Méthode d'isolement automatique des pannes d'équipements clients par les interrupteurs de charge dans les réseaux de distribution
1 Vue d'ensemble
La sécurité des réseaux de distribution a longtemps été sous-estimée, avec une automatisation qui traîne derrière celle des postes de transformation. L'utilisation des intervalles de 10 kV des postes de transformation existants pour définir les points de sectionnement répond aux besoins futurs du réseau. La configuration des interrupteurs de distribution, des interrupteurs de sectionnement et de la protection doit correspondre à la protection des lignes sortantes du poste de transformation pour assurer la fiabilité. L'isolement des pannes, l'auto-guérison et la restauration sont essentiels à l'automatisation de la distribution.
Les chercheurs ont étudié l'optimisation de la restauration après panne dans les réseaux de distribution intelligents (multiples sources d'énergie, sources intermittentes, stockage d'énergie), mais pas l'isolement des pannes basé sur les interrupteurs de charge pour les équipements des utilisateurs. Considérons la ligne de la Figure 1 : l'interrupteur de sectionnement S3 sert A, B, C. Une panne de A déclenche le déclenchement de S3. Les pannes transitoires permettent un recollement réussi ; les pannes permanentes causent des coupures pour B/C, nuisant à la production, interrompant l'alimentation et ajoutant des efforts de dépannage (car S3 ne peut pas localiser la panne, nécessitant des vérifications individuelles). Ainsi, une méthode/dispositif basé sur l'interrupteur de charge est urgent pour isoler les pannes, identifier les utilisateurs en panne. Assurez-vous que S3 se recolle avec succès pour les utilisateurs non en panne, indépendamment du type d'utilisateur/panne (transitoire/permanent).
2 Méthode pour isoler efficacement les pannes d'équipements des utilisateurs d'électricité avec des interrupteurs de charge
Un interrupteur de charge, un dispositif de commutation entre un disjoncteur et un interrupteur de sectionnement, dispose d'un simple dispositif d'extinction d'arc. Il peut interrompre le courant de charge nominal et certains courants de surcharge, mais pas le courant de court-circuit. Ainsi, lorsque tout équipement d'utilisateur tombe en panne, seul l'interrupteur de sectionnement S3 se déclenche pour la protection. Si un dispositif détecte l'utilisateur en panne et déclenche son interrupteur de charge avant que S3 ne se recolle, l'utilisateur en panne est isolé, S3 se recolle avec succès. L'envoi des informations sur l'utilisateur en panne au personnel d'exploitation et de maintenance (O&M) du réseau de distribution par message texte leur permet de gérer rapidement les pannes, réduisant la charge de travail O&M, améliorant la fiabilité de l'alimentation électrique et assurant l'alimentation électrique des utilisateurs non en panne.
3 Voie technique pour isoler efficacement les pannes d'équipements des utilisateurs d'électricité avec des interrupteurs de charge
3.1 Processus du module de logique technique
Prenons l'exemple d'une panne de l'équipement de l'Utilisateur A. Installez un dispositif de détection de panne à son interrupteur de charge (comme dans la Figure 2). Placé entre l'interrupteur de charge et la ligne d'entrée, il comporte un module de détection de tension, un module de détection de courant, un module de jugement et de traitement logique, un contact de déclenchement, un contact de signalisation et un module d'envoi de signal sans fil (processus logique dans la Figure 3). Les sorties des modules de détection de tension et de courant sont connectées à l'entrée du module logique. Sa sortie est connectée à une extrémité du contact de déclenchement et du contact de signalisation. L'autre extrémité du contact de déclenchement est connectée à l'équipement primaire de l'utilisateur via la bobine de déclenchement de l'interrupteur de charge ; l'autre extrémité du contact de signalisation est connectée au module sans fil. Cela permet une isolation efficace des pannes, un traitement rapide des pannes par le personnel de maintenance, une réduction de la charge de travail de recherche de pannes et une amélioration de l'efficacité du travail.
3.2 Mise en œuvre du câblage physique
Prenons l'exemple d'une panne de l'équipement de l'Utilisateur A (voir la Figure 4), le module de détection de tension est connecté au transformateur de tension de la barre de la salle de distribution publique, et le module de détection de courant est connecté à CT1 (transformateur de courant de la ligne d'entrée de l'Utilisateur A). Le module de jugement logique de l'Utilisateur A traite le courant et la tension d'entrée.
Lorsqu'il y a une panne de court-circuit chez l'Utilisateur A, le courant passant par son module de jugement logique augmente (et dépasse) le courant de panne prédéfini, marqué comme "1". Ensuite, l'interrupteur de sectionnement S3 se déclenche, provoquant la perte de tension de la barre de la salle de distribution publique. Tous les modules logiques des utilisateurs détectent cette perte de tension (marquée "1"), mais seul le module de l'Utilisateur A détecte à la fois le courant de panne et la perte de tension (tous deux "1"). Ces "1" forment une porte ET, identifiant l'Utilisateur A comme étant en panne.
Le module logique de l'Utilisateur A produit le contact de déclenchement TJ1 et le contact de signalisation TJ2. TJ1 se ferme, se connectant à l'alimentation positive et à la bobine de déclenchement de l'interrupteur de charge pour déclencher l'interrupteur de charge de l'Utilisateur A. TJ2 se ferme, envoyant les informations de panne au personnel O&M du réseau de distribution via le sans fil. Cela garantit que l'interrupteur de charge de l'utilisateur en panne n'interrompt pas le courant de panne mais isole la panne. Les utilisateurs non en panne, malgré la perte de tension (aucun courant de panne détecté), ne déclenchent pas leurs interrupteurs de charge (porte ET non activée).
De même, les courants secondaires des transformateurs de courant de ligne d'entrée CT2 (Utilisateur B) et CT3 (Utilisateur C) sont connectés au dispositif de détection. La logique de la panne suit le principe de l'Utilisateur A, isolant les pannes pour B/C pour assurer l'alimentation normale des autres.
4 Coordination avec la protection de l'interrupteur de sectionnement et les mesures anti-malfunctionnement
Pour les lignes aériennes : le détecteur de panne coordonne avec le temps de recollement de S3 (généralement 1,2s de délai après le déclenchement). Dans les 1,2s, il doit déclencher l'interrupteur de charge de l'utilisateur en panne (empêchant S3 de se recoller sur les pannes). Les informations de panne sont envoyées par texto au personnel O&M pour une réparation rapide.
Pour les lignes câblées : S3 n'ayant pas de recollement, le détecteur déclenche l'interrupteur de charge en panne et envoie les informations de panne. Le personnel O&M ferme ensuite S3, assurant l'alimentation des utilisateurs non en panne et réduisant le temps de coupure.
Pour éviter le déclenchement erroné des interrupteurs de charge non en panne après le recollement de S3 : la logique du détecteur nécessite d'abord de détecter la montée du courant de panne, puis la perte de tension (formant une porte ET). Un délai est ajouté au jugement de la perte de tension (pour éviter les déclenchements erronés dus à l'arrivée du courant d'excitation avant la perte de tension).
5 Conclusion
L'installation de détecteurs de panne sur les interrupteurs de charge des lignes d'entrée des utilisateurs (coordonnés avec la protection de l'interrupteur de sectionnement) permet aux interrupteurs de charge d'isoler automatiquement les pannes et d'alerter le personnel O&M. Cela améliore la fiabilité des lignes de distribution publique, réduit la charge de travail de dépannage et limite la propagation des coupures. Le dispositif peut également être utilisé sur les interrupteurs de charge des lignes principales de distribution (coordonnés avec la protection de l'interrupteur de sectionnement supérieur), isolant les pannes après l'interrupteur de charge et assurant l'alimentation des utilisateurs entre les interrupteurs. Cela réduit les zones de coupure et améliore la fiabilité des lignes de distribution.
