Dağıtım Besleme Otomasyonunda Otomatik Devre Kapanıcıya İlişkin Kısa Bir Analiz

Otomatik Devre Kapatıcı, dahili kontrol (ek ilave koruma veya operasyon cihazlarına ihtiyaç duymadan hata akım algılama, işlem sırası kontrolü ve yürütme fonksiyonlarına sahiptir) ve koruma yetenekleri olan yüksek gerilimli bir anahtarlama cihazıdır. Bu, devresindeki akımı ve voltajı otomatik olarak algılayabilir, hatalar sırasında ters-zamanlı koruma karakteristiğine göre hata akımlarını otomatik olarak keser ve önceden belirlenmiş zaman gecikmeleri ve sıralamalarına göre birden fazla yeniden kapatma yapabilir.

1.Otomatik Devre Kapatıcı Şeması ile Gerçekleştirilen Besleme Otomasyonunun İlkeleri ve Özellikleri

Otomatik Devre Kapatıcı şeması kullanarak havada dağıtım hatlarının otomasyonu, kısa devre akımlarını kesme, koruma, izleme ve iletişim entegre fonksiyonları olan kapatıcının yeteneklerinden yararlanır. Bu şema, alt istasyon anahtar cihazlarının koruma eylemlerine bağlı olmaksızın, kapatıcılar arasındaki koruma ayarları ve zamanlamaların koordinasyonu aracılığıyla hataları otomatik olarak bulur ve izole eder, bu da etkili bir şekilde alt istasyon bus'ünü dağıtım hatına genişletir. Ana besleyicide, Otomatik Devre Kapatıcılar koruma cihazları olarak görev yapar, hataların hızlı bölünmesini ve dallardaki hataların otomatik izolasyonunu sağlar.

Otomatik Devre Kapatıcı şemasının temel işlevi besleme otomasyonunu gerçekleştirmektir. İletişim tabanlı bir otomasyon sistemi olmadan bile hataları otomatik olarak izole edebilir, böylece genel otomasyon projesinin aşamalı olarak uygulanmasını sağlar. Koşullar uygun olduğunda, iletişim ve otomasyon sistemleri daha sonra geliştirilebilir ve tam otomasyon işlevselliği sağlanabilir.

Otomatik Devre Kapatıcıya dayalı besleme otomasyonu, iki güç kaynağı "el ele" döngülü ağlar gibi nispeten basit ağ yapılarına uygundur. Bu yapıda, iki besleyici orta bir bağ anahtarı aracılığıyla birbirine bağlanır. Normal işletimde, bağ anahtarı açık kalır ve sistem açık döngü modunda çalışır. Bir bölümde hata oluştuğunda, ağ yeniden yapılandırılması yük transferini sağlar ve hata dışındaki bölümlere elektrik tedarikini sürdürür, bu da tedarik güvenilirliğini önemli ölçüde artırır. İki güç kaynağı arasındaki mesafe 10 km'yi aşmıyorsa, segment sayısı ve otomasyon koordinasyonu göz önünde bulundurularak, her segmentin yaklaşık 2.5 km uzunluğunda olduğu üç kapatıcı (Otomatik Devre Kapatıcı), dört segmentli yapılandırma önerilir.

Şekil 1'deki bağlantı diyagramına örnek olarak: B1 ve B2 alt istasyonlardan çıkan devre kesicilerdir; R0 to R2 hat bölme anahtarıdır (Otomatik Devre Kapatıcı). Normal koşullarda, B1, B2, R1 ve R2 kapalıdır, R0 ise açıktır.

• Bölüm ①'de Hata: Geçici hatalar için, B1'in ilk veya ikinci kapanması ile güç geri kazanılır. Kalıcı hatalar için, B1 kapanıp sonra kilitlenir (açılır ve tekrar kapanmayı engeller), R1 Bölüm ①'de sürekli gerilim kaybını algılar. Önceden belirlenmiş bir ölü zaman t₁ sonrasında, R1 açılır. Daha sonra, R0, Bölüm ②'de daha uzun bir süre t₂ (t₂ > t₁) boyunca sürekli gerilim kaybını algılar ve otomatik olarak başarılı bir şekilde kapanır, böylece hata Bölüm ① içinde izole edilir.

• Bölüm ②'de Hata: Geçici hatalar, R1'in kapanması ile (koruma koordinasyonu B1'in triplerini önler) temizlenir. Kalıcı hatalar için, R1 kapanıp sonra kilitlendikten sonra, R0 Bölüm ②'de t₂ süresince sürekli gerilim kaybını algılar ve otomatik olarak kapanır. Hatalı hattın üzerine kapanmasından hemen sonra, hemen tripler ve kilitlenir, böylece hata Bölüm ② içinde izole edilir. Bağ anahtarı karşısında iki bölümdeki hata izole ve geri kazanma süreci aynı mantığı takip eder.

Uygulamadaki ek dikkat edilmesi gereken hususlar şunlardır:

• Otomatik Devre Kapatıcı şeması kullanarak hata izolesini gerçekleştirmek için, alt istasyon çıkış kesicisinin anlık aşırı akım (sıfır zaman) koruma fonksiyonu devre dışı bırakılmalı ve zaman gecikmeli anlık koruma ile değiştirilmelidir.

• Dallarda geçici veya kalıcı hatalar oluştuğunda, dallara monte edilmiş Otomatik Devre Kapatıcılar tarafından temizlenir. Dal kapatıcılarının koruma ayarları ve çalışma süreleri, yukarı yönlü ana hat kapatıcılarından daha düşük ve daha kısa olmalıdır.

Yerel kontrol kullanan bir dağıtım otomasyon sistemi, nispeten düşük yatırım ile tedarik güvenilirliğini artırabilir. Ayrıca, modern Otomatik Devre Kapatıcılar mikroişlemci tabanlı ve akıllı olduğu için, gelecekte uzaktan izleme genişlemesi için arayüzler sağlar. İletişim altyapısı ve ana istasyon sistemleri mevcut olduğunda, sistem sorunsuz bir şekilde ana istasyon kontrollü besleme otomasyon şemasına geçiş yapabilir.

2. Elektrik Tedarik Güvenilirliğini Nasıl Artırabilir ve Hat Kesinti Süresini Nasıl Azaltabilirsiniz

• Otomatik Devre Kapatıcı'nın kontrol merkezi olarak yüksek performanslı PLC (Programlanabilir Mantık Kontrolcüsü) kullanın.

• Geçici hataları hızlı bir şekilde temizleyerek kesinti süresini minimuma indirin. Elektrik sistemlerinde, hat hatalarının %70'inden fazlası geçicidir. Eğer geçici hatalar kalıcı hatalar gibi ele alınırsa, uzun süreli kesintiler meydana gelir. Bu nedenle, Otomatik Devre Kapatıcı'lara ilk hızlı kapanma işlevi eklenmiştir, bu işlev, hat koşullarına bağlı olarak 0.3–1.0 saniye arasında (ayarlar hat koşullarına bağlı olarak değişir) geçici hataları temizleyebilir, bu da geçici olayların kesinti süresini büyük ölçüde azaltır.

• Hatalı bölümlerin her iki ucunda eşzamanlı kilitleme. Geleneksel devre kesiciler, hata oluştuğunda hatalı hatın sadece bir ucunu kilitleyebilir. Buna karşılık, Otomatik Devre Kapatıcılar kalıcı hatalı bir bölümü hem hatalı hem de hatalı olmayan alanlarda kapatma denemelerinin sayısını azaltarak ve grid üzerindeki stresi azaltarak eşzamanlı olarak izole edebilir.

3.Dağıtım Ağlarında Otomatik Devre Kapatıcıların Uygulama İlkeleri

• • Çalışma Koşulları: Tüm arızalar geçici arızalar olarak ele alınmalı ve dolambaçlı akım nedeniyle yanlış işlemeye neden olunmamalıdır. Kilitlenme sadece kalıcı arızalar durumunda gerçekleşmelidir.

  • Otomatik Devre Kesici'leri yük büyüklüğüne ve hat uzunluğuna göre ekonomik ve uygun şekilde seçin ve dağıtın.

  • Otomatik Devre Kesici'nin kurulum yeri göz önüne alınarak, nominal akım, kesme kapasitesi, kısa devre akımı derecesi ve dinamik/termal dayanıklılık akımı belirlenmelidir. Maksimum kısa devre akımı derecesi genellikle artan şebeke kapasitesine uyum sağlamak için 16 kA'nın üzerinde olmalıdır.

  • Koruma ayarlarını, darbe akımı, yeniden kapama girişim sayısı ve zaman gecikme özelliklerini dikkatlice koordine edin.

  • Yukarı ve aşağı yönde Otomatik Devre Kesici'leri koordine edin: izin verilen arıza akımı işlemlerinin sayısı seviye seviye azalmalı ve yeniden kapama için zaman gecikmesi seviye seviye artmalıdır (genellikle her aşamada 8 saniye olarak ayarlanır).