Der Aufbau der Verteilungsautomatisierung in Smart Grids beschleunigt sich, beginnend mit der Umgestaltung einer großen Anzahl von Online-Schaltanlagen.Frühe Schaltanlagenkonstruktionen erfolgten überwiegend manuell. Die Hauptaufgabe von Geräteaufrüstungen besteht darin, Antriebsmotoren zu den Betätigungsmechanismen hinzuzufügen und von der manuellen Bedienung mit Hebeln auf die elektrische Druckknopfbedienung umzusteigen. Schaltanlagen werden je nach Verwendungszweck und Installationsort in Leistungsschalterschränke, Wiedereinschaltschränke, Einspeiseschränke, Abgangsschränke und Lastschaltanlagen eingeteilt. Einige verfügen über isolierende Messerbetätigungsmechanismen, andere verfügen nur über Erdungskabel-Trennschalter und andere sind auf einen Sicherungszylinderschutz angewiesen.
I. Klassifizierung und Kontrollmechanismus elektrischer Betriebsmechanismen
Die Betätigungsmechanismen von Schaltanlagen werden in vier Typen eingeteilt.
1. Schutzschaltermechanismus
Dieser Typ ist modular aufgebaut und kann zu einer erweiterbaren Schaltanlage kombiniert werden. Das ursprüngliche Design verwendet Überstromauslöser mit Standardnennströmen von 630 A und 1250 A. Das Öffnen und Schließen des Kontakts erfolgt durch die Freisetzung der Kraft eines mechanischen Energiespeichers. Das Hauptarbeitsprinzip basiert auf der Energiespeicherung mit Torsionsfedergestänge, wobei die gespeicherte Energie als Energie für die Öffnungs- und Schließvorgänge des Leistungsschalters genutzt wird. Es gibt drei Arten von Öffnungsvorgängen: Öffnungs-Elektromagnet, Überstrom-Auslöse-Elektromagnet und manuelle Tastenbetätigung.
2. Schutzschalter-/Wiedereinschaltmechanismus
Der Wiedereinschaltautomat besteht aus einer Lichtbogenlöschkammer, einem Betätigungsmechanismus und einem Steuersystem. Nach der anfänglichen Energiespeicherung kann der Recloser zwei Vorgänge ausführen: Öffnen und Schließen. Die Antriebskraft für die Kontakte kann entweder ein Permanentmagnet oder eine Feder sein. Die sofortige Unterbrechung und Wiedereinschaltung wird durch ein elektronisches Steuerungssystem erreicht.
Die Funktion des Reclosers besteht darin, in Verbindung mit anderen Hochspannungs-Elektrogeräten zu arbeiten. Durch seine Fähigkeit, den Stromkreis zu unterbrechen, den Wiedereinschaltvorgang zu sequenzieren, zurückzusetzen und zu sperren und den Ort des Fehlers zu identifizieren, minimiert es den Stromausfallbereich. Im Gegensatz dazu unterbricht ein Leistungsschalter nur Kurzschlussfehler, was zu einem größeren Stromausfallbereich führt. Der Recloser verfügt über eine eigene Steuerausrüstung; Seine Erkennung, Steuerung und sein Betrieb sind in sich geschlossen und ermöglichen ein automatisches und schnelles Schließen, um die Stromversorgung der Leitung bei einem Systemeingriff wiederherzustellen.
3. Lastschalter mit Erdungsmesserstruktur
Elektrischer und manueller Betrieb erfolgen auf derselben Antriebswelle. Der manuelle Betrieb wird eingeleitet, indem der Handhebel in die Betätigungsöffnung eingeführt und die Übertragungskupplung eingerückt wird. Das Öffnungs- und Schließmoment ist präzise und liegt über 80 Nm.
4. Sicherungsstruktur
Sicherungen sind die einfachsten elektrischen Schutzgeräte, kostengünstig und für Bereiche mit geringer elektrischer Belastung geeignet. Sie ermöglichen, dass der Laststrom innerhalb der angegebenen Standards fließt. Im Falle einer Überlastung oder eines Kurzschlussstroms in elektrischen Geräten unterbricht die Sicherung schnell und automatisch die Stromversorgungsleitung. Zu den gebräuchlichen Typen gehören Ausfallsicherungen für Freileitungen im Freien und eingebettete Sicherungen in Schaltanlagen im Innenbereich.
II. Steuermechanismus des elektrischen Betriebsmechanismus
Nachdem die Energiespeicherung des Leistungsschalters abgeschlossen ist, wird zusätzlich ein Anti-Pump-Steuerkreis eingerichtet. Der Steuerkreis sollte in der Lage sein, den Positionsstatus des Leistungsschalters und die Integrität der Auslöse- und Schließkreise zeitnah wiederzugeben. Um sicherzustellen, dass jeder Schritt des Leistungsschalterbetriebs sicher und zuverlässig ist, sind im Steuerstromkreis auch mehrere Verriegelungsmaßnahmen installiert. Wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, ist der Betrieb des Leistungsschalters verboten. Bei einer Fehlfunktion des Betriebssystems des Leistungsschalters werden die Auslöse- und Einschaltkreise verriegelt. Wenn der Druck des hydraulischen/pneumatischen Betätigungsmechanismus zu hoch oder zu niedrig ist, die Feder des Federantriebsmechanismus nicht gespannt ist oder der SF6-Druck des SF6-Leistungsschalters niedrig ist, führt dies dazu, dass die im Auslöse- und Einschaltkreis in Reihe geschalteten Öffnerkontakte geöffnet werden, wodurch verhindert wird, dass der Leistungsschalter auslöst oder schließt.
III. Neue multifunktionale elektrische Betriebssteuerung
1. Der Controller ist die Kerneinheit der intelligenten Ringhaupteinheit. Dabei handelt es sich um ein Hauptsteuergerät, das den Start, die Drehzahlregelung, das Bremsen und das Reversieren des Motors steuert, indem es die Verkabelung des Hauptstromkreises oder Steuerstromkreises ändert und die Stromrichtung im Stromkreis gemäß einer vorgegebenen Reihenfolge ändert.
2. Hauptfunktionen und Rollen der elektrischen Antriebssteuerung
(1) Der Controller muss Befehle von höheren Behörden empfangen und erkennen: Das Programm des Kontrollzentrums kann verschiedene Befehle an den Controller senden, und der Gerätecontroller sollte in der Lage sein, diese Befehle zu empfangen und zu erkennen. Der Controller sendet kontinuierlich elektronische Anfragen an verschiedene Sensoren der Anlage und antwortet mit Ausführungsergebnissen an höhere Behörden.
(2) Der Controller ist die Steuerungskomponente, während Peripheriegeräte die Ausführungskomponente relativ zum Controller sind. Eine Verbindung zwischen der Steuerkomponente und der Ausführungskomponente erfolgt über Steuerleitungen.
(3) Die Steuerkomponente sendet über Steuerleitungen verschiedene Steuerbefehle an die Ausführungskomponente. Eine weitere Verbindung zwischen der Steuerungskomponente und der Ausführungskomponente sind Rückmeldungsinformationen. Die Ausführungskomponente spiegelt den Betriebsstatus über Rückmeldeleitungen an die Steuerkomponente wider, sodass die Steuerkomponente basierend auf dem Status der Ausführungskomponente neue Aktionsbefehle erteilen kann. dies wird auch „Statusprüfung“ genannt.
(4) Steuerungen werden basierend auf der Funktion jedes Antriebsmotors in unidirektionale und bidirektionale Steuerungen eingeteilt.
(5) Die Steuerung muss außerdem mit einer Konstantstrom-Steuerungstechnologie für den Motor ausgestattet sein: Sie gewährleistet eine konsistente Anpassung zwischen dem Anlaufdrehmoment des Motors und dem dynamischen Betriebsstrom, verbessert das Gleichgewicht des Anlaufdrehmoments des Motors und bietet Sicherheitsschutz für den Motor und die gesamte Ausrüstung im Falle eines erhöhten Drehmoments aufgrund eines Ausfalls des mechanischen Getriebes. Daher muss die Steuerung über eine geeignete Auswahl an Stromsteuerelementen verfügen, auf jeden Motortyp anwendbar sein und eine ausreichend sichere Steuerungswirkung haben, sodass keine Anpassung erforderlich ist und die universelle Anpassungsfähigkeit der Steuerung für Elektrofahrzeuge verbessert wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer -Vor-Ort-Geräteanpassung zwischen dem Motor des Elektrofahrzeugs und der Steuerung, was die Installation und Verwendung erleichtert.
(6) Der Controller erkennt automatisch den Status der zugehörigen Schnittstellen, wie z. B. externe Schaltsignale. Im Fehlerfall sorgt der elektrische Antriebsmechanismus für einen Schutz und gewährleistet so die Sicherheit der Anlage. Der Schutzstatus des Controllers wird automatisch wiederhergestellt, nachdem der Fehler behoben wurde.
(7) Der Controller sollte über integrierte automatische/manuelle Betriebsfunktionen verfügen, die eine flexible Konfiguration entsprechend unterschiedlichen Nutzungsumgebungen ermöglichen. Der automatische Transferschalter-Controller ist ein intelligentes Doppelfunktions-Schaltsystem. Die elektrische Verriegelung des Reglers sorgt in Kombination mit der mechanischen Verriegelung für eine automatische Anpassung der Reglerparameter.
(8) Steuerfunktionen
Öffnen/Schließen des Lastschalters: Beim Empfang eines Öffnungs-/Schließbefehls beginnt der Schalter, einen Strom von maximal 24 V und 10 A an den Motor auszugeben, wodurch der Motor sowohl vorwärts als auch rückwärts angetrieben wird.
Auslösen/Schließen des Leistungsschalters: Der Leistungsschalter setzt Energie in seiner Energiespeicherstruktur frei, um den Mechanismus zum Öffnen/Schließen anzutreiben.
Mechanismus-Hilfskontakte verriegeln sich mit der Erdungsposition; Verriegelung mit Kabelkastentür; Verriegelung mit Luftdruckerkennungsgerät:
Der Betrieb eines Stromkreises mit verriegelter Kontakterdung verhindert das Schließen/Öffnen und Auslösen.
3. Der Steuerkreis eines Leistungsschalters ist der grundlegendste Sekundärkreis.
Sicherheitssteuerungsprodukte für Verteilungsnetze vereinen hohe Effizienz, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Flexibilität und Kompaktheit und können an verschiedene raue Umgebungen angepasst werden. Das kompakte und modulare Design kann den Anforderungen zukünftiger Schaltanlagen-Upgrades, Renovierungen und Kapazitätserweiterungen gerecht werden. Das einzigartige elektronische und mechanische Verriegelungsdesign des Produkts gewährleistet zusammen mit seinem drehmomentgesteuerten Konstantstrom-Schutzsystem die Sicherheit des Bedieners und kann mechanische Übertragungsfehler im elektrischen Antriebsmechanismus umgehend beheben.
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