Coordinació de recomptadors i seccionadors en xarxes de distribució
Coordinació de recomanadors i seccionadors en xarxes de distribució
Els recomanadors automàtics i els seccionadors automàtics (recomanadors i seccionadors per abreviar) són dispositius automatitzats relativament complets i d'alta fiabilitat. No només poden eliminar fiablement i prompte les faults temporals, sinó que també minimitzen l'àrea d'interrupció del subministrament causada per faults permanents. Com que els recomanadors i seccionadors s'utilitzen en xarxes de distribució, poden seleccionar i eliminar efectivament faults temporals per evitar que es converteixin en faults permanents i també poden aïllar faults permanents, millorant així granment la fiabilitat del subministrament.
1. Funcions i característiques dels recomanadors automàtics
Un recomanador automàtic és un dispositiu automatitzat amb funcions de protecció, detecció i control. Té corbes característiques inverses de temps - corrent amb diferents límits de temps i una funció de múltiples tancaments. És un nou tipus d'aparell elèctric integrat electro-mecànic que integra un interruptor, protecció relè i un mecanisme d'operació. Pot detectar automàticament el corrent a través del circuit principal del recomanador. Quan es confirma un corrent de fault, interromprà el corrent de fault segons la protecció inversa de temps després d'un cert període i tancarà múltiples vegades segons calgui per restablir el subministrament al circuit. Si la fault és temporal, el circuit tornarà a la normalitat després que el recomanador es tanqui; si la fault és permanent, després que el recomanador completi el nombre preestablert de tancaments (normalment 3 vegades) i confirmi que la fault del circuit és permanent, s'encerrarà automàticament i ja no subministrarà el circuit defectuós fins que la fault sigui eliminada i s'alliberi manualment l'encallament per restablir l'estat normal.
Les funcions i característiques específiques dels recomanadors són les següents:
En termes de rendiment de ruptura, els recomanadors tenen funcions com la ruptura de corrents de curt-circuit, l'execució de múltiples operacions de tancament, la selecció de la coordinació secuencial de les característiques de protecció i el reinici del sistema de protecció.
Un recomanador està compost principalment per una cambra extintora d'arc, un mecanisme d'operació, un sistema de control, un bobinat de tancament i altres parts.
Un recomanador és un dispositiu de control local. En termes de característiques de protecció i control, té funcions com la detecció automàtica de faults, el jutjar de la naturalesa del corrent, l'execució d'operacions de commutació, i pot tornar a l'estat inicial, recordar el nombre d'operacions i completar la selecció de seqüències d'operacions com l'encallament de tancament. Per als recomanadors utilitzats en circuits, no hi ha cap dispositiu d'operació addicional, i la seva energia d'operació es pren directament de la línia de alta tensió. Per als utilitzats en subestacions, hi ha un subministrament de baixa tensió per a l'obertura i el tancament del mecanisme d'operació.
Els recomanadors són adequats per a mètodes d'instal·lació de circuits exteriors i es poden instalar tant en subestacions com en diversos postes.
El nombre d'operacions d'encallament, les característiques de velocitat d'obertura i la seqüència d'operacions de tancament de diferents tipus de recomanadors són generalment diferents. La seva característica típica de 4 operacions de ruptura i 3 operacions de tancament és: ruptura → (T₁) tancament-ruptura → (T₂) tancament-ruptura → (T₃) tancament-ruptura, on T₁ i T₂ són ajustables i varien segons diferents productes. Es pot ajustar el nombre d'operacions de tancament i el temps d'interval de tancament segons les necessitats durant l'operació.
La ruptura de faults entre fases dels recomanadors adopta la característica de temps inversa per cooperar amb la característica amper-hora de fusibles (però la ruptura de faults a terra dels recomanadors electrònics generalment adopta un temps definit). Els recomanadors tenen dos tipus de corbes característiques amper-hora: ràpid i lent. Normalment, la seva primera operació de ruptura actua segons la corba ràpida, de manera que pot tallar el corrent de fault dins de 0,03 - 0,04s. Per a operacions de ruptura posteriors, es poden seleccionar diferents corbes característiques amper-hora segons les necessitats de coordinació de la protecció.
2. Funcions i característiques dels seccionadors automàtics
Un seccionador és un dispositiu de protecció automàtic utilitzat en un sistema de distribució per aïllar la secció del circuit defectuosa. Normalment s'utilitza en cooperació amb un recomanador automàtic o un interruptor. Un seccionador no pot rompre corrents de fault. Quan ocorre una fault en una secció segmentada, opera el recomanador de protecció de reserva o l'interruptor del seccionador, i la funció de comptatge del seccionador comença a acumular el nombre d'operacions de trencament del recomanador. Quan el seccionador arriba al nombre preestablert d'operacions registrades, es trencarà automàticament al moment en què el dispositiu de reserva es trencarà per desconectar la secció del circuit defectuosa. El recomanador es tanca de nou per restablir el subministrament a altres circuits. Si el nombre d'operacions de trencament del recomanador no arriba al nombre preestablert d'operacions registrades del seccionador i la fault ha estat eliminada, el comptatge acumulat del seccionador desapareixerà automàticament després d'un cert temps, tornant a l'estat inicial.
Els seccionadors es divideixen en dos tipus segons el nombre de fases: monofàsic i trifàsic. Segons el mètode de control, es divideixen en control hidràulic i control electrònic. Els seccionadors controlats hidràulicament utilitzen el control hidràulic per al comptatge, mentre que els seccionadors controlats electrònicament utilitzen el comptatge electrònic. Les principals funcions i característiques dels seccionadors automàtics són les següents:
Els seccionadors tenen la funció de comptar automàticament el nombre d'operacions de trencament del dispositiu de protecció superior.
Un seccionador no pot aïllar corrents de fault, però pot desconectar faults de circuit permanent en cooperació amb un recomanador. Com que pot aïllar corrents plenes de càrrega, es pot utilitzar com a interruptor de càrrega operat manualment.
Un seccionador pot realitzar trencaments automàtics i manuals. Després de trencar, queda en estat d'encallament i només es pot restablir el subministrament mitjançant el tancament manual.
Un seccionador té un bobinat de trencament connectat en sèrie al circuit principal, i la corrent mínima d'operació es pot canviar reemplaçant el bobinat.
No hi ha connexió mecànica ni elèctrica entre un seccionador i un recomanador, i no hi ha restricció en el seu lloc d'instal·lació.
Un seccionador no té una característica amper-hora, així que té avantatges especials en l'ús. Per exemple, es pot utilitzar en ocasions en què les corbes característiques de protecció de dos dispositius de protecció són molt properes, compensant així el defecte que no sempre es pot aconseguir la coordinació afegint nivells en un sistema de protecció multinivell.
3. Cooperació entre recomanadors i seccionadors
L'operació cooperativa dels recomanadors i seccionadors pot realitzar l'eliminació de faults temporals, l'aïllament d'àrees de faults permanents i assegurar el subministrament normal de segments de circuit sense faults. Degut a les diferents funcions dels recomanadors i seccionadors, primer, s'ha de determinar raonablement la disposició de seccions del circuit segons les condicions d'operació del sistema per millorar el grau d'automatització del circuit de distribució i la fiabilitat del subministrament. La seva estructura típica es mostra a la Figura 1.
Teòricament, cada punt de branca al circuit hauria de ser considerat com un punt de seccionament. D'aquesta manera, fins i tot si ocorre una fault permanent en una branca relativament curta, es pot seleccionar i seccionar, i es pot mantenir el subministrament normal d'altres seccions. Tanmateix, degut a les restriccions econòmiques i de condicions d'operació, sovint no és possible aconseguir-ho. Per tant, cal procedir des de la realitat i adaptar-se a les condicions locals. Tant els recomanadors com els seccionadors són dispositius intel·ligents amb moltes avantatges com un alt grau d'automatització. No obstant això, només poden exercir les seves funcions quan s'utilitzen en la coordinació correcta. Per tant, s'han de seguir els següents principis de coordinació:
El seccionador ha de estar connectat en sèrie amb el recomanador i instal·lat al costat de càrrega del recomanador.
El recomanador de reserva ha de poder detectar i actuar sobre el corrent de fault mínim dins de l'àmbit de protecció del seccionador.
El corrent d'inici del seccionador ha de ser menor que el corrent de fault mínim dins del seu àmbit de protecció.
La classificació de stabilitat tèrmica i dinàmica del seccionador han de complir els requisits.
El corrent d'inici del seccionador ha de ser menor del 80% del corrent de trencament mínim de la protecció de reserva i major que el valor màxim previst del corrent de càrrega.
El nombre de vegades de registre del seccionador ha de ser almenys 1 vegada menys que el nombre de vegades de trencament de la protecció de reserva abans de l'encallament.
El temps de memòria del seccionador ha de ser major que el temps total acumulat de trencament de faults (TAT) de la protecció de reserva. El temps total acumulat (TAT) de l'acció de la protecció de reserva és la suma del temps de portada de corrent de fault de cada fault en la seqüència de protecció de reserva i el temps d'interval de tancament. Com que el seccionador no té una característica amper-hora, la coordinació entre el recomanador i el seccionador no requereix l'estudi de les corbes de protecció.
La protecció de reserva del recomanador està configurada per encallar després de 4 operacions de trencament. Aquestes operacions poden ser una combinació de qualsevol mode d'operació ràpid i lent (o retardat), i el nombre de vegades de configuració per al seccionador es selecciona com 3 vegades. Si ocorre una fault permanent en el circuit al costat de càrrega del seccionador, el seccionador s'obrirà per aïllar la fault abans del tercer tancament del recomanador, i llavors el recomanador subministrarà el circuit sense faults. Si hi ha altres seccionadors configurats en sèrie, el nombre de vegades d'encallament amb què estan configurats hauria de ser menor nivell a nivell.
Quan ocorre una fault en el circuit al costat de càrrega del seccionador d'últim nivell, actua el recomanador. Els seccionadors connectats en sèrie tots compten el nombre de vegades que el recomanador treu el corrent. Després que el seccionador d'últim nivell arriba al nombre de vegades d'acció, es trencarà per aïllar la fault, i llavors el recomanador es tanca per connectar el circuit sense faults i restablir el subministrament normal. Els seccionadors que no arriben al nombre de vegades de comptatge es reiniciaràn a l'estat inicial després del temps de reinici especificat.
