Tekrar kapayıcı - Recloser
|Bir kısmı bir dizi üzerinde|
|Elektrik Mühendisliği|
|Elektrik enerjisi dönüşümü|
|Elektrik enerjisi altyapısı|
|Elektrik güç sistemleri bileşenleri|
Gelen elektrik gücü dağıtımı , otomatik devre reclosers ( ACR ) sınıfıdır şalterin tespit etmek için genel elektrik dağıtım şebekelerinde kullanım ve kesme anlık için tasarlanmıştır arızaları . Tekrar kapamalı veya otomatik tekrar kapamalı olarak da bilinen ACR'ler, esasen entegre akım ve gerilim sensörleri ve bir koruma rölesine sahip yüksek gerilim dereceli devre kesicilerdir ve bir genel ağ dağıtım koruma varlığı olarak kullanım için optimize edilmiştir. Ticari ACR'ler ANSI / IEEE C37.60, IEC 62271-111 ve IEC 62271-200 standartlarına tabidir. Üç ana çalışma voltajı sınıfı 15,5 kV, 27 kV ve 38 kV'dir.
Havai dağıtım ağları için, arızaların çoğu, yıldırım çarpması , dalgalanmalar veya maruz kalan dağıtım hatlarıyla temas eden yabancı nesneler gibi geçicidir . Bu mantıkla, kesintilerin% 80'i basit bir kapatma işlemiyle çözülebilir. Tekrar kapamalar, kısa bir kapama-açma görev döngüsünü idare etmek için tasarlanmıştır; burada elektrik mühendisleri , bir kilitleme aşamasına geçmeden önce denenen kapatma işlemlerinin sayısını isteğe bağlı olarak yapılandırabilir.
Yeniden kapatıcılar, 1900'lerin ortasında ABD'de icat edildi. En eski tekrar kapamalardan bazıları 1940'ların başında Kyle Corporation (Eaton ailesinin bir parçası olan Cooper Power Systems tarafından satın alındı) tarafından tanıtıldı. Marka, birçok başka üreticinin pazara girdiği 2000'li yıllara kadar tekrar kapama, ayırıcı ve şalt cihazlarında sektör lideriydi. Tekrar kapamalı kapatıcılar, başlangıçta temel mekanik koruma aktarma yeteneklerine sahip yağ doldurulmuş hidrolik cihazlardır. Modern otomatik tekrar kapatıcılar, orijinal hidrolik ünitelerden önemli ölçüde daha gelişmiştir. 1980'lerde yarı iletken tabanlı elektronik koruyucu rölelerin ortaya çıkışı , bir dağıtım ağındaki çeşitli anormal çalışma veya arıza durumlarına farklı tepkiler verilmesine izin vererek, artan karmaşıklıkla sonuçlandı. Modern tekrar kapamalı kesicilerdeki yüksek voltaj yalıtımı ve kesinti cihazı, tipik olarak akım kesintisi ve ark söndürme için vakum kesicilerle katı dielektrik yalıtımdan oluşur .
Yeniden kapatıcılar, uzaktan kumanda edilebilen ve SCADA veya diğer iletişimler kullanılarak sorgulanabilen etkin bir şekilde bilgisayar kontrollü anahtarlama tertibatı olduklarından , genellikle akıllı bir şebekede anahtar bileşen olarak kullanılırlar . Bu özellik, yardımcı programların ağ performansları hakkında veri toplamasına ve güç geri kazanımı için otomasyon şemaları geliştirmesine olanak tanır. Bu otomasyon, dağıtılabilir (uzaktan tekrar kapama seviyesinde yürütülebilir) veya merkezileştirilebilir (uzaktan kumandalı ACR'ler tarafından yürütülecek bir merkezi kontrol odası tarafından verilen kapatma ve açma komutları).
Açıklama
Hasarı önlemek için ağ üzerindeki her istasyon, kısa devre durumunda gücü kesecek devre kesiciler veya sigortalar ile korunmaktadır . Bu, geçici olaylarla uğraşırken büyük bir sorun teşkil eder. Örneğin, güç hattına düşen bir fırtına sırasında bir ağaçtan fırlayan bir ağaç dalı, hasara neden olabilecek bir kısa devreye neden olabilir. Bununla birlikte, uzuv yere düştüğü için arıza hızla kendini temizleyebilir. Tek koruma sistemi dağıtım merkezlerindeki kesiciler tarafından sağlanırsa, onarım ekipleri kesicileri sıfırlarken dağıtım ağının geniş alanları karartılabilir. Tekrar kapatıcılar, sıfırlama sürecini otomatikleştirmek ve hizmet geri yüklemesine daha ayrıntılı bir yaklaşıma izin vermek için programlanmıştır. Sonuç, artan tedarik bulunabilirliğidir .
Tekrar kapamalar, ağı daha küçük bölümlere bölerek bu sorunu çözer. Örneğin, yukarıdaki şehir şebekesi örneği, ağdaki her dallanma noktasında tekrar kapamalarla donatılabilir. Tekrar kapatıcılar, ağdaki yukarı yöndeki konumları nedeniyle, besleyici istasyonlarındaki kesicilerden çok daha az güç kullanır ve bu nedenle çok daha düşük güç seviyelerinde açmaya ayarlanabilir. Bu, şebekedeki tek bir olayın, besleyici istasyonun bir problem fark etmesinden çok önce, yalnızca tek bir tekrar kapama tarafından işlenen bölümü keseceği anlamına gelir.
Modern tekrar kapama tesisatları genellikle SCADA iletişimi ile donatılmıştır ve tekrar kapamaların çoğunun tesis kontrol odasındaki personel tarafından uzaktan çalıştırılmasına izin verir . Operatörler, sahada bir arıza tespit edilirse dağıtım ağını yeniden yapılandırmak veya yük akışı sorunlarını düzeltmek için sahadaki tekrar kapayıcılar tarafından sağlanan bilgileri kullanabildiğinden, ağın yeniden anahtarlanmasına izin verir . Tekrar kapatıcıların uzaktan kontrolü ayrıca , saha ekiplerinin lokavt durumuna geçen cihazları sıfırlamak için sahaya gitme zorunluluğunu azaltabileceğinden, önemli operasyonel harcamalardan da tasarruf sağlar .
Otomatik tekrar kapatıcılar, tek fazlı ve üç fazlı versiyonlarda yapılır ve yağ, vakum veya SF 6 kesiciler kullanır. Tekrar kapatıcılar için kontroller, orijinal elektromekanik sistemlerden ölçüm ve SCADA işlevlerine sahip dijital elektroniğe kadar uzanır . Tekrar kapayıcıların değerleri, 10–1200 A arası yük akımları ve 1–16 kA arası arıza akımları için 2,4–38 kV arasındadır.
Bir üzerinde 3 fazlı devresi, bir tekrar kapama üç ayrı daha faydalıdır sigorta kesikler . Örneğin, bir ilgili tüp için delta dönüşüm kesik Wye tarafında kullanıldığında ve sigortalar açık bir devre kesici arasında sadece 3, 1, delta tarafında bazı müşteriler olurdu alçak gerilim nedeniyle üzerinden voltaj transferi, durum transformatör sargılar . Düşük voltaj, elektronik ekipmana ciddi hasar verebilir. Ancak bir tekrar kapama cihazı kullanılmışsa, her üç aşama da açılarak sorunu ortadan kaldırır.
Tekrar kapama ilkeleri
Orijinal hidrolik tekrar kapamalı tasarımların temel koruma yetenekleri varken, modern yarı iletken kontrollü cihazlar , dağıtım ağındaki farklı arıza sınıflarına farklı yanıtların konfigürasyonuna izin veren sofistike kontrol sistemleri sergiler . Tekrar kapama denemelerinin sayısı, tekrar kapama Standartlarına göre maksimum dört ile sınırlıdır. Tekrar kapamanın temel felsefesi, arıza durumlarını aktif olarak ele almak ve arıza tipine göre etkili bir yanıt sağlamaktır; bu, arıza türünün tespiti ile bağlantılı olarak olasılıklı bir metodoloji üzerinde yapılır.
Bir havai dağıtım ağındaki en yaygın hata türü yıldırım çarpmasıdır. Yıldırım dalgalanmaları, yalıtımın bölgesel olarak bozulmasına neden olabilecek voltajda bir artışa neden olur ve yalıtkanların üzerinde ark oluşumuna izin verir. Tekrar kapamalar bunu aşırı akım veya toprak hatası olarak tespit edebilir (arızanın asimetrisine bağlı olarak). Yıldırım dalgalanmaları çok hızlı geçer (50 ms'de azalır), bu nedenle bir tekrar kapama ünitesinin ilk tekrar kapama işlemi, hem açma hem de tekrar kapama için hızla yapılandırılabilir. Bu ilk tekrar kapama, yıldırımın neden olduğu arkın kesintiye uğramasına izin verir, ancak gücü hızlı bir şekilde geri yükler.
Tekrar kapamalı bir arıza üzerine kapanırsa, arızanın ikincil bir arıza sınıfı, bitki örtüsü teması veya ekipman arızası olması muhtemeldir. Aşırı akım arızası, negatif faz sıralı aşırı akım koruması ile teyit edilebilen bir hattan hatta bir sınıf arızasına işaret ederken, bir toprak arızası Hattan Toprağa veya Çift Hattan Toprağa arızasını gösterebilir. Tekrar kapamalar daha sonra, yan hatlardaki sigortaların yanmasına izin vermek ve arızayı izole etmek için kısa bir süre kapalı kaldıkları bir sigorta yakma politikası uygulayabilir. Arıza giderilmezse, tekrar kapayıcı tekrar açılır. Aynı politika, hatayı hattan yakmak için fay bölgelerine enerji sağlamak için kullanılabilir. Bu, birden fazla hat arasından geçen bir dal veya iletkenlerle temas eden fauna (kuşlar, yılanlar vb.) Olabilir.
Tekrar kapamalardaki hassas toprak arıza koruması tipik olarak anında kilitlemeye ayarlanır. Orta gerilim hattındaki küçük kaçak akımların (1 amperden az) bu tespiti, izolatör arızasını, kırık kabloları veya ağaçlarla temas eden hatların göstergesi olabilir. Bu senaryoya tekrar kapamanın uygulanmasında bir fayda yoktur ve sektördeki en iyi uygulama, hassas toprak arızasında tekrar kapama yapmamaktır. 500mA ve altında tespit edebilen hassas toprak arıza korumalı tekrar kapamalar, yangın başlangıcında% 80 risk azaltımı sağladıkları için yangın azaltma tekniği olarak kullanılır, ancak bu uygulamada asla tekrar kapamalı olarak kullanılmazlar, sadece tek atım dağıtılmış olarak bu arızaların varlığını doğrulamak için hassasiyete izin veren devre kesiciler.
Uygulamalar
Geleneksel tekrar kapamalar, bir uzak dağıtım sahasını ziyaret eden bir hat ekibinin atmış bir devre kesiciyi kapatmak ve gücü geri kazanmaya çalışmak için yaptığı işlemleri otomatikleştirmek için basitçe tasarlanmıştır. Modern tekrar kapatıcıların gelişmiş koruma işlevselliği ile bu cihazlar çok sayıda ek uygulamada kullanılır
|Uygulama||Metodoloji||Gereksinimler|
|Orta Besleyici Koruması||Konvansiyonel Tekrar Kapamalı Dağıtıcı||Konvansiyonel Tekrar Kapatıcı|
|Yangın Riski Azaltma||Hiç tekrar kapama yok. Hassas Toprak Arızası (Kuzey Amerika) veya 500mA'da Hassas Toprak Arızası koruma başlatması, yangın başlatma riskini% 80 ortadan kaldırır||500 mA'da SGF / SEF Yeteneğine sahip Tekrar Kapama|
|Akıllı Şebeke Dağıtım Ağı Otomasyonu||Merkezileştirilmiş veya Dağıtılmış||Merkezi Otomasyon, SCADA yoluyla veya başka şekilde uzaktan iletişim gerektirir. Dağıtılmış Otomasyon, Tekrar Kapama Kontrolöründe yapılandırılabilir|
|Yenilenebilir Bağlantı||Modern Tekrar Kapamalı Kontrol Cihazları ANSI 25 Senkronizasyon Kontrolü, 59N Nötr Voltaj Yer Değiştirme, Senkrofazörler, ANSI 25A Otomatik Senkronizasyon ve diğer voltaj korumalarını kullanır||Tekrar Kapama Cihazının her iki tarafında Gerilim Algılama|
|Trafo Merkezi Devre Kesicileri||Tepe arıza akımlarının maksimum anma kesme kapasitesini aşmadığı bir Trafo Merkezine takılan Tekrar Kapatıcıları kullanmak, genellikle sadece Kırsal Merkezler||Tipik olarak maksimum veri yolu arıza akımları 16 kA'nın altında|
|Tek Telli Toprak Dönüşlü Şebeke Koruması||Tek Fazlı Tekrar Kapama ünitesi konuşlandırılabilir. SWER ağ tasarım topolojisi, güvenlik nedenlerinden dolayı modern elektrik mühendisliğinde önerilmez, ancak maliyet tasarrufu nedeniyle bazen devreye alınır. Bu hatlarda güvenliği artırmak için Tek Fazlı Tekrar Kapatıcılar kullanılabilir||Tek Fazlı Tekrar Kapatıcı|
|Tek Fazlı Yanallar||Kuzey Amerika ağ tarzı bir tasarım olan Tek Fazlı lateraller, anahtar koruma unsuru olarak Aşırı Akımı kullanır. 3 Tek Fazlı üniteler, arızasız fazlara güvenilirliği artırmak için tek fazlı tekrar kapamanın kullanılabildiği "Tek Üçlü" bir düzenlemede birleştirilebilir. Kalıcı arızalar, dolaşım akımlarının riski yüksek olduğundan, tek fazları kilitleme yeteneğine rağmen tipik olarak 3 fazlı kilitlemedir.||Tek Üçlü Tekrar Kapama veya Tek Fazlı Tekrar Kapama Sistemi|
|Mobil Madencilik Ekipman Koruması||Tekrar kapamalı cihazlar, üç fazlı madencilik ekipmanını korumak için kullanılabilir. Bu cihazlar bazen, ekipman maden sahası çevresinde hareket ettirilirken hareket ettirilebilen mobil büfelere monte edilir. Tekrar kapatıcılar, uygulamayı karşılamak için gerekli tüm koruma ve kontrolü içerdiğinden, bu uygulamalarda koruma ekipmanının tasarım karmaşıklığı azaltılır. Bu, ekipmanın test ve devreye alma maliyetlerini azaltır.||Kiosk kurulum biçiminde tekrar kapama.|
Otomatik tekrar kapayıcılar iş başında
Etkilenen üstten geçen elektrik hatlarından beslenen bölgelerdeki konut müşterileri , zaman zaman otomatik tekrar kapatıcının etkilerini çalışırken görebilir. Arıza müşterinin kendi dağıtım devresini etkiliyorsa, bir veya birkaç kısa, tam kesinti ve ardından normal çalışma (otomatik tekrar kapatıcı, geçici bir arıza giderildikten sonra gücü geri yüklemeyi başardığında) veya tam bir hizmet kesintisi (otomatik tekrar kapatıcı olarak) görebilirler. yeniden denemelerini tüketir). Arıza bitişik bir devrede ise, müşteri, ağır arıza akımı bitişik devreye akarken ve bir veya daha fazla kez kesildiğinde gerilimde birkaç kısa "düşüş" (düşüş) görebilir. Tipik bir tezahür, bir elektrik fırtınası sırasında ev aydınlatmasının azalması veya aralıklı olarak karartılması olabilir. Otomatik tekrar kapama eylemi, elektronik cihazların zaman ayarlarını kaybetmesine, geçici bellekteki verilerin kaybolmasına, durmasına, yeniden başlatılmasına veya güç kesintisi nedeniyle hasar görmesine neden olabilir. Bu tür ekipmanların sahiplerinin, elektronik cihazları güç kesintilerinin ve ayrıca güç dalgalanmalarının sonuçlarına karşı koruması gerekebilir.
Bölümleyiciler
Tekrar kapatıcılar, genellikle bir sayaç veya bir zamanlayıcı tarafından tetiklenen bir açma mekanizmasıyla donatılmış bir ayırıcı veya kesikler olan , bölüm ayırıcılar adı verilen aşağı akış koruyucu cihazlarla işbirliği yapabilir . Bir bölümleyici genellikle arıza akımını kesmek için derecelendirilmez, ancak genellikle daha büyük bir Temel Yalıtım Seviyesine sahiptir ve bazı bölümleyicilerin bir izolasyon noktası olarak kullanılmasına izin verir. Her bölümleyici, tekrar kapamalı (veya devre kesici) arıza akımı kesintilerini algılar ve sayar. Önceden belirlenmiş bir kesinti sayısından sonra, bölüm ayırıcı açılacak ve böylece devrenin hatalı bölümünü izole edecek ve tekrar kapama cihazının diğer arızasız bölümlere beslemeyi geri yüklemesine izin verecektir. Bazı modern tekrar kapamalı kontrolörler, tekrar kapamalı kesicilerin bölümleyici modunda çalışması için yapılandırılabilir. Bu, koruma derecelendirme marjlarının elektrik varlıkları arasında etkili koruma koordinasyonu sağlamak için çok küçük olduğu uygulamalarda kullanılır.
Yangın güvenliği ve orman yangınları
Yangın riski, bir genel gider dağıtım ağının doğuştan gelen bir riskidir. Dağıtım koruma şalt sisteminin seçimine bakılmaksızın, yangın riski her zaman havai iletkenlerde yer altı retikülasyonundan daha yüksektir.
Victoria Kraliyet Komisyonu, 2009 orman yangınlarına dahil edildiğinde, orman yangını riskinin yüksek olduğu günlerde yeniden kapatmanın devre dışı bırakılması gerektiğini, ancak düşük riskli günlerde tedarik güvenilirliği için uygulanması gerektiğini belirtti.
Yanlış yapılandırılmış veya eski model tekrar kapamalar, kontrol edilemeyen yangınların başlamasında veya yayılmasında rol oynamıştır. Avustralya 2009 Kara Cumartesi Orman Yangınları üzerine yapılan araştırma, 500 mA'da yapılandırılmış Hassas Toprak Arıza korumalı tek atımlı devre kesiciler olarak çalışan tekrar kapamaların yangın başlatma riskini% 80 azaltacağını gösterdi. Yüksek yangın riski olan günlerde her türlü tekrar kapama kaldırılmalı ve genel olarak tekrar kapama tespit edilen Hassas Toprak Arızası arızalarına uygulanmamalıdır.
Victoria kamu hizmetleri, yüksek riskli bölgelerdeki havai ağlarının bir kısmını yer altı kablolarına dönüştürerek, açıktaki havai iletkenleri yalıtımlı kablolarla değiştirerek ve eski tekrar kapayıcıları modern ACR'lerle değiştirerek, ayarların yüksek orman yangınında ayarlanabilmesini sağlamak için uzaktan iletişimle değiştirerek yanıt verdi. risk günleri.
Ayrıca bakınız
Referanslar
- BM Weedy (1972), Electric Power Systems (İkinci baskı), Londra: John Wiley and Sons, s. 26 , ISBN 978-0-471-92445-6
- Thompson, Stan. "Otomatik Tekrar Kapama - Güvenlik ve Kapalı Kalma Süresinin En Aza İndirilmesi" . İletim ve Dağıtım Sayı 1 2018 . Erişim tarihi: 2018-07-02 .
- http://www.cooperindustries.com/content/public/en/power_systems/about_us/our_history.html
- Richard C. Dorf, ed. (1993), Elektrik Mühendisliği El Kitabı , Boca Raton: CRC Press, s. 1319, ISBN 978-0-8493-0185-8
- Edwin Bernard Kurtz, ed. (1997), The Lineman's and Cableman's Handbook (9. baskı), New York: McGraw Hill, s. 18–8 ila 18–15, ISBN 978-0-07-036011-2
- Willis, H. Lee (2004). Güç Dağıtım Planlaması Referans Kitabı . Marcel Dekker Inc. s. 526 . ISBN 978-0824748753 .
- Marxsen, Dr Tony (15 Temmuz 2015). "Bitki Örtüsü İletimi Ateşleme Testleri" (PDF) . www.energy.vic.gov.au . Erişim tarihi: 3 Temmuz 2018 .
- "Avustralya Kara Cumartesi Orman Yangınlarına Victoria Kraliyet Komisyonu" (PDF) . royalcommission.vic.gov.au . Erişim tarihi: 3 Temmuz 2018 .
- Dağıtım şebekesi arızaları nedeniyle koruyucu cihaz performansının gerilim düşüşü üzerindeki etkisinin incelenmesi | Mostafa Alinezhad, Iman Sepehri, Seyed Esmaeel Naghibi ve Mehrdad Ahmadi Kamarposhti | International Journal of the Physical Sciences Cilt. 5 (17), s. 2590-2597, 18 Aralık 2010
- Kurtz, The Lineman's and Cableman's Handbook s. 18–12.
- Abiri-Jahromi, Amir; Fotuhi-Firuzabad, Mahmud; Parvania, Masood; Mosleh, Mohsen (1 Ocak 2012). "Dağıtım Sistemlerinde Optimize Edilmiş Bölgesel Anahtar Yerleştirme Stratejisi". Güç Tesliminde IEEE İşlemleri . 27 (1): 362–370. doi : 10.1109 / TPWRD.2011.2171060 . S2CID 47091809 .
- "AusNet Hizmetleri Elektrik Dağıtım Ağı için Orman Yangını Azaltma Planı" . www.ausnetservices.com.au .