Микросетка энергия таратуу системасындагы орто жана төмөнкү кернеүдөгү коммутациялык жабдуулар

Микросаяка тармактын башкаруу жана энергия ресурстарын (ТЭР) — күн нуру, аккумуляторлор жана генераторлор — жана жүктөмдөрдү бириктирген системадыр. Ал тармакка кошулган жана аралдагы (изоляцияланган) режимде иштей алат. Микросаяканын коммутациялык жабдуулары бул системанын борборунда жайгашат. Ал жөнөкөй ток өткөрбөйт; ал токтун кайда жүрүшүн, кайсы бөлүктөр изоляцияланышын жана шарттар өзгөргөндө микросаяканын коопсуздугун камсыз кылуу ыкмасын чечет.

1. Орто жана төмөнкү кернеу архитектурасы

Типтик микросаяка энергия таратууну эки кернеу деңгээлинде уюштурат, ар бир деңгээл өзүнүн коммутациялык жабдуулары менен коргоо схемасына ээ.

Орто кернеу жагы

Орто кернеу жагы тармактын башкаруу жана энергия ресурстарынан (ТЭР) ток жыйнайт жана электр тармагына кошулат. Орто кернеу коммутациялык жабдуулары адатта негизги кирүүчү автоматтык ток кескичи, ажыратуучу түймөчө жана ар бир генерациялык булагы үчүн тармак панелдери болуп саналат. Бул деңгээл жогорку авариялык токторду ташып, күчтүү дуга-чачырануу коргоосун талап кылат.

Төмөнкү кернеу жагы

Төмөнкү тарап трансформаторлордун экинчи тарапынан баштапкы колдонуучуларга жана кичинекей жүктөрлөргө электр энергиясын таратат. Төмөнкү тараптагы коммутациялык түзүлүштөр калыпталган корпусдогу өчүрүүчүлөр жана кичинекей шиналардын орнашуулары менен тармактык тасмаларга кызмат көрсөтөт. Ортоңку жана төмөнкү тараптардын айрымдыгы авариялык деңгээлдерди башкарууга мүмкүндүк берет жана ар бир катмарды өзүнчө коргоого мүмкүндүк түзөт.

2. Өчүрүүчүлөр, ажыратуучулар жана шиналар

Үч негизги түзүлүш ар кандай коммутациялык түзүлүштүн негизин түзөт, алардын ар бири өзүнчө жана талап кылынган ролду аткарат.

Электр токтогучтар

Тасмал өчүрүүчүлөр авариялык токторду автоматтык түрдө табат жана үзгүлтүзөт. Алар төмөнкү тараптагы жабдууларды коргойт жана авариялардын системанын бардык бөлүгүнө таралышын болтурат. Ортоңку тараптагы колдонулуштарда вакуумдук же SF6 өчүрүүчүлөр кеңири таралган; төмөнкү тарапта калыпталган корпусдогу өчүрүүчүлөр басымдуулук кылат.

Ажыратуучулар жана шиналар

Сынчылардын ажыратылышы – жумуш башталганга чейин тизме токтогондугун камсыз кылуу үчүн көрүнүп турган аба аралыгын түзөт. Шиналар бардык нерселерди бириктирип, бир нече булагы жана жүктөмдөр үчүн жалпы электр түйүнүн түзөт. Ортоңку кернеүдөгү (MV) коммутациялык куралдарда аба пердеси же сыртка чыгарылган автоматтык ток кескичи негизги сынчылардын ролун аткарат; төмөн кернеүдөгү (LV) коммутациялык куралдарда көпчүлүк учурда формаланган корпусдун ичиндеги автоматтык ток кескичи ошол рольду аткарат.

Ар бир куралдын анык иштөөсү бар, жана жалпы орнотулган системанын коопсуздугун төмөндөтпөй, эч бирин өткөрүп жибербейбиз.

3. Кыска туйгундун изоляциясы жана деңгээлдүү коргоо

Кыска туйгун пайда болгондо, коргоо системасы микросетьдин башка бөлүктөрү иштеп турган күйдө, жараксызданган минималдуу аймакты гана изоляциялоого тийиш.

Координация жана селективдүүлүк

Кыска туйгунга эң жакын жайгашкан автоматтык ток кескичи биринчи иштеп, алдыңкы реле тез убакытта иштеп, негизги коргоо иштебегенде гана иштейт. Бул принципп – координация же селективдүүлүк деп аталат, жана бир кыска туйгундун кеңири таралып, чоң масштабдуу өчүүгө алып келбейшин камсыз кылат.

Эки режимдүү кыйынчылык

Микросетте кыйынчылык ичке токтун аралык режимде шахматтык режимге караганда көп даражада төмөн болушу менен байланыштуу. Коргоо орнотулуштары эки ыңгыда да надёждуу иштеш керек. Бүгүнкү заманбак цифралык реле-коргоолордун адаптивдүү орнотулуштары иштеш режимине жараша коргоо профилдерин алмаштыра алышат, микросеть шахматтык токтун тармагына кошулган же өз алдынча иштеген учурда дайым селективдүүлүктү камсыз кылат.

4. Шахматтык токтун тармагына кошулган жана аралык режимге өтүш

Микросетьдин шахматтык токтун тармагы менен таанышуу чекити бүткүл системадагы эң маанилүү түйүн.

Кошулган коммутациялык жабдуулар

Кошулган коммутациялык жабдуулар жалпы бириктирүү чекитинде жайгашат. Эгер шахматтык токтун тармагында авария болсо, бул коммутациялык жабдуулар микросетти тез айрып, жергиликтүү жүктөмдөрдү ток менен камсыз кылууга тийиш. Жосундуктуу аралык режимге өтүш учурда ал так убакытта ачылат жана DER контроллерлерин чыгарылышын өзгөртүү үчүн сигнал берет.

Тез коммутация жана байланыш

Тез иштеген айырмалоочулар жана байланыш негиздүү логика башкаруу менен керексиз өзгөрүштөрдү жана өтүштүн эки жагын да коргоого мүмкүндүк берет. Островдоо болгондо, DER инверторлору туруктуу жыштык жана кернеэни сактоо үчүн ток-булактан кернеэ-булакка өтүшүүгө тийиш. Көчүрүүчүлөр жана алардын башкаруу системалары бул өтүштү координациялайт.

5. Трансформаторлор, инверторлор жана башкаруу системалары менен байланыш

Көчүрүүчүлөр изоляцияланган түрдө иштебейт. Ал микросетьдин кеңири экосистемасына терең интеграцияланган.

Трансформаторлор жана инверторлор менен байланыш

Көчүрүүчүлөр MV жана LV деңгээлдери ортосунда көтөрүүчү жана төмөндөтүүчү трансформаторлорго жана күн панелдеринен же аккумуляторлордон келген DC токту AC токко өзгөртүүчү инверторлордун чыгыш тизмектерине бириктирилет. Көчүрүүчүлөрдүн техникалык сыйымдуулугу менен трансформаторлордун/инверторлордун сыйымдуулугу ортосундагы туура координация иштеп турганда надёждуулукту камсыз кылат.

Байланыш протоколдору

Модерн айырмалоочу өчүрүлгүчтөр жана коргоо реле-лери Modbus же IEC 61850 сыяктуу протоколдор аркылуу маалымат алмашат, бул микросеть контроллерине ток көзүнүн абалын көзөмөлдөп, алыскыдан командалар берүүгө мүмкүндүк берет. Бул байланыш чыбыктары болбосо, координацияланган островдо иштөө жана кара баштап иштөө (black-start) калыбына келтирүү мүмкүн эмес.

6. Тандоо негиздери

Тиешелүү коммутациялык аппараттарды тандоо үчүн үч негизги баалоого көңүл бургуу керек.

Номиналдык чыңалуу

Номинал кернеэ системанын деңгээлинэ туура келүү керек. Орто кернеэ (MV) колдонулушунда жалпы баалоолор 11 кВ, 22 кВ же 33 кВ болот. Төмөн кернеэ (LV) үчүн стандартдык баалоо жалпысынан 380/220 В болот. Туура кернеэ класын тандоо изоляциянын бүтүндүгүн жана узак мөөнөткү надежду камсыз кылат.

Кыска туташууга чыдамдуулук

Кыска токтун төзүмдүүлүк баалоосу орнотулган жерде пайда болушу мүмкүн болгон максималдуу авариялык токтун баалоосунан жогору болушу керек. Ток тармагына кошулган режимде, электр тармагынын үлөшү авариялык токторду өтө жогору деңгээлге чейин көтөрөт; островдо иштөө режиминде инверторлорго негизделген булагындар токтун төзүмдүүлүгүнө аз гана үлөш косот, бирок дагы да жетиштүү төзүмдүүлүк сыйымдуулугу талап кылынат.

Жергилеу көмөрү

Корпусун коргоо орнотулган орчонго байланыштуу. Таза бөлмөлөрдөгү ичке электр тармагынын жабдыктары үчүн атмосфералык чөйрөнүн коргоосу IP30 деңгээли керек, ал эми сырткы же катуу орчондогу орнотулгулар үчүн IP54 же жогорураак деңгээл керек. Иштеген адамдардын коопсуздугу жана жабдыктардын орну үчүн ички дуга чыдамдуулугу жана изоляция түрү да көңүл бургуу керек.

Микросеть колдонулушунда кошумча карап чыгуу талаптарына орчондогу температура, сымалдык, туздуу шамал жана бийикликте төмөндөтүлгөн күчтүүлүк криваялары кирет. Орчондогу факторлор материалдын тандалышына жана техникалык кызмат көрсөтүү интервалдарына туурасынан таасир этет.

7. Көлөгү чейин

8. Ал эмне болгон? Көп берилүүчү суроолор

Суроо 1: Микросетьтеги коммутациялык коомдуу түзүлүш деген эмне жана ал неге маанилүү?

Микросетьтеги коммутациялык коомдуу түзүлүш – бул таратылган энергия ресурстары, жүктөмдөр жана электр тармагы ортосундагы электр агымын башкаруучу борбордук таратуу жана коргоо түзүлүшү. Ал тармакка кошулган жана айрым режимдерде иштегендеги иштөөнүн коопсуздугун камсыз кылат, аварияларды изоляциялайт жана иштөө режимдери ортосундагы өтүштү тез жана сапаттуу ишке ашырат.

Суроо 2: Микросеттеги ОВ жана ТЧ коммутациялык коомдуу түзүлүштөрүнүн айырмасы кандай?

ОВ коммутациялык коомдуу түзүлүшү орто күчтүүлүк деңгээлинде (адатта 11 кВ–33 кВ) иштейт жана таратылган энергия ресурстарынан жана электр тармагына кошулудан келген электр энергиясын жыйнайт. ТЧ коммутациялык коомдуу түзүлүшү төмөн күчтүүлүк деңгээлинде (380/220 В) иштейт жана электр энергиясын акыркы жүктөмдөргө таратат. Бул эки катмар трансформаторлор менен бөлүнгөн жана өзүнчө корголгон.

Суроо 3: Микросеттеги коргоо координациясы кандай иштейт?

Коргоо координациясы избирательдүүлүк принциби боюнча иштейт: токтун кыска турган жерине эң жакын жайгашкан автоматтык ток кескичи биринчи иштейт, ал эми резервдүү реле коргоонун надеждуулугун камсыз кылат. Микросеткаларда токтун кыска турган жеринин тогу торго кошулган жана аралдык режимдерде көпчүлүкчөлүк менен айырмаланганы үчүн адаптивдүү коргоо орнотмолору талап кылынат.

Суроо 4: Модерн микросеткалык коммутациялык жабдыктарда кандай байланыш протоколдору колдонулат?

Жайгашкан протоколдорго Modbus RTU/TCP, IEC 61850 (GOOSE жана MMS) жана DNP3.0 кирет. Булар чыныгы убакытта абалды көзөмөлдөөгө, алыстан күйгөзүү буйруктарына жана коммутациялык жабдык менен микросеткалык контроллер ортосундагы координацияланган коргоо логикасына мүмкүндүк берет.

Суроо 5: Микросеткалык долбоор үчүн коммутациялык жабдык тандоодо кандай факторлорго назар салуу керек?

Негизги факторлорга системанын деңгээли менен ылайыктуу номиналдык кернеэ, болушу мүмкүн болгон токтун кыска турган жеринин тогунан жогору болгон кыска турган жерге чыдамдуулук, орнотулган ортого ылайыктуу IP классификациясы, коопсуздук үчүн ичиндеги дуга классификациясы жана микросеткалык контроллер менен интеграция үчүн байланыш мүмкүндүгү кирет.