Metodi di Ricomposizione Automatica per Linee di Trasmissione a 110kV: Principi e Applicazioni

1. Introduzione

• I guasti delle linee di trasmissione possono essere classificati in due tipi in base alla loro natura: guasti temporanei e guasti permanenti. I dati statistici mostrano che la maggior parte dei guasti delle linee di trasmissione sono temporanei (causati da colpi di fulmine, incidenti legati agli uccelli, ecc.), rappresentando circa il 90% di tutti i guasti. Pertanto, dopo che una linea viene disconnessa a causa di un guasto, tentare un ricollegamento può migliorare significativamente l'affidabilità dell'energia elettrica. La funzione di ricollegamento automatico di un interruttore che ha saltato a causa di un guasto è chiamata ricollegamento automatico.

• Dopo il ricollegamento automatico che ripristina l'interruttore: se il guasto temporaneo sulla linea si è risolto (ad esempio, il fulmine è passato, l'uccello che causava il guasto è caduto), i dispositivi di protezione non opereranno nuovamente e il sistema tornerà immediatamente alla normale operazione. Se esiste un guasto permanente (ad esempio, crollo di una torre, alimentazione su un circuito a terra), il guasto persiste dopo il ricollegamento e i dispositivi di protezione faranno saltare nuovamente l'interruttore.

• I metodi di ricollegamento automatico includono:

• Controllo assenza di tensione sulla linea

• Controllo di sincronismo (confronto delle differenze di angolo di fase tra la tensione della barra e la tensione della linea per le fasi identiche per assicurare che rimangano entro i limiti specificati)

• Controllo assenza di tensione sulla linea e presenza di tensione sulla barra

• Controllo assenza di tensione sulla barra e presenza di tensione sulla linea

• Controllo assenza di tensione sia sulla linea che sulla barra

• Ricollegamento senza controllo

2. Ricollegamento con Controllo Assenza di Tensione sulla Linea e Controllo di Sincronismo

Per la linea di trasmissione MN mostrata nella figura sottostante, il terminale M utilizza il metodo di ricollegamento "controllo assenza di tensione sulla linea", mentre il terminale N usa il metodo di ricollegamento "controllo di sincronismo".

Quando si verifica un cortocircuito sulla linea MN e avviene un tripolamento a entrambe le estremità, la tensione trifase sulla linea diventa zero. Pertanto, il terminale M non rileva tensione sulla linea, soddisfacendo la condizione di controllo, e invia un comando di chiusura dopo il ritardo del tempo di ricollegamento. Successivamente, il terminale N rileva tensione sia sulla barra che sulla linea; e la differenza di angolo di fase tra le fasi identiche (tipicamente la fase A) della tensione della barra e della tensione della linea cade all'interno dell'intervallo consentito specificato nelle impostazioni. Ciò significa che il ricollegamento del terminale N soddisfa le condizioni di sincronismo e può inviare un comando di chiusura dopo il suo ritardo del tempo di ricollegamento.

Nota: Dall'operazione sopra descritta, si può vedere che il terminale con controllo assenza di tensione sulla linea recollegherà sempre per primo. Pertanto, questo terminale potrebbe recolleghere su una linea guasta e saltare nuovamente. Di conseguenza, l'interruttore di questo terminale potrebbe dover interrompere la corrente di cortocircuito due volte in un breve periodo, risultando in condizioni operative relativamente dure. Il terminale con controllo di sincronismo recollegherà solo dopo aver confermato la presenza di tensione sulla linea e aver soddisfatto le condizioni di sincronismo, quindi sicuramente recollegherà su una linea sana, risultando in condizioni operative relativamente migliori per il suo interruttore. Per bilanciare il carico, le funzioni di controllo assenza di tensione sulla linea e di controllo di sincronismo ai due terminali possono essere periodicamente scambiate.

Per abilitare il ricollegamento a rimediare alle situazioni in cui l'interruttore "salta involontariamente" (tripolamento involontario), la funzione di controllo di sincronismo è tipicamente abilitata anche al terminale con controllo assenza di tensione sulla linea; altrimenti, dopo un "tripolamento involontario", il ricollegamento non sarebbe in grado di inviare un comando di chiusura perché la linea ha sempre tensione. Dopo aver abilitato la funzione di controllo di sincronismo, il ricollegamento può essere eseguito utilizzando il metodo di controllo di sincronismo.

Tuttavia, al terminale con controllo di sincronismo, la funzione di controllo assenza di tensione sulla linea non può essere abilitata. Altrimenti, se entrambi i terminali hanno la capacità di controllo assenza di tensione sulla linea, entrambi potrebbero tentare di chiudere simultaneamente dopo il tripolamento degli interruttori a entrambe le estremità, causando una chiusura non sincrona.

• Metodo di Ricollegamento senza Controllo Per le linee dove non esistono problemi di sincronismo, può essere utilizzato il metodo di ricollegamento senza controllo dopo il tripolamento trifase. Ad esempio, il ricollegamento su linee ad alimentazione monodirezionale può utilizzare questo metodo. Con questo metodo di ricollegamento, dopo l'attivazione, viene semplicemente inviato un comando di chiusura dopo un ritardo di tempo.

• Controllo Assenza di Tensione sulla Linea e Presenza di Tensione sulla Barra e Altri Metodi 01 Controllo Assenza di Tensione sulla Linea e Presenza di Tensione sulla Barra Questo metodo può essere utilizzato nei sistemi con doppia fonte di alimentazione per il lato che deve recolleghere per primo.

Controllo Assenza di Tensione sulla Barra e Presenza di Tensione sulla Linea Questo metodo può essere utilizzato sul lato ricevente dei sistemi ad alimentazione monodirezionale, dove il lato ricevente recollegherà dopo che il lato di alimentazione ha recolleghiero con successo per primo.

3. Controllo Assenza di Tensione sia sulla Linea che sulla Barra 

Questo metodo richiede l'assenza di tensione sia sulla linea che sulla barra prima del ricollegamento e può essere utilizzato nei sistemi ad alimentazione monodirezionale quando il lato ricevente desidera recolleghiere per primo.

4. Combinazioni dei Tre Metodi Sopra Descritti

• Quando vengono abilitati contemporaneamente i controlli "Assenza di Tensione sulla Linea e Presenza di Tensione sulla Barra" e "Assenza di Tensione sia sulla Linea che sulla Barra", questo diventa il metodo di controllo assenza di tensione sulla linea. In questo caso, la presenza o l'assenza di tensione sulla barra non importa, ma la linea deve essere priva di tensione per soddisfare la condizione di controllo.

• Quando vengono abilitati contemporaneamente i controlli "Bus senza tensione & Tensione presente sulla linea" e "Sia la linea che il bus senza tensione", questo diventa il metodo di controllo della mancanza di tensione sul bus. In questo caso, la presenza o assenza di tensione sulla linea non è rilevante, ma il bus deve essere privo di tensione per soddisfare la condizione di controllo.

• Quando vengono abilitati contemporaneamente i controlli "Linea senza tensione & Tensione presente sul bus", "Bus senza tensione & Tensione presente sulla linea" e "Sia la linea che il bus senza tensione", questo diventa il metodo di controllo "linea o bus senza tensione". Questa condizione è soddisfatta quando la linea è priva di tensione, o il bus è privo di tensione, o entrambi sono privi di tensione. Questa situazione è equivalente al metodo di controllo della mancanza di tensione utilizzato nella protezione delle linee per livelli di tensione di 220kV e superiori.