Disjoncteur automatique haute tension AC (appelé simplement disjoncteur dans cet article)
Le disjoncteur automatique haute tension AC (appelé simplement disjoncteur dans cet article) est un équipement de commutation haute tension doté d'un contrôle autonome (il possède les fonctions de détection du courant de défaut, de contrôle de la séquence d'opérations et d'exécution par lui-même, sans besoin de dispositifs de protection et de commande supplémentaires) et de fonctions de protection. Il peut détecter automatiquement le courant et la tension passant par le circuit principal du disjoncteur. En cas de défaut, il coupe automatiquement le courant de défaut selon la protection à temps inverse, et effectue automatiquement plusieurs opérations de reclosure selon la séquence de temps prédéfinie.
1. Principales caractéristiques du schéma de disjoncteur pour la réalisation de l'automatisation des alimentateurs
L'adoption du schéma de disjoncteur pour l'automatisation des lignes de distribution aériennes utilise les caractéristiques du disjoncteur, telles que la capacité à interrompre le courant de court-circuit, et possède plusieurs fonctions, y compris la protection, la surveillance et la communication. Il ne dépend pas de l'action du dispositif de commutation de protection de la sous-station. Grâce à la coordination des valeurs de réglage de protection et du temps entre les disjoncteurs, les défauts peuvent être localisés et isolés automatiquement, et il a la fonction d'étendre le bus de la sous-station vers la ligne.
En tant que dispositif de protection, le disjoncteur sur la ligne principale peut sectionner rapidement le défaut et isoler le défaut de la ligne secondaire.La principale fonction du schéma de disjoncteur est de réaliser l'automatisation des alimentateurs. Lorsqu'il n'y a pas de système d'automatisation de communication, il peut isoler automatiquement les défauts. Cela permet de mettre en œuvre l'ensemble du projet d'automatisation par étapes. Lorsque les conditions sont réunies, les systèmes de communication et d'automatisation peuvent être améliorés, c'est-à-dire que toutes les fonctions d'automatisation peuvent être réalisées.
L'automatisation des alimentateurs du schéma de disjoncteur convient à la structure d'alimentation en réseau double avec une structure de réseau relativement simple. Deux lignes sont connectées par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison intermédiaire. En fonctionnement normal, le dispositif de liaison est ouvert, et le système fonctionne en mode en boucle ouverte ; lorsqu'un défaut se produit dans une section, l'alimentation normale peut être transférée par la structure du réseau, faisant fonctionner normalement la section non défectueuse, améliorant ainsi considérablement la fiabilité de l'alimentation. Lorsque la distance entre les deux sources d'alimentation ne dépasse pas 10 km, en tenant compte des facteurs du nombre de sections et de la coordination de l'automatisation, il est recommandé de considérer le mode à quatre sections avec trois interrupteurs (disjoncteurs), et la longueur moyenne de chaque section est d'environ 2,5 km.
En prenant l'exemple du câblage illustré à la Figure 1, B1 et B2 sont les disjoncteurs sortants de la sous-station, et R0 - R2 sont les disjoncteurs de sectionnement de ligne. Dans l'état normal, B1, B2, R1 et R2 sont fermés, et R0 est ouvert.
Le processus d'isolement de défaut et de restauration de l'alimentation pour les deux sections de ligne de l'autre côté de l'interconnexion est le même que ci-dessus.
Notes d'application (1) Pour réaliser l'isolement de défaut à l'aide du schéma de disjoncteur, l'interrupteur sortant de la sous-station doit avoir la fonction de coupure rapide à zéro seconde et la fonction de coupure rapide limitée par le temps de défaut. (2) Lorsqu'un défaut transitoire ou permanent se produit sur une ligne secondaire, l'action de protection du disjoncteur d'alimentateur installé sur la ligne secondaire est utilisée pour l'isolation. La valeur de réglage de l'action de protection et le temps d'action du disjoncteur de la ligne secondaire doivent être inférieurs à ceux du disjoncteur de la ligne principale.
L'automatisation du réseau de distribution à l'aide de la méthode de contrôle local peut atteindre l'objectif d'améliorer la fiabilité de l'alimentation avec un investissement relativement faible. De plus, des dispositifs tels que les disjoncteurs, qui sont de type microprocesseur et intelligent, fournissent également des interfaces pour l'extension future de la surveillance à distance du système. Lorsque les conditions sont réunies, après l'amélioration des systèmes de communication et de la station maître, il peut être transformé en un schéma d'automatisation des alimentateurs sous le mode de contrôle de la station maître.
2. Comment améliorer la fiabilité de l'alimentation et réduire le temps d'arrêt de la ligne
(1) Sélectionnez un PLC (contrôleur logique programmable) de haute performance comme centre de contrôle du disjoncteur.
(2) Éliminez rapidement les défauts transitoires pour réduire le temps d'arrêt. Dans le système électrique, plus de 70 % des défauts de ligne sont des défauts transitoires. Si les défauts transitoires sont traités de la même manière que les défauts permanents, cela causera une interruption de longue durée. Par conséquent, une fonction de reclosure rapide au premier essai est ajoutée au disjoncteur, qui peut éliminer les défauts transitoires en 0,3 à 1,0 s (différents réglages pour différentes lignes), réduisant considérablement le temps d'arrêt pendant les défauts transitoires.
(3) Verrouillez simultanément les deux extrémités de la section défectueuse. Lorsqu'un défaut de ligne se produit, un disjoncteur traditionnel ne peut verrouiller qu'une extrémité de la ligne défectueuse à la fois. Cependant, en utilisant un disjoncteur, on peut isoler simultanément les deux extrémités de la section défectueuse en cas de défaut permanent de la ligne, évitant l'interruption des sections non défectueuses, raccourcissant le temps de restauration de l'alimentation normale, et réduisant le nombre de reclosures du disjoncteur, ainsi que l'impact sur le système de réseau électrique.
3. Principes d'application des disjoncteurs dans les réseaux de distribution
(1) Conditions de fonctionnement Tous les défauts doivent être traités comme des défauts transitoires. Évitez l'impact des courants de ruissellement, et l'opération d'ouverture et de verrouillage après l'ouverture ne doit se produire que dans le cas de défauts permanents.
(2) Répartissez et sélectionnez les disjoncteurs de manière économique et raisonnable en fonction de la taille de la charge et de la longueur de la ligne.
(3) Déterminez le courant nominal, la capacité de coupure, le courant de court-circuit, et les courants dynamiques et thermiques stables du disjoncteur en fonction de l'emplacement d'installation. La limite supérieure du courant de court-circuit doit généralement être choisie au-dessus de 16 kA pour répondre à l'exigence de la capacité croissante du réseau électrique.
(4) Réglez correctement sa coordination de protection, telle que le courant de déclenchement, le nombre de reclosures, et les caractéristiques de temps de retard.
(5) Pour la coordination entre les disjoncteurs, le réglage des temps d'action du courant de défaut doit être moins nombreux niveau par niveau. Le réglage du temps de retard du disjoncteur doit être plus long niveau par niveau (généralement réglé à 8 s).