Coordination des reclosers et des sectionalizers dans les réseaux de distribution
Coordination des réclosers et des sectionneurs dans les réseaux de distribution
Les réclosers et les sectionneurs automatiques (réclosers et sectionneurs pour abréger) sont des dispositifs automatisés relativement complets et très fiables. Ils ne permettent pas seulement d'éliminer de manière fiable et rapide les pannes transitoires, mais aussi de minimiser la zone de coupure de courant causée par les pannes permanentes. Étant donné que les réclosers et les sectionneurs sont utilisés dans les réseaux de distribution, ils peuvent éliminer de manière sélective et efficace les pannes transitoires pour éviter qu'elles ne se transforment en pannes permanentes, et peuvent également isoler les pannes permanentes, ce qui améliore considérablement la fiabilité de l'alimentation électrique.
1. Fonctions et caractéristiques des réclosers automatiques
Un récloser est un dispositif automatisé doté de fonctions de protection, de détection et de contrôle. Il dispose de courbes caractéristiques inverse de temps-courant avec différentes limites de temps et d'une fonction de reclosing multiple. C'est un nouvel appareil électromécanique intégré qui combine un disjoncteur, une protection relais et un mécanisme d'exploitation. Il peut détecter automatiquement le courant passant par le circuit principal du récloser. Lorsqu'un courant de défaut est confirmé, il interrompt automatiquement le courant de défaut selon la protection inverse de temps après une certaine période et effectue plusieurs reclosures automatiques pour restaurer l'alimentation du réseau. Si la panne est transitoire, le réseau reviendra à une alimentation normale après le reclosing du récloser ; si la panne est permanente, après que le récloser ait effectué le nombre prédéfini de reclosures (généralement 3 fois) et confirmé que la panne du réseau est permanente, il se verrouille automatiquement et n'alimente plus la ligne défectueuse jusqu'à ce que la panne soit éliminée et que le verrouillage du reclosing soit libéré manuellement pour restaurer l'état normal.
Les fonctions et caractéristiques spécifiques des réclosers sont les suivantes :
En termes de performance de coupure, les réclosers ont des fonctions telles que la coupure des courants de court-circuit, l'exécution de plusieurs opérations de reclosing, la sélection de la coordination séquentielle des caractéristiques de protection et la réinitialisation du système de protection.
Un récloser est principalement composé d'une chambre d'extinction d'arc, d'un mécanisme d'exploitation, d'un système de contrôle, d'une bobine de fermeture et d'autres parties.
Un récloser est un dispositif de commande local. En termes de caractéristiques de protection et de commande, il a des fonctions telles que la détection auto-des défauts, le jugement de la nature du courant, l'exécution des opérations de commutation, et peut revenir à l'état initial, mémoriser le nombre d'opérations, et compléter la sélection des séquences d'opérations telles que le verrouillage de la fermeture. Pour les réclosers utilisés sur les lignes, il n'y a pas de dispositif de commande supplémentaire, et leur puissance d'exploitation est directement prise sur la ligne haute tension. Pour ceux utilisés dans les postes, il y a une alimentation basse tension pour l'ouverture et la fermeture du mécanisme d'exploitation.
Les réclosers sont adaptés aux modes d'installation des lignes de distribution extérieures et peuvent être installés soit dans les postes, soit sur divers poteaux.
Le nombre d'opérations de verrouillage, les caractéristiques de vitesse d'ouverture et la séquence d'opérations de reclosing des différents types de réclosers sont généralement différents. Leur caractéristique typique de 4 opérations de coupure et 3 opérations de reclosing est : coupure → (T₁) fermeture - coupure → (T₂) fermeture - coupure → (T₃) fermeture - coupure, où T₁ et T₂ sont ajustables et varient selon les produits. Il peut ajuster le nombre d'opérations de reclosing et l'intervalle de temps de reclosing selon les besoins pendant l'exploitation.
La coupure de phase à phase des réclosers adopte la caractéristique inverse de temps pour coopérer avec la caractéristique ampère-temps des fusibles (mais la coupure de défaut à la terre des réclosers à commande électronique adopte généralement une limite de temps définie). Les réclosers ont deux types de courbes caractéristiques ampère-temps : rapides et lentes. Généralement, sa première opération de coupure agit selon la courbe rapide, afin de pouvoir couper le courant de défaut en 0,03 à 0,04 secondes. Pour les opérations de coupure ultérieures, différentes courbes caractéristiques ampère-temps peuvent être sélectionnées selon les besoins de la coordination de protection.
2. Fonctions et caractéristiques des sectionneurs automatiques
Un sectionneur est un dispositif de protection automatique utilisé dans un système de distribution pour isoler la section de ligne défectueuse. Il est généralement utilisé en coopération avec un récloser ou un disjoncteur automatique. Un sectionneur ne peut pas couper les courants de défaut. Lorsqu'une panne se produit sur une ligne sectionnée, le récloser ou le disjoncteur de protection de secours du sectionneur s'active, et la fonction de comptage du sectionneur commence à accumuler le nombre d'opérations de coupure du récloser. Lorsque le sectionneur atteint le nombre prédéfini d'opérations enregistrées, il se déclenche automatiquement au moment où le dispositif de secours se déclenche pour déconnecter la section de ligne défectueuse. Le récloser se referme à nouveau pour restaurer l'alimentation des autres lignes. Si le nombre d'opérations de coupure du récloser n'atteint pas le nombre prédéfini d'opérations enregistrées du sectionneur et que la panne a été éliminée, le comptage accumulé du sectionneur disparaîtra automatiquement après un certain temps, revenant à l'état initial.
Les sectionneurs sont divisés en deux types selon le nombre de phases : monophasé et triphasé. Selon la méthode de commande, ils sont divisés en commande hydraulique et commande électronique. Les sectionneurs commandés hydrauliquement utilisent le contrôle hydraulique pour le comptage, tandis que les sectionneurs commandés électroniquement utilisent le comptage électronique. Les principales fonctions et caractéristiques des sectionneurs automatiques sont les suivantes :
Les sectionneurs ont la fonction de compter automatiquement le nombre d'opérations de coupure du dispositif de protection supérieur.
Un sectionneur ne peut pas isoler les courants de défaut, mais il peut déconnecter les pannes de ligne permanentes en coopération avec un récloser. Puisqu'il peut isoler les courants de pleine charge, il peut être utilisé comme un interrupteur de charge manuel.
Un sectionneur peut effectuer des déclenchements automatiques et manuels. Après le déclenchement, il est dans un état verrouillé et ne peut restaurer l'alimentation que par une fermeture manuelle.
Un sectionneur a une bobine de déclenchement connectée en série dans le circuit principal, et le courant minimal d'activation peut être modifié en remplaçant la bobine.
Il n'y a pas de connexion mécanique ou électrique entre un sectionneur et un récloser, et il n'y a pas de restriction sur son emplacement d'installation.
Un sectionneur n'a pas de caractéristique ampère-temps, donc il a des avantages particuliers dans son utilisation. Par exemple, il peut être utilisé dans des situations où les courbes caractéristiques de protection de deux dispositifs de protection sont très proches, compensant ainsi le défaut de non-coordination parfois même en ajoutant des étapes dans un système de protection multi-niveaux.
3. Coopération entre les réclosers et les sectionneurs
La coopération entre les réclosers et les sectionneurs peut réaliser l'élimination des pannes transitoires, l'isolement des zones de pannes permanentes et assurer l'alimentation normale des segments de ligne non défectueux. En raison des différentes fonctions des réclosers et des sectionneurs, il convient d'abord de déterminer rationnellement la disposition des sections de ligne en fonction des conditions d'exploitation du système pour améliorer le degré d'automatisation des lignes de distribution et la fiabilité de l'alimentation. Sa structure typique est illustrée à la figure 1.
Théoriquement, chaque point de branchement sur la ligne devrait être considéré comme un point de sectionnement. Ainsi, même si une panne permanente se produit sur une branche relativement courte, elle peut être sectionnée de manière sélective, et l'alimentation normale des autres sections peut être maintenue. Cependant, en raison des contraintes économiques et des conditions d'exploitation, il est souvent impossible de réaliser cela. Par conséquent, il est nécessaire de procéder en fonction de la réalité et de s'adapter aux conditions locales. Les réclosers et les sectionneurs sont tous deux des dispositifs intelligents présentant de nombreux avantages tels qu'un haut degré d'automatisation. Cependant, ils ne peuvent jouer leur rôle que lorsqu'ils sont utilisés en coordination correcte. Par conséquent, les principes de coordination suivants doivent être respectés :
Le sectionneur doit être connecté en série avec le récloser et installé du côté de la charge du récloser.
Le récloser de secours doit être capable de détecter et d'agir sur le courant minimal de défaut dans la plage de protection du sectionneur.
Le courant de démarrage du sectionneur doit être inférieur au courant minimal de défaut dans sa plage de protection.
La classe de stabilité thermique et dynamique du sectionneur doit répondre aux exigences.
Le courant de démarrage du sectionneur doit être inférieur à 80% du courant minimal de déclenchement de la protection de secours et supérieur à la valeur maximale du courant de charge prévu.
Le nombre de comptages du sectionneur doit être au moins 1 fois inférieur au nombre de déclenchements de la protection de secours avant le verrouillage.
Le temps de mémoire du sectionneur doit être supérieur au temps total cumulé de coupure de défaut (TAT) de la protection de secours. Le temps total cumulé (TAT) de l'action de la protection de secours est la somme du temps de passage du courant de défaut de chaque panne dans la séquence de protection de secours et de l'intervalle de reclosing. Comme le sectionneur n'a pas de caractéristique ampère-temps, la coordination entre le récloser et le sectionneur ne nécessite pas l'étude des courbes de protection.
La protection de secours du récloser est réglée pour se verrouiller après 4 opérations de coupure. Ces opérations peuvent être une combinaison de tout mode d'opération rapide et lent (ou retardé), et le nombre de comptages du sectionneur est sélectionné à 3. Si une panne permanente se produit sur la ligne du côté de la charge du sectionneur, le sectionneur s'ouvrira pour isoler la panne avant le 3ème reclosing du récloser, puis le récloser alimentera la ligne non défectueuse. Si d'autres sectionneurs configurés en série existent, le nombre de verrouillages qu'ils sont réglés doit être plus petit de niveau en niveau.
Lorsqu'une panne se produit sur la ligne du côté de la charge du dernier sectionneur, le récloser agit. Les sectionneurs connectés en série enregistrent toutes le nombre de fois où le récloser coupe le courant. Après que le dernier sectionneur ait atteint le nombre d'opérations, il se déclenche pour isoler la panne, puis le récloser se referme pour relier la ligne non défectueuse et restaurer l'alimentation normale. Les sectionneurs qui n'ont pas atteint le nombre de comptages se réinitialiseront à l'état initial après le temps de réinitialisation spécifié.
