Een Korte Analyse van de Automatische Schakelaar in de Distributievoedingsautomatisering
Een automatische schakelaar is een hoogspanningschakelaar met ingebouwde controle (hij heeft inherent stroomdetectie, bedieningsreekscontrole en uitvoerfuncties zonder extra relaisbeveiliging of bedieningsapparatuur) en beveiligingscapaciteiten. Het kan de stroom en spanning in zijn circuit automatisch detecteren, storingstroom tijdens storingen volgens inverse-tijdbeveiligingskenmerken automatisch onderbreken, en meerdere herin- en uitschakelingen volgens vooraf bepaalde tijdsvertragingen en reeksen uitvoeren.
1. Principe en kenmerken van voederautomatisering die wordt geïmplementeerd door het schema van de automatische schakelaar
De automatisering van luchtlijnen met behulp van het schema van de automatische schakelaar maakt gebruik van de mogelijkheid van de schakelaar om kortsluitstroom te onderbreken en zijn geïntegreerde functies van beveiliging, monitoring en communicatie. Zonder afhankelijk te zijn van de beschermende acties van stationschakelkasten, lokaliseert en isoleert dit schema automatisch storingen door coördinatie van beveiligingsinstellingen en timing tussen schakelaars, waardoor effectief de bus van het station naar de distributielijn wordt verlengd. Op de hoofdvoeder dienen automatische schakelaars als beschermingsapparaten, waardoor snelle segmentering van storingen en automatische isolatie van vertakkingssnoerstoringen mogelijk is.
De primaire functie van het schema van de automatische schakelaar is om voederautomatisering te bereiken. Het kan zelfs zonder een op communicatie gebaseerd automatiseringssysteem automatisch storingen isoleren, waardoor het totale automatiseringsproject in fasen kan worden uitgevoerd. Wanneer de omstandigheden dat toelaten, kunnen later communicatie- en automatiseringssystemen worden verbeterd om volledige automatiseringsfunctionaliteit te realiseren.
De op automatische schakelaar gebaseerde voederautomatisering is geschikt voor relatief eenvoudige netwerkstructuren, zoals dubbele-energie "hand-in-hand" gelusde netwerken. In deze configuratie zijn twee voeders via een tussenliggende koppelschakelaar verbonden. Tijdens normaal gebruik blijft de koppelschakelaar open, en werkt het systeem in een openlusmodus. Wanneer er een storing optreedt in een sectie, stelt netwerkherconfiguratie lastoverdracht in om de energietoevoer aan niet-gestoorde secties te handhaven, wat de betrouwbaarheid van de energietoevoer aanzienlijk verbetert. Wanneer de afstand tussen de twee energiebronnen niet meer dan 10 km bedraagt, wordt, rekening houdend met zowel het aantal segmenten als de automatiseringscoördinatie, een configuratie met drie schakelaars (automatische schakelaar), vier segmenten aanbevolen, met elk segment gemiddeld ongeveer 2,5 km lang.
Met als voorbeeld de bedradingsschema in figuur 1: B1 en B2 zijn uitgaande schakelaars van stations; R0 tot R2 zijn lijnsegmentatieschakelaars (automatische schakelaars). Onder normale omstandigheden zijn B1, B2, R1 en R2 gesloten, terwijl R0 open is.
Storing in Sectie ①: Voor tijdelijke storingen wordt de stroom hersteld door de eerste of tweede herinschakeling van B1. Bij permanente storingen sluit B1 na een herinschakeling en vervolgens af (opent en blokkeert verdere herinschakelingen), waarbij R1 een aanhoudend spanningsverlies in Sectie ① detecteert. Na een ingestelde dode tijd t₁ opent R1. Vervolgens detecteert R0 een aanhoudend spanningsverlies in Sectie ② gedurende een langere periode t₂ (t₂ > t₁) en sluit automatisch succesvol, waardoor de storing binnen Sectie ① wordt geïsoleerd.
Storing in Sectie ②: Tijdelijke storingen worden opgeruimd door de herinschakeling van R1 (beschermingscoördinatie voorkomt dat B1 tript). Bij permanente storingen sluit R1 na herinschakeling en vervolgens af, waarbij R0 het aanhoudend spanningsverlies in Sectie ② gedurende t₂ detecteert en automatisch sluit. Bij sluiten op de gestoorde lijn tript het onmiddellijk en sluit af, waardoor de storing binnen Sectie ② wordt geïsoleerd. Het isolatie- en herstelproces voor de twee secties aan de andere kant van de koppelschakelaar volgt dezelfde logica.
Aanvullende overwegingen bij toepassing zijn:
Om storingisolatie met behulp van het schema van de automatische schakelaar te implementeren, moet de instantane overstroom (nultijd) beschermingsfunctie van de uitgaande stationschakelaar worden uitgeschakeld en vervangen door tijdsvertraagde instantane bescherming.
Wanneer tijdelijke of permanente storingen optreden op vertakkingen, worden ze opgeruimd door vertakkingen gemonteerd automatische schakelaars. De beschermingsinstellingen en bedrijfstijden van vertakkingsschakelaars moeten respectievelijk lager en korter zijn dan die van de upstream hoofdlijnschakelaars.
Een distributieautomatiseringssysteem met lokale controle kan de betrouwbaarheid van de energietoevoer met relatief weinig investering verbeteren. Bovendien bieden moderne automatische schakelaars, die microprocessor-gebaseerd en intelligent zijn, interfaces voor toekomstige uitbreiding van externe monitoring. Wanneer communicatieinfrastructuur en hoofdstationsystemen beschikbaar zijn, kan het systeem naadloos overgaan naar een hoofdstationgecontroleerd voederautomatiseringsschema.
2. Hoe de betrouwbaarheid van de energietoevoer te verbeteren en de duur van lijnuitval te verminderen
Gebruik een high-performance PLC (Programmeerbare Logische Controller) als het controlecentrum van de automatische schakelaar.
Rapide tijdelijke storingen oplossen om de uitvaltijd te minimaliseren. In energie systemen zijn meer dan 70% van de lijnstoringen tijdelijk. Als tijdelijke storingen worden behandeld alsof het permanente storingen zijn, resulteert dit in langdurige uitval. Daarom is er een initiële snelle herinschakelfunctie toegevoegd aan automatische schakelaars, die tijdelijke storingen binnen 0,3-1,0 seconde (instellingen variëren afhankelijk van lijnomstandigheden) kan oplossen, wat de uitvalduur voor tijdelijke gebeurtenissen aanzienlijk vermindert.
Gelijkstijdige vergrendeling aan beide einden van de gestoorde sectie. Traditionele schakelaars kunnen slechts één eind van een gestoorde lijn vergrendelen bij het optreden van een storing. Daarentegen kunnen automatische schakelaars beide einden van een permanent gestoorde sectie tegelijkertijd isoleren, waardoor uitval in niet-gestoorde gebieden wordt voorkomen, de hersteltijd wordt verkort, het aantal herinschakelingspogingen wordt verminderd en de belasting op het netwerk wordt geminimaliseerd.
3.Toepassingsprincipes van automatische schakelaars in distributienetten
Bedrijfsomstandigheden: Alle fouten moeten de mogelijkheid krijgen behandeld te worden als tijdelijke fouten, om misoperaties door inrush-stroom te voorkomen. Uitschakeling na trippen moet alleen plaatsvinden in geval van permanente fouten.
Selecteer en implementeer Automatische Schakelaars economisch en verantwoord op basis van de belasting en de lengte van de lijn.
Kies de nominale stroom, de onderbrekingscapaciteit, de korte-slagsstroomwaarde en de dynamische/thermische doorlaatstroom van de Automatische Schakelaar volgens de installatieplaats. De maximale korte-slagsstroomwaarde dient in het algemeen boven de 16 kA te liggen om rekening te houden met de continu toenemende netcapaciteit.
Stel beschermingsinstellingen goed af, inclusief tripstroom, aantal herinvoer-pogingen en tijdvertragingseigenschappen.
Coördineer tussen upstream en downstream Automatische Schakelaars: het aantal toegestane foutstroomoperaties dient per niveau te verminderen, en de tijdvertraging voor herinvoer dient per niveau te toenemen (meestal ingesteld op 8 seconden per fase).
