, dahil ang modern na Automatic Circuit Reclosers ay microprocessor-based at intelligent, sila ay nagbibigay ng interfaces para sa future remote monitoring expansion. Kapag available na ang communication infrastructure at master station systems, ang sistema ay maaaring seamless transition sa isang master-station-controlled feeder automation scheme.
2. Paano Mapabuti ang Reliabilidad ng Power Supply at Bawasan ang Duration ng Line Outage
Gamitin ang high-performance PLC (Programmable Logic Controller) bilang control center ng Automatic Circuit Recloser.
Mabilis na matanggal ang mga transient faults upang mabawasan ang outage time. Sa mga power systems, mas marami sa 70% ng line faults ay transient. Kung ang mga transient faults ay tratuhin nang pareho sa permanent faults, ang resulta ay mahabang outage. Dahil dito, idinagdag ang initial fast reclosing function sa Automatic Circuit Reclosers, na maaaring matanggal ang mga transient faults sa loob ng 0.3–1.0 seconds (settings vary depending on line conditions), na nagreresulta sa malaking pagbabawas ng outage duration para sa mga transient events.
Simultaneous lockout sa parehong dako ng faulted section. Ang mga traditional circuit breakers ay maaari lamang mag-lock out ng isang dako ng faulted line kapag may fault. Sa kabilang banda, ang Automatic Circuit Reclosers ay maaaring hiwalayin ang parehong dako ng permanently faulted section, na nagpapahinto ng outages sa mga non-faulted areas, pinaikli ang restoration time, binawasan ang bilang ng mga reclosing attempts, at pina-minimize ang stress sa grid.
3.Application Principles ng Automatic Circuit Reclosers sa Distribution Networks
Mga Kondisyon sa Pagpapatakbo: Dapat bigyan ng pagkakataon ang lahat ng mga sira na ituring na mga pansamantalang sira, upang maiwasan ang maling pagpapatakbo dahil sa panandaliang pagtaas ng kasalukuyang. Ang lockout matapos ang pag-trip ay dapat mangyari lamang sa kaso ng permanente mga sira.
Pumili at i-deploy ang Automatic Circuit Reclosers nang makatwiran at ekonomikal batay sa sukat ng karga at haba ng linya.
Pumili ng rated current, kakayahang putulin, rating ng short-circuit current, at dynamic/thermal withstand current ng Automatic Circuit Recloser ayon sa lokasyon ng pag-install nito. Ang pinakamataas na short-circuit current rating ay karaniwang dapat nasa itaas ng 16 kA upang masakop ang patuloy na pagtaas ng kapasidad ng grid.
Maayos na i-co-coordinate ang mga setting ng proteksyon, kabilang ang trip current, bilang ng mga pagtatangka sa reclosing, at mga katangian ng time-delay.
I-co-coordinate ang pagitan ng upstream at downstream na Automatic Circuit Reclosers: ang bilang ng mga pinahihintulutang operasyon ng fault current ay dapat bumaba nang palihis, at ang time delay para sa reclosing ay dapat tumataas nang palihis (karaniwang itinatakda sa 8 segundo bawat antas).
