En kort analys av automatisk kretsåterställare i distributionsledningsautomatisering
En automatisk kretsåterställare är en högspänningsbrytare med inbyggd kontroll (den har inbyggt felströmdetektion, sekvenskontroll och utförandefunktioner utan att kräva ytterligare reläskydd eller driftsättande enheter) samt skyddsfungerande kapaciteter. Den kan automatiskt detektera ström och spänning i sin krets, avbryta felströmmar automatiskt enligt invers-tids-skyddsegenskaper vid fel, och utföra flera återställningar enligt förbestämda tidsfördröjningar och sekvenser.
1. Principt och egenskaper för nätautomatisering genom automatisk kretsåterställareschema
Automatisering av överbystromlinjer genom automatisk kretsåterställareschema utnyttjar återställarens förmåga att avbryta kortslutningsströmmar samt dess integrerade funktioner för skydd, övervakning och kommunikation. Utan att behöva lita på skyddshandlingar från anslutningspunktsskydd, lokaliseras och isoleras fel automatiskt genom samordning av skyddsinriktningar och tidsinställningar mellan återställare, vilket effektivt utvidgar anslutningspunktens bus till distributionslinjen. På huvudförsörjningen fungerar automatiska kretsåterställare som skyddsenheter, vilket möjliggör snabb segmentering av fel och automatisk isolering av grenfel.
Den primära funktionen hos automatisk kretsåterställareschemat är att uppnå nätautomatisering. Det kan automatiskt isolera fel även utan ett kommunikationsbaserat automatiseringssystem, vilket gör det möjligt att implementera det totala automatiseringsprojektet i etapper. När förhållandena tillåter kan kommunikation och automatiseringssystem förbättras senare för att realisera fullständig automatiseringsfunktionalitet.
Nätautomatisering baserad på automatiska kretsåterställare är lämplig för relativt enkla nätstrukturer, såsom dubbelanläggning med "hand-i-hand" loopade nät. I denna konfiguration är två försörjningar anslutna via en mellanliggande bindningsbrytare. Under normal drift är bindningsbrytaren öppen, och systemet fungerar i öppen-loop-läge. När ett fel uppstår i en sektion möjliggör nätomkonfiguration överföring av belastning för att bibehålla energiförsörjning till icke-felförorsakade sektioner, vilket betydligt förbättrar leveranssäkerheten. När avståndet mellan de två energikällorna inte överstiger 10 km, med hänsyn tagen till antalet segment och automatiseringskoordinering, rekommenderas en tre-återställare (automatisk kretsåterställare), fyra-segmentkonfiguration, där varje segment har en genomsnittlig längd på ungefär 2,5 km.
Med stöd av kablingsdiagrammet i figur 1: B1 och B2 är utgående brytare från anslutningspunkter; R0 till R2 är linjesegmenteringsbrytare (automatiska kretsåterställare). Under normala förhållanden är B1, B2, R1 och R2 stängda, medan R0 är öppen.
Fel i sektion ①: För tillfälliga fel återställs strömförsörjningen genom den första eller andra återkopplingen av B1. För permanenta fel, efter att B1 har utfört en återkoppling och sedan låsts (öppnas och blockerar ytterligare återkopplingar), detekterar R1 en bestående spänningsförlust i sektion ①. Efter en förinställd dödtid t₁, öppnar R1. Därefter detekterar R0 en bestående spänningsförlust i sektion ② under en längre tid t₂ (t₂ > t₁) och stängs automatiskt framgångsrikt, vilket isolerar felet inom sektion ①.
Fel i sektion ②: Tillfälliga fel rensas genom återkopplingsåtgärden av R1 (skyddskoordination förhindrar att B1 tripplar). För permanenta fel, efter att R1 har återkopplat och sedan låsts, detekterar R0 den bestående spänningsförlusten i sektion ② under tiden t₂ och stängs automatiskt. Vid stängning på den defekta linjen tripplar den omedelbart och låses, vilket isolerar felet inom sektion ②. Felisoleringen och återställningsprocessen för de två sektionerna på motsatt sida om bindningsbrytaren följer samma logik.
Ytterligare överväganden i tillämpningen inkluderar:
För att implementera felisolering genom automatisk kretsåterställareschema måste den omedelbara överströmskyddsfunktionen (nolltid) av anslutningspunktens utgående brytare inaktiveras och ersättas med tidsfördröjt omedelbart skydd.
När tillfälliga eller permanenta fel uppstår på grenlinjer, rensas de av grenmonterade automatiska kretsåterställare. Skyddsinriktningar och driftstider för grenåterställare måste vara lägre respektive kortare än de för uppförsånåterställare.
Ett distributionsautomatiseringssystem som använder lokal kontroll kan förbättra leveranssäkerheten med relativt låg investering. Dessutom, eftersom moderna automatiska kretsåterställare är mikrodatorbaserade och intelligenta, erbjuder de gränssnitt för framtida expansion av fjärrövervakning. När kommunikationsinfrastrukturen och huvudstationsystem blir tillgängliga kan systemet sömlöst övergå till ett huvudstationstyrt nätautomatiseringsschema.
2. Hur man förbättrar energiförsörjningssäkerheten och minskar linjeavbrottsvaraktighet
Använd en högpresterande PLC (Programmerbar Logikkontroller) som kontrollcentrum för den automatiska kretsåterställaren.
Raskt rensa tillfälliga fel för att minimera avbrottsvaraktigheten. I energisystem orsakar mer än 70% av linjefelen tillfälliga fel. Om tillfälliga fel behandlas likadant som permanenta fel, leder det till långa avbrott. Därför har en initial snabb återkopplingsfunktion lagts till i automatiska kretsåterställare, vilket kan rensa tillfälliga fel inom 0,3–1,0 sekunder (inställningar varierar beroende på linjevillkor), vilket drastiskt minskar avbrottsvaraktigheten för tillfälliga händelser.
Samtidig låsning vid båda ändar av den defekta sektionen. Traditionella brytare kan endast låsa ena änden av en defekt linje vid fel. I kontrast kan automatiska kretsåterställare samtidigt isolera båda ändarna av en permanent defekt sektion, vilket förhindrar avbrott i icke-defekta områden, förkortar återställningstiden, minskar antalet återkopplingsförsök och minimerar stress på nätet.
3.Användningsprinciper för automatiska kretsåterställare i distributionsnät
Driftsätt: Alla fel bör ges möjlighet att behandlas som tillfälliga fel, för att undvika felaktig operation på grund av inruschström. Låsning efter tripning bör endast ske i fallet med permanenta fel.
Välj och distribuera Automatiska Kretsstängare ekonomiskt och rimligt baserat på laststorlek och ledningslängd.
Välj den nominella strömmen, brytningseffekten, kortslutningsströmskapaciteten samt dynamiska/termiska ståndhållningsströmmar för Automatiska Kretsstängaren enligt dess installationsplats. Den maximala kortslutningsströmskapaciteten bör generellt vara över 16 kA för att anpassa sig till det kontinuerligt ökande nätets kapacitet.
Koordinera skyddsinstrumentens inställningar korrekt, inklusive trippström, antal återstängningsförsök och tidsfördröjningskarakteristika.
Koordinera mellan uppe- och nedströmsbelägna Automatiska Kretsstängare: antalet tillåtna felströmsoperationer bör minska nivå för nivå, och tidsfördröjningen för återstängning bör öka nivå för nivå (vanligtvis satt till 8 sekunder per etapp).
