Panoramica generale delle modalità di ricollegamento automatico
In genere, i dispositivi di ricollegamento automatico sono categorizzati in quattro modalità: ricollegamento monofase, ricollegamento trifase, ricollegamento composto e ricollegamento disabilitato. La modalità appropriata può essere selezionata in base ai requisiti di carico e alle condizioni del sistema.
1. Ricollegamento monofase
La maggior parte delle linee di trasmissione a 110 kV e superiori utilizza il ricollegamento monofase a singolo colpo. Secondo l'esperienza operativa, oltre il 70% dei guasti a cortocircuito nelle linee aeree ad alta tensione in sistemi solidamente collegati a terra (110 kV e superiori) sono guasti monofase-terra. Per le linee a 220 kV e superiori, a causa della maggiore distanza tra fasi, i guasti monofase-terra possono rappresentare fino al 90% di tutti i guasti. In tali casi, disconnettere solo la fase difettosa ed eseguire il ricollegamento monofase—mantenendo le due fasi sane alimentate durante il ciclo di ricollegamento—migliora significativamente l'affidabilità dell'energia elettrica e aumenta la stabilità dell'operazione del sistema parallelo. Pertanto, il ricollegamento monofase è ampiamente utilizzato nei sistemi solidamente collegati a terra a 220 kV e superiori.
È generalmente applicato a:
linee di collegamento monofile a 220 kV e inferiori;
linee con debole interconnessione tra due fonti di energia (inclusi i reticoli elettromagnetici debolmente collegati tramite linee a bassa tensione);
linee di uscita ad alta tensione da grandi unità generate da turbine a vapore.
2. Ricollegamento composto
Il ricollegamento composto applica il ricollegamento monofase per i guasti monofase-terra e il ricollegamento trifase per i guasti tra fasi.
È tipicamente utilizzato su linee dove è permesso il ricollegamento trifase, ma il ricollegamento monofase offre una migliore performance nella manutenzione della stabilità del sistema o nel ripristino dell'energia elettrica.
3. Ricollegamento trifase
Il ricollegamento trifase si riferisce a un metodo in cui, indipendentemente dal fatto che si verifichi un guasto monofase o tra fasi sulle linee di trasmissione o distribuzione, il relè di protezione aziona simultaneamente tutte e tre le fasi del disgiuntore, seguito dal dispositivo di ricollegamento automatico che ricollega tutte e tre le fasi contemporaneamente.
Questa modalità è generalmente utilizzata su linee con forte interconnessione tra una fonte di energia e un carico, o tra due robusti sistemi di potenza.
Ci sono due principali metodi per avviare il ricollegamento automatico:
I. Avvio per non corrispondenza (avvio per discrepanza di posizione)
L'avvio per non corrispondenza si verifica quando lo stato di controllo del disgiuntore non corrisponde alla sua posizione effettiva.
Il dispositivo di protezione utilizza un ingresso di posizione del disgiuntore (tipicamente il contatto "posizione aperta") per determinare lo stato del disgiuntore. Se questo ingresso è chiuso, indica che il disgiuntore è aperto. Se l'interruttore di controllo è in posizione "chiuso" in quel momento, implica che il disgiuntore era precedentemente chiuso. Questa discrepanza tra controllo e posizione effettiva attiva la funzione di ricollegamento—conosciuta come "avvio per discrepanza di posizione."
Questo metodo può avviare il ricollegamento sia per gli azionamenti del relè di protezione che per gli azionamenti involontari del disgiuntore ("apertura nascosta").
Vantaggi: semplice e affidabile.
Svantaggi: potrebbe non funzionare se i contatti del relè di posizione sono difettosi o se i contatti ausiliari del disgiuntore sono difettosi.
II. Avvio basato sulla protezione
L'avvio basato sulla protezione si riferisce all'avvio del processo di ricollegamento dopo che il relè di protezione emette un comando di apertura.
Dopo un'apertura protetta, il dispositivo rileva la perdita di corrente sulla linea e avvia il ricollegamento. Tipicamente, il dispositivo di protezione include anche un ingresso digitale denominato "apertura esterna per avviare il ricollegamento," permettendo al secondo set di protezione in una configurazione doppia ridondante di attivare il ricollegamento nel primo set.
Questo metodo semplifica la configurazione del ricollegamento, poiché il software di protezione determina una modalità di ricollegamento fissa, rendendolo semplice e affidabile.
Può correggere efficacemente le aperture errate causate da malfunzionamenti della protezione, ma non può correggere le aperture involontarie "nascoste" causate dal disgiuntore stesso.
III. Riassunto
L'avvio basato sulla protezione e l'avvio per non corrispondenza servono come metodi complementari. I moderni relè di protezione a microprocessore incorporano tipicamente entrambi i metodi. Alcune progettazioni avanzate omettono i contatti esterni di discrepanza e invece avviano il ricollegamento direttamente quando, in assenza di un comando di apertura esterno (ad esempio, manuale o remoto), il dispositivo rileva un cambiamento dalla posizione "chiuso" a "aperto."
