Analisis Ringkas Penutup Litar Automatik dalam Automasi Pengagih Elektrik
Pemutus Litar Automatik adalah peranti pemutusan voltan tinggi yang mempunyai kawalan bina dalam (ia secara semula jadi mempunyai fungsi pengesanan arus gangguan, kawalan urutan operasi, dan pelaksanaan tanpa memerlukan perlindungan relai tambahan atau peranti operasi) dan keupayaan perlindungan. Ia boleh mengesan arus dan voltan dalam litar itu secara automatik, memutuskan arus gangguan mengikut ciri perlindungan masa songsang semasa gangguan, dan melakukan beberapa penutupan semula mengikut tempoh masa dan urutan yang ditetapkan.
1. Prinsip dan Ciri-ciri Otomasi Penyuluh yang Dilaksanakan Melalui Skema Pemutus Litar Automatik
Otomasi laluan pengagihan udara menggunakan skema Pemutus Litar Automatik menerapkan keupayaan pemutus untuk memutuskan arus pendek dan fungsi terpadu perlindungan, pemantauan, dan komunikasi. Tanpa bergantung pada tindakan perlindungan peralatan pemutus stesen, skema ini secara automatik menentukan dan mengasingkan gangguan melalui koordinasi tetapan perlindungan dan masa antara pemutus, secara berkesan memanjangkan bus stesen ke laluan pengagihan. Di laluan utama, Pemutus Litar Automatik bertindak sebagai peranti perlindungan, membolehkan segmen gangguan dengan cepat dan pengasingan otomatis gangguan laluan cabang.
Fungsi utama skema Pemutus Litar Automatik adalah untuk mencapai otomasi penyuluh. Ia boleh mengasingkan gangguan secara automatik walaupun tanpa sistem otomasi berdasarkan komunikasi, membolehkan projek otomasi keseluruhan dilaksanakan secara bertahap. Apabila keadaan membenarkan, sistem komunikasi dan otomasi boleh ditingkatkan kemudian untuk mewujudkan fungsi otomasi penuh.
Otomasi penyuluh berdasarkan Pemutus Litar Automatik sesuai untuk struktur rangkaian yang relatif mudah, seperti rangkaian gelung "hand-in-hand" dual kuasa. Dalam konfigurasi ini, dua laluan disambungkan melalui pemutus sambungan pertengahan. Semasa operasi normal, pemutus sambungan tersebut dibuka, dan sistem beroperasi dalam mod gelung terbuka. Apabila gangguan berlaku pada satu bahagian, rekonfigurasi rangkaian membolehkan pemindahan beban untuk mengekalkan bekalan kuasa kepada bahagian tidak berbahaya, meningkatkan kebolehpercayaan bekalan secara signifikan. Apabila jarak antara dua sumber kuasa tidak melebihi 10 km, mengambil kira jumlah segmen dan koordinasi otomasi, konfigurasi tiga-pemutus (Pemutus Litar Automatik), empat-segmen direkomendasikan, dengan setiap segmen purata sekitar 2.5 km panjangnya.
Mengambil gambar rajah penghubungan dalam Gambaraj 1 sebagai contoh: B1 dan B2 adalah pemutus luaran dari stesen; R0 hingga R2 adalah pemutus segmen laluan (Pemutus Litar Automatik). Semasa keadaan normal, B1, B2, R1, dan R2 ditutup, manakala R0 dibuka.
Gangguan di Bahagian ①: Untuk gangguan sementara, bekalan kuasa dipulihkan melalui operasi tutup semula pertama atau kedua B1. Untuk gangguan kekal, selepas B1 melakukan tutup semula dan kemudian dikunci (dibuka dan mencegah tutup semula lebih lanjut), R1 mengesan kehilangan voltan berterusan di Bahagian ①. Selepas tempoh masa mati yang ditetapkan t₁, R1 dibuka. Kemudian, R0 mengesan kehilangan voltan berterusan di Bahagian ② untuk tempoh yang lebih lama t₂ (t₂ > t₁) dan secara automatik menutup dengan jayanya, dengan itu mengasingkan gangguan di dalam Bahagian ①.
Gangguan di Bahagian ②: Gangguan sementara diselesaikan oleh tindakan tutup semula R1 (koordinasi perlindungan mencegah B1 terputus). Untuk gangguan kekal, selepas R1 tutup semula dan kemudian dikunci, R0 mengesan kehilangan voltan berterusan di Bahagian ② untuk tempoh t₂ dan secara automatik menutup. Setelah menutup ke atas laluan yang bermasalah, ia segera terputus dan dikunci, mengasingkan gangguan di dalam Bahagian ②. Proses pengasingan gangguan dan pemulihan untuk dua bahagian di sisi lain pemutus sambungan mengikuti logik yang sama.
Pertimbangan tambahan dalam aplikasi termasuk:
Untuk melaksanakan pengasingan gangguan menggunakan skema Pemutus Litar Automatik, fungsi perlindungan arus berlebihan seketika (sifar-masa) pemutus luaran stesen mesti dimatikan dan digantikan dengan perlindungan seketika berlamat.
Apabila gangguan sementara atau kekal berlaku pada laluan cabang, ia diselesaikan oleh Pemutus Litar Automatik yang dipasang pada cabang. Tetapan perlindungan dan masa operasi pemutus cabang mesti lebih rendah dan lebih singkat, masing-masing, daripada pemutus laluan utama hulu.
Sistem otomasi pengagihan yang menggunakan kawalan tempatan boleh meningkatkan kebolehpercayaan bekalan dengan pelaburan yang relatif rendah. Selain itu, kerana Pemutus Litar Automatik moden berdasarkan mikropemproses dan cerdas, mereka menyediakan antara muka untuk pengekspansian pemantauan jauh pada masa akan datang. Apabila infrastruktur komunikasi dan sistem stesen induk tersedia, sistem boleh beralih dengan lancar ke skema otomasi penyuluh yang dikawal oleh stesen induk.
2. Bagaimana Meningkatkan Kebolehpercayaan Bekalan Kuasa dan Mengurangkan Tempoh Gangguan Laluan
Gunakan PLC (Programmable Logic Controller) prestasi tinggi sebagai pusat kawalan Pemutus Litar Automatik.
Bersihkan gangguan sementara dengan cepat untuk meminimumkan tempoh gangguan. Dalam sistem kuasa, lebih daripada 70% gangguan laluan adalah sementara. Jika gangguan sementara dirawat sama seperti gangguan kekal, gangguan yang panjang akan berlaku. Oleh itu, fungsi tutup semula awal yang cepat telah ditambah kepada Pemutus Litar Automatik, yang boleh membersihkan gangguan sementara dalam 0.3–1.0 saat (tetapan berbeza bergantung pada keadaan laluan), mengurangkan tempoh gangguan untuk peristiwa sementara secara drastik.
Kunci serentak di kedua-dua hujung bahagian yang bermasalah. Pemutus litar tradisional hanya boleh mengunci salah satu hujung laluan yang bermasalah apabila gangguan berlaku. Sebaliknya, Pemutus Litar Automatik boleh mengasingkan kedua-dua hujung bahagian yang bermasalah secara serentak, mencegah gangguan di kawasan tidak bermasalah, memendekkan masa pemulihan, mengurangkan jumlah percubaan tutup semula, dan mengurangkan tekanan pada grid.
3. Prinsip Aplikasi Pemutus Litar Automatik dalam Rangkaian Pengagihan
Syarat Operasi: Semua ralat harus diberi peluang untuk dianggap sebagai ralat sementara, mengelakkan operasi yang salah akibat arus masuk. Kunci setelah trip hanya boleh berlaku dalam kes ralat kekal.
Pilih dan pasang Pengutup Litar Automatik secara ekonomi dan munasabah berdasarkan magnitud beban dan panjang litar.
Pilih arus nominal, kapasiti pemutusan, penarafan arus ralat pendek, dan arus tahan dinamik/termal Pengutup Litar Automatik mengikut lokasi pemasangannya. Penarafan arus ralat pendek maksimum sebaiknya lebih daripada 16 kA untuk menampung kapasiti grid yang terus meningkat.
Koordinasikan tetapan perlindungan dengan betul, termasuk arus trip, jumlah percubaan pengutupan semula, dan ciri-ciri penundaan masa.
Koordinasikan antara Pengutup Litar Automatik hulu dan hilir: jumlah operasi arus ralat yang dibenarkan harus berkurang peringkat demi peringkat, dan penundaan masa untuk pengutupan semula harus bertambah peringkat demi peringkat (biasanya ditetapkan 8 saat per tahap).
