Come il dispositivo di fusione realizza l'automazione dell'alimentazione della rete di distribuzione?

Recloser automatico ad alta tensione CA (Recloser per brevità in questo articolo)

Il recloser automatico ad alta tensione CA (denominato recloser per brevità in questo articolo) è un apparecchio di commutazione ad alta tensione con controllo autonomo (dispone delle funzioni di rilevamento della corrente di guasto, controllo della sequenza di operazioni e esecuzione, senza la necessità di dispositivi di protezione e comando aggiuntivi) e funzioni di protezione. Può rilevare automaticamente la corrente e la tensione che passano nel circuito principale del recloser. In caso di guasto, disconnette automaticamente la corrente di guasto in base alla protezione a tempo inverso, e compie automaticamente diverse operazioni di ricomposizione secondo la sequenza temporale preimpostata.

1. Principali caratteristiche dello schema del recloser per l'automazione dei rami

L'adozione dello schema del recloser per l'automazione delle linee di distribuzione aerei sfrutta le caratteristiche del recloser, come la capacità di interrompere la corrente di cortocircuito, e le funzioni multiple di protezione, monitoraggio e comunicazione. Non dipende dall'azione del dispositivo di protezione e comando della sottostazione. Attraverso la coordinazione dei valori impostati di protezione e del tempo tra i reclosers, i guasti possono essere localizzati e isolati automaticamente, ed ha la funzione di estendere la barra della sottostazione alla linea.

Come dispositivo di protezione, il recloser sulla linea principale può sezionare rapidamente il guasto e isolare il guasto del ramo laterale.La funzione principale dello schema del recloser è realizzare l'automazione dei rami. Quando non c'è un sistema di automazione di comunicazione, può isolare automaticamente i guasti. Ciò consente all'intero progetto di automazione di essere implementato in fasi. Quando le condizioni lo permettono, i sistemi di comunicazione e automazione possono essere migliorati, cioè tutte le funzioni di automazione possono essere realizzate.

L'automazione dei rami dello schema del recloser è adatta alla struttura di alimentazione della rete a doppio anello con una struttura di rete relativamente semplice. Due linee sono collegate attraverso il dispositivo di collegamento intermedio. Nelle condizioni normali, il dispositivo di collegamento è in stato aperto, e il sistema opera in modalità a catena aperta; quando si verifica un guasto in una certa sezione, l'alimentazione normale può essere trasferita attraverso la struttura di rete, facendo operare normalmente la sezione non guasta, migliorando così notevolmente la affidabilità dell'alimentazione. Quando la distanza tra le due alimentazioni non supera i 10 km, considerando i fattori del numero di sezioni e la coordinazione dell'automazione, è opportuno considerare la modalità a quattro sezioni con tre interruttori (reclosers), e la lunghezza media di ogni sezione è circa 2,5 km.

Prendendo come esempio la connessione mostrata nella Figura 1, B1 e B2 sono gli interruttori uscenti (interruttori) della sottostazione, e R0 - R2 sono gli interruttori di sezionamento della linea (reclosers). Nello stato normale, B1, B2, R1 e R2 sono chiusi, e R0 è aperto.

• Guasto nella Sezione ①

• Per un guasto transitorio, viene ripristinato da una o due operazioni di ricomposizione di B1.

• Quando si verifica un guasto permanente: dopo che B1 ha eseguito un'operazione di ricomposizione e il suo apertura è bloccata, R1 rileva la perdita di alimentazione nella Sezione ①. Dopo la durata di perdita di alimentazione t1), R1 si apre. R0 rileva la durata di perdita di alimentazione t2 (t2 > t1) nella Sezione ② e poi si chiude automaticamente con successo, isolando il guasto nella Sezione ①.

• Guasto nella Sezione ②

• Un guasto transitorio viene ripristinato dall'operazione di ricomposizione di R1 (attraverso la coordinazione dei valori impostati di protezione per evitare l'apertura di B1).

• Quando si verifica un guasto permanente: dopo che R1 ha eseguito un'operazione di ricomposizione e il suo apertura è bloccata, R0 rileva la durata di perdita di alimentazione t2 nella Sezione ② e poi si chiude automaticamente. Dopo la chiusura sulla linea guasta, il suo apertura è bloccata, isolando il guasto nella Sezione ②.

Il processo di isolamento del guasto e ripristino dell'alimentazione per le linee a due sezioni sull'altro lato della connessione è lo stesso di sopra.

Note per l'applicazione (1) Per realizzare l'isolamento del guasto utilizzando lo schema del recloser, l'interruttore uscente della sottostazione deve avere la funzione di spegnimento rapido a zero secondi e la funzione di spegnimento rapido a tempo limitato. (2) Quando si verifica un guasto transitorio o permanente su un ramo laterale, l'azione di protezione del recloser di alimentazione installato sul ramo laterale viene utilizzata per l'isolamento. Il valore impostato dell'azione di protezione e il tempo di azione del recloser del ramo laterale devono essere inferiori a quelli del recloser della linea principale.

L'automazione della rete di distribuzione utilizzando il metodo di controllo locale può raggiungere l'obiettivo di migliorare la affidabilità dell'alimentazione con un investimento relativamente basso. Inoltre, dispositivi come i reclosers, che sono di tipo a microprocessore e intelligenti, forniscono anche interfacce per l'estensione futura del monitoraggio remoto del sistema. Quando le condizioni lo permettono, dopo aver migliorato i sistemi di comunicazione e di stazione centrale, può essere trasformato in uno schema di automazione dei rami sotto il controllo della stazione centrale.

2. Come migliorare la affidabilità dell'alimentazione e ridurre il tempo di interruzione della linea

(1) Scegliere un PLC (Programmable Logic Controller) ad alto rendimento come centro di controllo del recloser.

(2) Rimuovere rapidamente i guasti transitori per ridurre il tempo di interruzione. Nel sistema di potenza, oltre il 70% dei guasti di linea sono guasti transitori. Se i guasti transitori vengono trattati allo stesso modo dei guasti permanenti, causeranno un'interruzione di lunga durata. Pertanto, viene aggiunta al recloser una funzione di ricomposizione rapida al primo tentativo, che può rimuovere i guasti transitori entro 0,3 - 1,0 s (impostazioni diverse per linee diverse), riducendo notevolmente il tempo di interruzione durante i guasti transitori.

(3) Completare il blocco simultaneo di entrambe le estremità della sezione guasta. Quando si verifica un guasto di linea, un interruttore tradizionale può bloccare solo una estremità della linea guasta alla volta. Tuttavia, utilizzando un recloser, è possibile isolare simultaneamente entrambe le estremità della sezione guasta quando si verifica un guasto permanente, evitando l'interruzione delle sezioni non guaste, abbreviando il tempo per ripristinare l'alimentazione normale e riducendo il numero di operazioni di ricomposizione del recloser, nonché l'impatto sul sistema di rete elettrica.

3. Principi di applicazione dei reclosers nelle reti di distribuzione

(1) Condizioni operative Tutti i guasti dovrebbero avere l'opportunità di essere trattati come guasti transitori. Evitare l'impatto delle correnti di inrush, e l'operazione di apertura e blocco dopo l'apertura dovrebbe avvenire solo in caso di guasti permanenti.

(2) Disporre e scegliere i reclosers in modo economico e razionale in base alla dimensione del carico e alla lunghezza della linea.

(3) Determinare la corrente nominale, la capacità di interruzione, la corrente di cortocircuito e le correnti dinamiche e termiche stabili del recloser in base al luogo di installazione. Il limite superiore della corrente di cortocircuito dovrebbe generalmente essere scelto al di sopra di 16 kA per soddisfare la richiesta della capacità di rete in continua crescita.

(4) Impostare correttamente la coordinazione della protezione, come la corrente di trip, il numero di ricomposizioni e le caratteristiche del tempo di ritardo.

(5) Per la coordinazione tra i reclosers, i tempi di azione della corrente di guasto dovrebbero essere minori livello per livello. Il tempo di ritardo del recloser dovrebbe essere maggiore livello per livello (generalmente impostato a 8 s).