¿Cómo logra el dispositivo de fusión la automatización de alimentadores en la red de distribución?
Reconectador automático de alta tensión CA (en este artículo se referirá como reconectador)
El reconectador automático de alta tensión CA (en adelante, reconectador) es un equipo de interruptor de alta tensión con control propio (tiene las funciones de detección de corriente de falla, control de secuencia de operación y ejecución por sí mismo, sin la necesidad de dispositivos adicionales de protección y operación) y funciones de protección. Puede detectar automáticamente la corriente y el voltaje que pasan por el circuito principal del reconectador. En caso de falla, desconectará automáticamente la corriente de falla según la protección de tiempo inverso, y realizará múltiples operaciones de recierre de acuerdo con la secuencia de tiempo preestablecida.
1. Principales características del esquema de reconectador para la realización de la automatización de alimentadores
La adopción del esquema de reconectador para la automatización de líneas de distribución aérea aprovecha las características del reconectador, como la capacidad de interrumpir la corriente de cortocircuito, y tener múltiples funciones incluyendo protección, monitoreo y comunicación. No depende de la acción del dispositivo de interruptor de protección de la subestación. A través de la coordinación de los valores de configuración de protección y tiempo entre reconectadores, se pueden localizar e aislar automáticamente las fallas, y tiene la función de extender el bus de la subestación a la línea.
Como dispositivo de protección, el reconectador en la línea principal puede seccionar rápidamente la falla y aislar la falla de la línea de derivación.La función principal del esquema de reconectador es realizar la automatización de alimentadores. Cuando no hay un sistema de automatización de comunicaciones, puede aislar automáticamente las fallas. Esto permite que todo el proyecto de automatización se implemente por etapas. Cuando se cumplen las condiciones, se pueden mejorar los sistemas de comunicación y automatización, es decir, se pueden realizar todas las funciones de automatización.
La automatización de alimentadores del esquema de reconectador es adecuada para la estructura de suministro de energía de red en anillo de doble fuente de alimentación con una estructura de red relativamente simple. Dos líneas están conectadas a través del dispositivo de conexión intermedio. En la operación normal, el dispositivo de conexión está en estado abierto, y el sistema opera en modo de bucle abierto; cuando ocurre una falla en cierta sección, el suministro de energía normal puede transferirse a través de la estructura de la red, haciendo que la sección no afectada opere normalmente, mejorando así en gran medida la confiabilidad del suministro de energía. Cuando la distancia entre las dos fuentes de alimentación no excede 10 km, considerando los factores de número de secciones y coordinación de automatización, es conveniente considerar el modo de cuatro secciones con tres interruptores (reconectadores), y la longitud promedio de cada sección es de aproximadamente 2.5 km.
Tomando como ejemplo el cableado mostrado en la Figura 1, B1 y B2 son los interruptores de salida (interruptores) de la subestación, y R0 - R2 son los interruptores de seccionamiento de línea (reconectadores). En el estado normal, B1, B2, R1 y R2 están cerrados, y R0 está abierto.
El proceso de aislamiento de fallas y restauración de energía para las líneas de dos secciones en el otro lado de la interconexión es el mismo que el anterior.
Notas para la aplicación (1) Para realizar el aislamiento de fallas utilizando el esquema de reconectador, el interruptor de salida de la subestación necesita tener la función de corte rápido de cero segundos y la función de corte rápido limitado por tiempo de falla. (2) Cuando ocurre una falla transitoria o permanente en una línea de derivación, se utiliza la acción de protección del reconectador de alimentador instalado en la línea de derivación para el aislamiento. El valor de configuración de la acción de protección y el tiempo de acción del reconectador de derivación deben ser menores que los del reconectador de línea principal.
La automatización de redes de distribución utilizando el método de control local puede lograr el objetivo de mejorar la confiabilidad del suministro de energía con una inversión relativamente baja. Además, dispositivos como los reconectadores, que son de tipo microcomputador e inteligentes, también proporcionan interfaces para la expansión futura del monitoreo remoto del sistema. Cuando se cumplen las condiciones, después de mejorar los sistemas de comunicación y de estación maestra, se puede transformar en un esquema de automatización de alimentadores bajo el modo de control de estación maestra.
2. Cómo mejorar la confiabilidad del suministro de energía y reducir el tiempo de interrupción de la línea
(1) Seleccionar un PLC (Controlador Lógico Programable) de alto rendimiento como centro de control del reconectador.
(2) Limpiar rápidamente las fallas transitorias para reducir el tiempo de interrupción. En el sistema de energía, más del 70% de las fallas de línea son fallas transitorias. Si las fallas transitorias se tratan de la misma manera que las fallas permanentes, causará un corte de energía de largo plazo. Por lo tanto, se agrega una función de recierre rápido de primera vez al reconectador, que puede limpiar las fallas transitorias dentro de 0.3 - 1.0 s (configuraciones diferentes para diferentes líneas), reduciendo en gran medida el tiempo de interrupción durante las fallas transitorias.
(3) Completar el bloqueo simultáneo de ambos extremos de la sección defectuosa. Cuando ocurre una falla en la línea, un interruptor tradicional solo puede bloquear un extremo de la línea defectuosa a la vez. Sin embargo, usando un reconectador, se puede aislar simultáneamente ambos extremos de la sección defectuosa cuando ocurre una falla permanente en la línea, evitando la interrupción de las secciones no defectuosas, acortando el tiempo para restaurar el suministro de energía normal y reduciendo el número de veces de recierre del reconectador, así como el impacto en el sistema de la red eléctrica.
3. Principios de aplicación de los reconectadores en redes de distribución
(1) Condiciones de operación Todas las fallas deben darse la oportunidad de tratarse como fallas transitorias. Evitar el impacto de las corrientes de arranque, y la operación de apertura y bloqueo después de la apertura debe ocurrir solo en el caso de fallas permanentes.
(2) Disponer y seleccionar económicamente y razonablemente los reconectadores según el tamaño de la carga y la longitud de la línea.
(3) Determinar la corriente nominal, la capacidad de interrupción, la corriente de cortocircuito, y las corrientes dinámicas y térmicas estables del reconectador según la ubicación de instalación. El límite superior de la corriente de cortocircuito generalmente debe seleccionarse por encima de 16 kA para satisfacer el requisito de la capacidad de la red eléctrica en constante aumento.
(4) Configurar correctamente su coordinación de protección, como la corriente de salto, el número de recierres y las características de tiempo de retardo.
(5) Para la coordinación entre reconectadores, la configuración de los tiempos de acción de la corriente de falla debe ser menor nivel por nivel. La configuración del tiempo de retardo del reconectador debe ser mayor nivel por nivel (generalmente se establece en 8 s).
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