Kratka analiza automatskog ponovnog zatvaranja prekidača u automatizaciji distribucijskih povodnih linija

Automatski prekidač za ponovno zatvaranje je uređaj za prekid visokog naponskog toka sa ugrađenim kontrolnim funkcijama (podrazumeva detekciju strujnog toka greške, kontrolu sekvence operacija i izvršavanje funkcija bez potrebe za dodatnim relim zaštiti ili operativnim uređajima) i zaštitnim mogućnostima. On može automatski detektovati tok struje i napona u svojoj mreži, automatski prekinuti strujne tokove greške prema karakteristikama inverzne vremenske zaštite tijekom grešaka, i izvršiti više ponovnih zatvaranja prema predodređenim vremenskim kašnjenjima i sekvencama.

1. Princip i karakteristike automatizacije isporuke implementirane shemom Automatskog prekidača za ponovno zatvaranje

Automatizacija površinskih distribucijskih linija korišćenjem sheme Automatskog prekidača za ponovno zatvaranje koristi sposobnost prekidača da prekine strujne tokove kratkog spoja i njegove integrirane funkcije zaštite, nadgledanja i komunikacije. Bez oslanjanja na zaštitne akcije prekidača u podstacionoj opremi, ova shema automatski lokira i izoluje greške kroz koordinaciju postavki zaštite i vremena među prekidačima, efektivno proširujući bus podstacije u distribucijsku liniju. Na glavnom feeder-u, Automatski prekidači za ponovno zatvaranje služe kao zaštitni uređaji, omogućujući brzo segmentiranje grešaka i automatsku izolaciju grešaka na granicama.

Primarna funkcija sheme Automatskog prekidača za ponovno zatvaranje jeste da ostvari automatizaciju isporuke. Može automatski izolirati greške čak i bez sistema automatizacije temeljenog na komunikaciji, omogućujući fazi realizaciju celokupnog projekta automatizacije. Kada dozvoljavaju okolnosti, komunikacijski i automatizacijski sistemi mogu biti kasnije poboljšani kako bi se ostvarila potpuna funkcionalnost automatizacije.

Automatizacija isporuke bazirana na Automatskom prekidaču za ponovno zatvaranje odgovara relativno jednostavnim mrežnim strukturama, poput dvostruko-napajanih "ruka u ruku" zatvorenih mreža. U toj konfiguraciji, dva feeder-a su povezana putem srednjeg vezanog prekidača. Tijekom normalne operacije, vezani prekidač ostaje otvoren, a sistem radi u otvorenoj petlji. Kada se dogodi greška na nekom odjelu, rekonfiguracija mreže omogućava prenos opterećenja kako bi se održao prinos snage nepoštenim odjelima, značajno unapređujući pouzdanost isporuke. Kada je udaljenost između dva izvora energije manja od 10 km, uzimajući u obzir broj segmenata i koordinaciju automatizacije, preporučljiva je konfiguracija sa tri prekidača (Automatski prekidač za ponovno zatvaranje), četiri-segmentna, sa svaki segment koji prosečno iznosi oko 2,5 km dužine.

Koristeći dijagram veza na Slici 1 kao primjer: B1 i B2 su izlazni prekidači iz podstacija; R0 do R2 su prekidači za deljenje linija (Automatski prekidači za ponovno zatvaranje). Pod normalnim uvjetima, B1, B2, R1 i R2 su zatvoreni, dok je R0 otvoren.

• Greška u odseku ①: Za privremene greške, snaga se vraća prvim ili drugim zatvaranjem B1. Za trajne greške, nakon što B1 izvrši zatvaranje i zatim se zaključa (otvori i blokira daljnje zatvaranje), R1 detektuje trajnu gubitak napona u odseku ①. Nakon predodređenog vremena smrti t₁, R1 se otvara. Zatim, R0 detektuje trajnu gubitak napona u odseku ② za duže vrijeme t₂ (t₂ > t₁) i automatski uspešno zatvara, time izolirajući grešku unutar odseka ①.

• Greška u odseku ②: Privremene greške se otklanjaju zatvaranjem R1 (koordinacija zaštite sprečava B1 da skoči). Za trajne greške, nakon što R1 zatvori i zatim se zaključa, R0 detektuje trajnu gubitak napona u odseku ② za vreme t₂ i automatski zatvara. Nakon zatvaranja na grešnom vodu, on odmah skoči i zaključa, izolirajući grešku unutar odseka ②. Proces izolacije greške i obnavljanja za dva odjela na suprotnoj strani vezanog prekidača slijedi istu logiku.

Dodatne razmatranja u primjeni uključuju:

• Da bi se izvela izolacija greške korišćenjem sheme Automatskog prekidača za ponovno zatvaranje, funkcija trenutne prekomjerne struje (nula-vremena) izlaznog prekidača podstacije mora biti onemogućena i zamijenjena sa vremenski odgođenom trenutnom zaštitom.

• Kada se privremene ili trajne greške dogode na granačnim linijama, one se otklanjaju granačno montiranimi Automatskim prekidačima za ponovno zatvaranje. Postavke zaštite i vremena radnje granačnih prekidača moraju biti niže i kraće, redom, nego one glavnog prekidača na izvoru.

Distribucijski sistem automatizacije korišćenjem lokalne kontrole može poboljšati pouzdanost isporuke s relativno niskim ulaganjem. Nadalje, budući da su moderni Automatski prekidači za ponovno zatvaranje temeljени на микропроцессорах и интеллектуальны, они предоставляют интерфейсы для будущего расширения удаленного мониторинга. Когда инфраструктура связи и системы центральной станции становятся доступными, система может бесшовно перейти к схеме автоматизации питания, управляемой центральной станцией.

2. Как улучшить надежность электроснабжения и сократить время отключения линии

• Используйте высокопроизводительный ПЛК (программируемый логический контроллер) в качестве центра управления Автоматическим повторителем.

• Быстро устраняйте временные неисправности, чтобы минимизировать время отключения. В энергетических системах более 70% линейных неисправностей являются временными. Если временные неисправности обрабатываются так же, как и постоянные, возникают длительные отключения. Поэтому добавлена функция быстрого повторного включения в Автоматические повторители, которая может устранять временные неисправности в течение 0,3–1,0 секунды (настройки варьируются в зависимости от условий линии), что значительно сокращает время отключения при временных событиях.

• Одновременная блокировка обоих концов поврежденного участка. Традиционные выключатели могут блокировать только один конец поврежденной линии при возникновении неисправности. В отличие от этого, Автоматические повторители могут одновременно изолировать оба конца постоянно поврежденного участка, предотвращая отключения в неповрежденных областях, сокращая время восстановления, уменьшая количество попыток повторного включения и минимизируя нагрузку на сеть.

3. Принципы применения Автоматических повторителей в распределительных сетях

• • Uslovi rada: Sve greške treba tretirati kao privremene greške, izbegavajući pogrešno funkcionisanje zbog strujnog udara. Zaključavanje nakon isključivanja treba da se desi samo u slučaju trajnih grešaka.

  • Izaberite i implementirajte Automatska prekidača za ponovno zatvaranje ekonomično i razumno na osnovu veličine opterećenja i dužine linije.

  • Izaberite nominalnu struju, kapacitet prekida, ocenu struje kratkog spoja i dinamičku/termalnu otpornost Automatskog prekidača za ponovno zatvaranje prema njegovoj lokaciji instalacije. Maksimalna ocena struje kratkog spoja obično treba da bude iznad 16 kA kako bi se prilagodila kontinualno rastućoj kapacitetu mreže.

  • Pravilno koordinirajte postavke zaštite, uključujući struju isključivanja, broj pokušaja ponovnog zatvaranja i karakteristike kašnjenja.

  • Koordinirajte između Automatskih prekidača za ponovno zatvaranje na upstream i downstream pozicijama: broj dozvoljenih operacija struje greške treba da se smanji nivo po nivo, a vreme kašnjenja za ponovno zatvaranje treba da se poveća nivo po nivo (obično postavljen na 8 sekundi po nivou).