การวิเคราะห์สั้น ๆ เกี่ยวกับอุปกรณ์ตัดวงจรแบบอัตโนมัติในระบบอัตโนมัติของสายส่งไฟฟ้า

ฟิลด์: การวิเคราะห์หม้อแปลง

China

อุปกรณ์ตัดวงจรโดยอัตโนมัติ (Automatic Circuit Recloser) เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนทางไฟฟ้าแรงสูงที่มีระบบควบคุมภายใน (สามารถตรวจจับกระแสไฟฟ้าผิดปกติ การควบคุมลำดับการทำงาน และการดำเนินการโดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องคุ้มครองหรืออุปกรณ์ควบคุมเพิ่มเติม) และความสามารถในการคุ้มครอง มันสามารถตรวจจับกระแสและแรงดันไฟฟ้าในวงจรของตัวเองได้โดยอัตโนมัติ ตัดกระแสไฟฟ้าผิดปกติตามลักษณะการคุ้มครองแบบเวลาแปรผกผันเมื่อมีข้อผิดพลาด และทำการป้อนกลับหลายครั้งตามช่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและลำดับการทำงาน

1.หลักการและคุณสมบัติของการทำงานอัตโนมัติของสายส่งโดยใช้วิธี Automatic Circuit Recloser

การอัตโนมัติของสายส่งไฟฟ้าบนอากาศโดยใช้วิธี Automatic Circuit Recloser อาศัยความสามารถในการตัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรและการทำงานแบบรวมของระบบคุ้มครอง การตรวจสอบ และการสื่อสาร โดยไม่ต้องพึ่งพาการคุ้มครองจากสวิตช์เกียร์สถานีไฟฟ้า วิธีนี้สามารถหาตำแหน่งและแยกข้อผิดพลาดออกโดยอัตโนมัติผ่านการประสานงานการตั้งค่าคุ้มครองและระยะเวลาของ Automatic Circuit Recloser ทำให้ขยายเส้นทางของบัสสถานีไฟฟ้าออกไปยังสายส่งไฟฟ้า บนสายส่งหลัก Automatic Circuit Recloser ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์คุ้มครอง ช่วยให้สามารถแบ่งแยกข้อผิดพลาดและแยกข้อผิดพลาดของสายส่งแขนงได้อย่างรวดเร็ว

ฟังก์ชันหลักของวิธี Automatic Circuit Recloser คือการทำให้สายส่งทำงานอัตโนมัติ สามารถแยกข้อผิดพลาดออกได้โดยอัตโนมัติแม้จะไม่มีระบบอัตโนมัติที่ใช้การสื่อสาร ทำให้โครงการอัตโนมัติทั้งหมดสามารถดำเนินการได้เป็นขั้นตอน เมื่อเงื่อนไขเหมาะสม ระบบสื่อสารและระบบอัตโนมัติสามารถเพิ่มเติมภายหลังเพื่อให้มีฟังก์ชันอัตโนมัติครบถ้วน

การอัตโนมัติของสายส่งโดยใช้วิธี Automatic Circuit Recloser เหมาะสำหรับโครงสร้างเครือข่ายที่ค่อนข้างง่าย เช่น เครือข่ายวงจรป้อนคู่พลังงาน "มือในมือ" ที่เชื่อมต่อสองสายส่งผ่านสวิตช์เชื่อมกลาง ในภาวะปกติ สวิตช์เชื่อมกลางจะเปิดอยู่และระบบทำงานในโหมดวงจรเปิด ขณะที่เกิดข้อผิดพลาดในส่วนใดส่วนหนึ่ง การปรับโครงสร้างเครือข่ายจะช่วยโอนโหลดเพื่อรักษาการจ่ายไฟฟ้าไปยังส่วนที่ไม่ผิดพลาด ทำให้ความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก หากระยะทางระหว่างแหล่งพลังงานทั้งสองไม่เกิน 10 กิโลเมตร ควรใช้การกำหนดค่าสาม Automatic Circuit Recloser และสี่ส่วน โดยแต่ละส่วนยาวประมาณ 2.5 กิโลเมตร

Figure 1 Basic Grid Structure of the Recloser Scheme.jpg

โดยใช้แผนภาพการเชื่อมต่อในรูปที่ 1 เป็นตัวอย่าง: B1 และ B2 เป็นเบรกเกอร์ขาออกของสถานีไฟฟ้า; R0 ถึง R2 เป็นสวิตช์แยกส่วนสาย (Automatic Circuit Reclosers) ในภาวะปกติ B1, B2, R1, และ R2 จะปิดอยู่ ในขณะที่ R0 เปิดอยู่

ข้อผิดพลาดในส่วน ①: สำหรับข้อผิดพลาดชั่วคราว ไฟฟ้าจะถูกฟื้นฟูโดยการป้อนกลับครั้งแรกหรือครั้งที่สองของ B1 สำหรับข้อผิดพลาดถาวร หลังจาก B1 ทำการป้อนกลับแล้วล็อก (เปิดและป้องกันการป้อนกลับเพิ่มเติม) R1 จะตรวจจับแรงดันไฟฟ้าหายไปในส่วน ① หลังจากระยะเวลาที่กำหนด t₁ R1 จะเปิด ต่อมา R0 จะตรวจจับแรงดันไฟฟ้าหายไปในส่วน ② นานกว่า t₂ (t₂ > t₁) และปิดโดยอัตโนมัติ ทำให้แยกข้อผิดพลาดในส่วน ① ได้
ข้อผิดพลาดในส่วน ②: ข้อผิดพลาดชั่วคราวจะถูกกำจัดโดยการป้อนกลับของ R1 (การประสานงานคุ้มครองป้องกันไม่ให้ B1 ทริป) สำหรับข้อผิดพลาดถาวร หลังจาก R1 ป้อนกลับแล้วล็อก R0 จะตรวจจับแรงดันไฟฟ้าหายไปในส่วน ② นาน t₂ และปิดโดยอัตโนมัติ เมื่อปิดลงบนสายที่มีข้อผิดพลาด จะทริปและล็อกทันที ทำให้แยกข้อผิดพลาดในส่วน ② ได้ กระบวนการแยกข้อผิดพลาดและการฟื้นฟูสำหรับสองส่วนที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของสวิตช์เชื่อมต่อจะดำเนินตามตรรกะเดียวกัน

ข้อพิจารณาเพิ่มเติมในการใช้งาน:

เพื่อแยกข้อผิดพลาดโดยใช้วิธี Automatic Circuit Recloser ต้องปิดฟังก์ชันคุ้มครองกระแสไฟฟ้าเกินทันที (zero-time) ของเบรกเกอร์ขาออกของสถานีไฟฟ้าและแทนที่ด้วยคุ้มครองกระแสไฟฟ้าเกินแบบมีเวลาเลื่อน
เมื่อมีข้อผิดพลาดชั่วคราวหรือถาวรบนสายส่งแขนง ข้อผิดพลาดเหล่านี้จะถูกกำจัดโดย Automatic Circuit Recloser ที่ติดตั้งบนสายส่งแขนง การตั้งค่าคุ้มครองและการทำงานของ Automatic Circuit Recloser บนสายส่งแขนงต้องต่ำและสั้นกว่าของ Automatic Circuit Recloser บนสายส่งหลัก

ระบบอัตโนมัติการกระจายไฟฟ้าโดยใช้การควบคุมท้องถิ่นสามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้าด้วยการลงทุนที่ค่อนข้างต่ำ นอกจากนี้เนื่องจาก Automatic Circuit Recloser สมัยใหม่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์และมีความฉลาด จึงมีอินเทอร์เฟซสำหรับการขยายการตรวจสอบจากระยะไกลในอนาคต เมื่อมีโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารและระบบควบคุมหลักพร้อมใช้งาน ระบบสามารถเปลี่ยนไปใช้วิธีการอัตโนมัติของสายส่งที่ควบคุมโดยระบบควบคุมหลักได้อย่างราบรื่น

2.วิธีการปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟฟ้าและการลดระยะเวลาการหยุดจ่ายไฟฟ้า

ใช้ PLC (Programmable Logic Controller) ประสิทธิภาพสูงเป็นศูนย์ควบคุมของ Automatic Circuit Recloser
กำจัดข้อผิดพลาดชั่วคราวอย่างรวดเร็วเพื่อลดระยะเวลาการหยุดจ่ายไฟฟ้า ในระบบไฟฟ้า มากกว่า 70% ของข้อผิดพลาดบนสายส่งเป็นข้อผิดพลาดชั่วคราว หากข้อผิดพลาดชั่วคราวถูกจัดการเหมือนกับข้อผิดพลาดถาวร จะทำให้มีการหยุดจ่ายไฟฟ้านาน ดังนั้น ได้เพิ่มฟังก์ชันป้อนกลับเร็วครั้งแรกใน Automatic Circuit Recloser ซึ่งสามารถกำจัดข้อผิดพลาดชั่วคราวภายใน 0.3–1.0 วินาที (การตั้งค่าแตกต่างกันตามสภาพสายส่ง) ทำให้ระยะเวลาการหยุดจ่ายไฟฟ้าสำหรับเหตุการณ์ชั่วคราวลดลงอย่างมาก
ล็อกทั้งสองปลายของส่วนที่มีข้อผิดพลาดพร้อมกัน เบรกเกอร์แบบดั้งเดิมสามารถล็อกเฉพาะปลายหนึ่งของสายส่งที่มีข้อผิดพลาดเมื่อเกิดข้อผิดพลาด ในทางกลับกัน Automatic Circuit Recloser สามารถแยกทั้งสองปลายของส่วนที่มีข้อผิดพลาดถาวรได้พร้อมกัน ป้องกันการหยุดจ่ายไฟฟ้าในส่วนที่ไม่มีข้อผิดพลาด ลดระยะเวลาการฟื้นฟู ลดจำนวนครั้งของการป้อนกลับ และลดความเครียดในระบบ

3.หลักการใช้งาน Automatic Circuit Recloser ในระบบกระจายไฟฟ้า

เงื่อนไขการปฏิบัติงาน: ควรให้โอกาสแก่ข้อผิดพลาดทั้งหมดในการถูกจัดการเป็นข้อผิดพลาดชั่วคราว เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานผิดพลาดเนื่องจากกระแสไฟฟ้าเข้าเร็ว การล็อกเอาต์หลังจากการทริปควรเกิดขึ้นเฉพาะในกรณีของข้อผิดพลาดอย่างถาวรเท่านั้น
เลือกและใช้งาน Automatic Circuit Reclosers อย่างมีประสิทธิภาพและเหมาะสมตามขนาดของโหลดและความยาวของสายไฟ
เลือกกระแสไฟฟ้าคงที่ ความจุในการตัดวงจร ระดับกระแสไฟฟ้าลัดวงจร และกระแสไฟฟ้าที่ทนทานได้ทั้งแบบไดนามิกและแบบความร้อนของ Automatic Circuit Recloser ตามตำแหน่งการติดตั้ง ระดับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดควรจะมากกว่า 16 kA เพื่อรองรับกำลังการผลิตของระบบไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
ปรับแต่งการตั้งค่าการป้องกันให้เหมาะสม รวมถึงกระแสไฟฟ้าในการทริป จำนวนครั้งในการรีคลอส และคุณสมบัติของเวลาที่หน่วง
ประสานงานระหว่าง Automatic Circuit Reclosers ทางด้านบนและด้านล่าง: จำนวนการดำเนินการของกระแสไฟฟ้าที่เกิดข้อผิดพลาดควรลดลงตามลำดับ และเวลาที่หน่วงสำหรับการรีคลอสควรเพิ่มขึ้นตามลำดับ (โดยทั่วไปตั้งค่าไว้ที่ 8 วินาทีต่อขั้น)