Микросеттегі қуат тарату жүйесіндегі орташа және төмен кернеулердің қосқыштары

Микроторапқа қосылған энергия ресурстары (ҚЭР) — күн сәулесі, сақтау құрылғылары және генераторлар — мен тұтынушыларды біріктіреді; ол қосылған және аралдық режімде де жұмыс істеуі тиіс. Микроторапқа қосылған қосқыш құрылғылары бұл жүйенің ортасында орналасады. Ол тек токты өткізбейді; ол қуат қайда ағатынын, қандай бөліктер изоляцияланатынын және шарттар өзгерген кезде микроторапқаның қауіпсіздігі қалай сақталатынын шешеді.

1. Орташа және төмен кернеу архитектурасы

Типтік микроторапқа қуатты екі кернеу деңгейі бойынша таратады, әрқайсысы өзіндік қосқыш құрылғылары мен қорғану схемасымен жабдықталған.

Орташа кернеу жағы

Орташа кернеу жағы қосылған энергия ресурстарынан қуат жинайды және қуат желісіне қосылады. Орташа кернеу қосқыш құрылғылары әдетте негізгі кіріс автоматтық қосқышты, ажыратқыш құрылғыны және әрбір генерация көзі үшін тарату панельдерін қамтиды. Бұл деңгей жоғары қысқа тұйықталу токтарын өткізеді және берік доғалық қорғануға қажеттілік туғызады.

Төмен кернеу жағы

Төменгі кернеу (ТК) жағы трансформаторлардың екіншілік жағынан соңғы пайдаланушыларға арналған тізбектер мен кішірек жүктемелерге қуатты таратады. ТК қосқыштары көлемі кішірек шиналар мен формаланған корпуслы өшіргіштері бар тармақтық тізбектерге қызмет етеді. Орташа кернеу (ОК) пен ТК арасындағы бөлу апат деңгейлерін басқарылатын деңгейде ұстайды және әр қабатты жеке қорғауға мүмкіндік береді.

2. Өшіргіштер, ажыратқыштар және шиналар

Үш негізгі құрылғы кез келген қосқыш құрылымының негізін құрайды; әрқайсысы нақты және қажетті рөл атқарады.

Айналым үзігіштер

Тізбек өшіргіштері апаттық токтарды автоматты түрде анықтайды және үзеді. Олар төменгі бағыттағы жабдықтарды қорғайды және апаттардың жүйе бойымен таралуын болдырмауға көмектеседі. ОК қолданысында вакуумды немесе SF6 өшіргіштері кеңінен қолданылады; ал ТК деңгейінде формаланған корпуслы өшіргіштер басымдылыққа ие.

Ажыратқыштар және шиналар

Сақтық үшін жұмыс басталмас бұрын тізбектерді токсыздандыруға көмектесетін көрінетін ауа саңылауын қамтамасыз ететін ажыратқыштар. Шиналар барлығын біріктіреді және бірнеше көздер мен жүктемелер үшін ортақ электрлік түйінді қамтамасыз етеді. Орташа кернеу (MV) қосқыш қондырғыларында ауалық қосқыш немесе шығарылатын өшіргіш негізгі ажыратқыш ретінде қызмет етеді; төмен кернеу (LV) қосқыш қондырғыларында көбінесе пластикалық корпуслы өшіргіш осы рөлді атқарады.

Әрбір құрылғының анық міндеті бар, және олардың ешқайсысын өткізіп жіберуге болмайды, өйткені бұл орнатудың жалпы қауіпсіздігін нашарлатады.

3. Авариялық бөлу және дәрежелі қорғаныс

Авария пайда болған кезде қорғаныс жүйесі авариялық аймақтың минималды бөлігін изоляциялауы керек, ал микроторапқа қалған бөлігі жұмыс істеп тұруы керек.

Келісім беру және таңдау

Аварияға ең жақын орналасқан өшіргіш бірінші болып іске қосылады. Оның артындағы резервті реле қысқа уақытқа күтеді және тек негізгі қорғаныс істемей қалған жағдайда ғана іске қосылады. Бұл координация немесе селективтілік деп аталатын принцип бір аварияның кеңірек өшірудің себебіне айналуын болдырмауға көмектеседі.

Екі режимдік қиындық

Mikrotorapқында ақаулық тогы аралдық режімде торапқа қосылған режімге қарағанда әлдеқайда төмен болуы мүмкін, сондықтан осы екі күйде де қорғану параметрлері сенімді жұмыс істеуі керек. Қазіргі заманғы цифрлық релелердің бейімделетін параметрлері жұмыс режіміне қарай қорғану профилдерін ауыстыра алады, осылайша микроторапқының қолданыстағы торапқа қосылуы немесе тәуелсіз жұмыс істеуіне қарамастан, таңдаушылықтың тұрақтылығы қамтамасыз етіледі.

4. Торапқа қосылған және аралдық ауысулар

Микроторапқы мен қолданыстағы тораптың кездесетін нүктесі барлық жүйедегі ең маңызды түйін.

Араласу қосқыш құрылғысы

Араласу қосқыш құрылғысы ортақ қосылу нүктесінде орналасады. Қолданыстағы торапта ақаулық пайда болған кезде бұл қосқыш құрылғысы микроторапқыны тез арада изоляциялауы керек, бірақ жергілікті жүктемелерді қоректендіруді сақтауы керек. Жоспарланған аралдық режимге көшу кезінде ол дәл уақытта ашылады және DER басқарушыларына шығыстарын реттеу туралы сигнал береді.

Жылдам қосылу және байланыс

Жылдам әсер ететін айырғыштар мен байланысқа негізделген логика қажетсіз өшірулерден сақтап, өткелдің екі жағын да қорғайды. Айналасындағы желіден бөліну орын алған кезде ДЭҚ инверторлары тұрақты жиілік пен кернеуді сақтау үшін ток көзінен кернеу көзіне ауысуы керек. Қосқыш құрылғысы мен оған сәйкес келетін басқару құрылғылары осы ауысу процесін ықпалды түрде қамтамасыз етеді.

5. Трансформаторлар, инверторлар және басқару жүйелерімен өзара әрекеттесу

Қосқыш құрылғысы дербес жұмыс істемейді. Ол микротораптың кеңірек экожүйесімен тығыз байланыста болады.

Трансформаторлар мен инверторларға қосылу

Қосқыш құрылғысы орташа және төмен кернеу деңгейлерін байланыстыратын көтергіш пен төмендеткіш трансформаторларға, сонымен қатар күн электр станциялары немесе аккумуляторлардан келетін тұрақты токты айнымалы токқа айналдыратын инверторлардың шығыс тізбектеріне қосылады. Қосқыш құрылғысының сипаттамалары мен трансформаторлар/инверторлардың қуат көрсеткіштері арасындағы дұрыс ықпалдастыру жұмыстың сенімділігі үшін маңызды.

Байланыс хаттамалары

Қазіргі заманғы автоматты өшіргіштер мен қорғаныс релелері Modbus немесе IEC 61850 сияқты протоколдар бойынша деректерді алмасады, ол микро тораптың басқару құрылғысына айнымалы қосылу жағдайын бақылауға және қашықтан бұйрықтар беруге мүмкіндік береді. Осы байланыс каналдары болмаған жағдайда координатталған аралдық режімге көшу мен қара бастапқы қалпына келтіру мүмкін емес.

6. Таңдау негіздері

Дұрыс коммутациялық құрылғыны таңдау үшін үш маңызды сипаттамаға мұқият назар аудару қажет.

Номинал кернеуі

Номинал кернеу жүйенің деңгейіне сәйкес келуі тиіс. Орташа кернеу (MV) қолданыстары үшін жиі кездесетін номинал кернеулер — 11 кВ, 22 кВ немесе 33 кВ. Төмен кернеу (LV) үшін стандарттық мән әдетте 380/220 В. Дұрыс кернеу класын таңдау изоляцияның бекемдігін және ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз етеді.

Қысқа тұйықталуға төзімділік

Қысқа тұйықталуға шыдамдылық сипаттамасы орнатылатын нүктедегі максималды авариялық токтан асып кетуі тиіс. Желіге қосылған режимде желілік қорлар авариялық токтарды өте жоғары деңгейге дейін көтеруі мүмкін; аралдық режимде инверторлық көздер токты аздаған ғана қосады, бірақ олар да жеткілікті шыдамдылық қабілетін талап етеді.

Қорғау кабинеті

Қорғау қабықшасы орнатылатын ортаның шарттарына байланысты. Таза бөлмелерде орнатылатын ішкі қосқыш құрылғылары әдетте IP30 деңгейін талап етеді, ал сыртқы немесе қиын жағдайлардағы орнатулар үшін IP54 немесе одан жоғары деңгей қажет. Жұмысшылардың қауіпсіздігі мен құрылғының орналасу аумағы үшін ішкі доғалық тұрақтылық және изоляция түрі де назарға алынуға тиіс.

Микросеттік қолданулар үшін қосымша ескерілетін факторларға аймақтық температура, ылғалдылық, тұз шашылуы және жоғары биіктіктерде қажетті белгіленген қуаттың төмендеу қисықтары жатады. Экологиялық факторлар материалдардың таңдалуы мен жөндеу аралықтарына тікелей әсер етеді.

7. Қолданба сценариулары

8. Жиі қойылатын сұрақтар

Сұрақ 1: Микросеткалық қосқыш құрылғысы деген не және ол неге маңызды?

Микросеткалық қосқыш құрылғысы — бұл таратылатын энергия көздері, жүктемелер мен қуат желісі арасындағы қуат ағысын басқаратын орталықтандырылған тарату мен қорғау құрылғысы. Ол желіге қосылған және аралдық (изоляттық) режімдерде қауіпсіз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді, апаттарды изоляциялайды және жұмыс күйлері арасындағы үздіксіз ауысуға мүмкіндік береді.

Сұрақ 2: Микросеткадағы ОЖ және ТЖ қосқыш құрылғыларының айырмашылығы қандай?

ОЖ қосқыш құрылғысы орта кернеу деңгейінде (әдетте 11 кВ–33 кВ) жұмыс істейді және таратылатын энергия көздерінен жиналатын қуат пен қуат желісіне қосылуға арналған. ТЖ қосқыш құрылғысы төмен кернеу деңгейінде (380/220 В) жұмыс істейді және соңғы жүктемелерге қуат таратады. Екі қабат трансформаторлар арқылы бөлінген және тәуелсіз қорғалады.

Сұрақ 3: Микросеткада қорғау координациясы қалай жұмыс істейді?

Қорғаныс координациясы селективтілік принципін қолданады: ақаулыққа ең жақын орналасқан автоматтық өшіргіш бірінші іске қосылады, ал резервті реле қосымша қорғаныс қамтамасыз етеді. Микросаябақтарда ақаулық токтары желіге қосылған және аралдық режімдерде әлдеқайда өзгеретіндіктен, бапталатын қорғаныс параметрлері қажет.

Сұрақ 4: Қазіргі заманғы микросаябақ қосқыш қондырғыларында қандай байланыс протоколдары қолданылады?

Жиі қолданылатын протоколдарға Modbus RTU/TCP, IEC 61850 (GOOSE және MMS) және DNP3.0 жатады. Бұлар қосқыш қондырғысы мен микросаябақ бақылаушысы арасында нақты уақытта жағдайды бақылауды, алыстан қосу/өшіруді және ыңғайластырылған қорғаныс логикасын қамтамасыз етеді.

Сұрақ 5: Микросаябақ жобасы үшін қосқыш қондырғысын таңдаған кезде қандай факторларды ескеру керек?

Негізгі факторларға жүйе деңгейіне сәйкес номинал кернеу, қолжетімді ақаулық тогынан асып түсетін қысқа тұйықталуға төзімділік, орнату ортасына сай IP дәрежесі, қауіпсіздік үшін ішкі доғалық классификация және микросаябақ бақылаушысымен интеграция үшін байланыс қабілеті жатады.