Automatisierung sekundärer Verteilungsnetze in ländlichen Gebieten
Netzwerkautomatisierung für ländliche Gebiete
Die Herausforderungen in Netzwerkautomatisierung für ländliche Gebiete ähneln denen in städtischen Gebieten, die Netzwerktopologie kann jedoch sehr unterschiedlich sein.
Automatisierung sekundärer Vertriebsnetze in ländlichen Gebieten (Bildnachweis: orbcomm.com)
Eine typische herkömmliche Netzwerktopologie ist in Abbildung 1 dargestellt.
Aufgrund der relativ spärlichen Bevölkerung Feeder sind im Allgemeinen radial, oft mit Stichlinien, und kann ziemlich lang sein - 60km Länge der Hauptzuführung bei 11 kV ist möglich. Bei den Zuführungen handelt es sich normalerweise um herkömmliche Freileitungen mit nicht isolierten Leitern, und die Fehlerraten für diese Leitungen sind im Vergleich zu Kabeln oder EHV-Freileitungen hoch.
In einigen Ländern, es werden leicht isolierte Leiter verwendetund diese verringern die ermittelten Fehlerraten.
Abbildung 1 - Ländliches Vertriebsnetz
Reaktionszeiten für Ortung und Behebung von FehlernDies kann langwierig sein, da der einzige Hinweis auf einen aufgetretenen Fehler die Beschwerden des Kunden über den Ausfall der Versorgung aufgrund des Auslösens des Quellschutzschalters sein kann. In diesem Fall erleiden alle von der Leitung gespeisten Verbraucher einen Versorgungsausfall, und die Ermittlung des Fehlers kann eine beträchtliche Zeit in Anspruch nehmen.
Viele mögliche Verbesserungen, die die Automatisierungstechniken der grundlegenden Feeder-Topologie nutzen, sind möglich, um die Situation zu verbessern:
1. Fernbedienung / Überwachung des Leistungsschalters
Dies bietet einen kleinen Vorteil in den Bediener auf einen Versorgungsausfall aufmerksam machen und einen größeren auf die Minimierung der Wiederherstellungszeit. Die meisten OHL-Fehler sind vorübergehender Natur unddaher ist es wahrscheinlich, dass die Wiedereinschaltung des Leistungsschalters nach einem kurzen Zeitintervall dazu führt, dass die Versorgung wiederhergestellt wird. Der Bediener kann daher ein manuelles Schließen des Leistungsschalters versuchen, um die Versorgung wiederherzustellen.
Verwendung eines automatischen Wiedereinschaltungsschemas kann die Abschaltzeit weiter reduzieren und den Bediener der Leitwarte von Arbeitsaufwand entlastenInsbesondere bei schlechtem Wetter, wenn viele Verteilerleitungen vorübergehende Fehler erleiden.
Abbildung 2 - Verzögerte automatische Wiedereinschaltungslogik
2. Automatische Sectionalizer
Ein automatischer Aufteiler ist a Schaltgerät, das den Stromfluss über einem eingestellten Wert erkennt und einen Schalter öffnet, um das Netzwerk nach dem Gerät zu trennen.
Weil solche Geräte in der Regel auf Stangen montiert werdenAn Orten, die von einer geeigneten Stromversorgung entfernt sind, ist der Abtast- und Schaltmechanismus so eingerichtet, dass er sich selbst mit Strom versorgt. Die Kosten eines Transformators usw., um eine solche Versorgung von der Versorgungsseite der Leitung bereitzustellen, sind nicht gerechtfertigt und tragen zu zusätzlichen Schwierigkeiten bei.
Bei Stromkreisen mit mehr als einer Einspeisung und einem normalerweise offenen Punkt (Abbildung 3) kann der Versorgungsausfall bis zur Behebung des Fehlers auf den Abschnitt begrenzt werden, in dem der Fehler liegt.
Der Sektionierer bei Punkt B wird automatisch geöffnet, und der Bediener kann Maßnahmen ergreifen, um das Feld zu öffnen Punkt C. Der fehlerhafte Abschnitt ist somit isoliert und (bei zufriedenstellenden Systembedingungen) kann der Teiler am normalerweise offenen Punkt geschlossen sein.
Abbildung 3 - Automatischer Schnittbetrieb
Nachteile
Es kann jedoch auch Nachteile geben. Die Einstufung des Abzweigleistungsschalters mit den Aufteilern kann schwierig sein und führen zu längeren Fehlerbehebungszeiten für Fehler im Abschnitt zwischen dem Trennschalter und dem ersten Teiler. Der Leistungsschalter muss für die daraus resultierende Fehlerbelastung ausgelegt sein.
Verbraucher, die sich in gesunden Leitungsabschnitten befinden, erleiden möglicherweise längere Spannungseinbrüche, was zu Problemen mit der Ausrüstung führen kann.
Eine Abbildung des Geräts ist in Abbildung 4 dargestellt.
Man kann es sich als Vertriebsnetz vorstellenäquivalent zu einem automatischen Wiedereinschaltungsschema, das auf Leistungsschalter auf einer EHV-Übertragungsleitung angewendet wird. Sie überwindet den Nachteil eines Aufteilers, dass vorübergehende Fehler nicht zu einem Ausfall der Versorgung der stromabwärts gelegenen Verbraucher führen.
Abbildung 4 - Moderner automatischer Aufteiler
Wie funktioniert der Wiedereinsteiger?
Die erste Wiedereinschaltautomatik arbeitet kurzZeit nach dem Öffnen und ist normalerweise erfolgreich, wenn der Fehler vorübergehend ist. Sollte bei der ersten Wiedereinschaltung immer noch ein Fehler entdeckt werden, bleibt der Wiedereinsteller absichtlich für längere Zeit geschlossen, um zu versuchen, den Fehler zu beheben, indem er die Lichtbögenergie zum Ausbrennen der Fehlerursache verwendet. Der Wiedereinsteller öffnet sich dann und schließt nach einer voreingestellten Totzeit. Sollte der Fehler weiterhin bestehen, wird ein weiterer Brennzeit- / Öffnungs- / Wiedereinschaltungszyklus ausgeführt, wonach ein endgültiger Öffnungs- / Verriegelungsvorgang ausgeführt wird, falls der Fehler noch besteht.
Abbildung 5 zeigt das Vertriebsnetz von Abbildung 1 nach Anwendung der vollständigen Automatisierung wie oben beschrieben.
Abbildung 5 - Automatisiertes ländliches Vertriebsnetz
Die Vorteile sind:
- Schnelle Wiederherstellung der Versorgung aller Verbraucher nach vorübergehenden Fehlern
- Abschaltung der Mindestanzahl von Verbrauchern nach einem dauerhaften Fehler
- Anzeige der Netzwerkleistung an die Leitstelle, einschließlich Fehlerortung und Netzwerkbelastung
- Reduzierte Anforderung an die Außendienstmitarbeiter für das manuelle Schalten
- Reduzierte Zeit für die Fehlerortung
Bei vorhandenen Geräten sind diese Informationen möglicherweise nicht vorhandenüberhaupt verfügbar sein, sofern keine Feldmessung durchgeführt wird. Die Informationen können nicht nur verwendet werden, um Einschränkungen im Netzwerk zu erkennen, sondern auch, um die Reservekapazität viel genauer zu bestimmen (im Hinblick auf zulässige kurzzeitige Überlastungen, ohne dass übermäßige Temperaturanstiege auftreten).
Dann kann es möglicherweise zu einer erneuten Netzwerkverstärkung kommenverschoben oder sogar gestrichen, was zu geringeren Investitionsanforderungen führt. Es besteht auch das Potenzial für eine verbesserte thermische Modellierung von Anlagen, um eine genauere Anzeige des thermischen Verlusts der Lebensdauer zu erhalten.
Wie betreibe ich den Wiedereinsteller? (VIDEO)
Erfahren Sie, wie Sie einen Wiedereinsteller bedienen sowohl manuell als auch über das intelligente Bedienfeld.
Referenz // Netzwerkschutz- und Automatisierungshandbuch von Alstom