送電系統用自動再閉鎖方式の種類と要素

送電システムの自動再閉装置

自動再閉装置は、運転コストを削減し、ネットワークの信頼性を高めるために設計された直列接続ネットワークです。超高圧（EHV）送電線は、数千メガワット（MW）の大量の電力を送電するために使用されるため、可能な限り中断すべきではありません。これらの架空線での故障は一般的ですが、一時的または永続的な故障により長期にわたって送電が中断されるべきではありません。

落雷や鳥の接触などの一時的な故障は、修正措置を必要とせずに自動的に回復することがあります。一方、導体の断裂や絶縁子の故障などの永続的な故障は、迅速な修復が不可能であり、そのようなイベントでは自動再閉は効果がありません。手動再閉を使用する場合、オペレーターはリレーをリセットし、遮断器を閉じる必要があります。故障が一時的なものであれば、2回目の閉じた後で線路は安定しますが、故障が続く場合は保護システムが再び遮断器をトリップし、永続的な故障として分類されます。一時的な故障の場合、手動再閉は大きな遅延を引き起こします。

EHV送電線は大量の電力を送電しているため、操作の遅延はコストと安定性の両面から大きなシステム損失につながります。人間による介入によるこのような遅延を避けるために、EHV送電システムには自動再閉スキームが導入され、不要な人為的な遅延が排除されます。再閉装置は、ネットワークをより小さなセグメント（区画化装置）に分割することでこれらの故障を管理し、図に示すように、再閉装置は自動的にリセット処理を行うようにプログラムされています。これにより、より堅牢なサービス復旧アプローチが可能になり、供給の可用性が向上します。

自動再閉システムの主な目的：

1.消費者への電力供給の中断を減少させる

2.供給の継続性を改善する

3.変電所への訪問回数を減少させる

送電線の故障は以下の3種類に分類されます：

1.一時的な故障：これらは短時間の一時的な故障です。例えば、送電線への落雷によって過電圧が発生しますが、様々な装置によって非常に短時間で抑制され、その後自動的にクリアされます。一時的な故障は架空送電線の故障の約80%から90%を占めます。

2.半永久的な故障：これらの故障は1つまたは複数のアークサイクルの間持続します。例えば、木が生きたフェーズ導体に接触すると接地アークが発生します。アークは木が燃え尽きるまで数秒間持続し、その後故障は自動的にクリアされます。このタイプの故障は5%から8%のケースで発生します。

3.永久的な故障：これらは導体の断裂、絶縁子の故障、または電気機器の故障などにより発生し、送電線に永久的な故障を引き起こします。破損した部品を交換または修理するまで復旧は不可能です。

最初の2つのタイプの故障の復旧時間は、自動再閉スキームを使用することにより大幅に短縮できます。自動再閉システムには高速動作接点と固体絶縁材料、電流遮断とアーク消去用の真空遮断器、および高度な電流と電圧センシングデバイスが含まれています。自動再閉スキームでは、最初の試みで故障がクリアされない場合、2回または3回の再閉試みが行われ、故障がクリアされるまで続けられます。故障が続く場合は、システムは遮断器を永続的に開きます。自動再閉システムには、半永久的な故障が回路からクリアされる時間を考慮して指定された遅延時間を適用することができます。

自動再閉スキームに影響を与える要因

再閉時の死時間選択に影響を与える主要な要因には、回復時間と再閉試行回数があります。システムの死時間選択に影響を与える要因は以下の通りです：

1.システムの安定性と同期性

2.負荷の種類

3.遮断器（CB）の特性

4.故障経路の除電時間

5.保護リレーのリセット時間

高速再閉では、再閉時に同期チェックは必要ありません。しかし、遅延再閉では、通常同期リレーを使用して再閉前に同期チェックを行う必要があります。