Coordinación de reconectadores e seccionadores nas redes de distribución

Coordinación de reclosers e sectionalizers nas redes de distribución

Os reclosers automáticos e os sectionalizers automáticos (reclosers e sectionalizers, en curto) son dispositivos automatizados relativamente completos e moi fiables. Non só poden eliminar de xeito fiable e rápido as falhas transitórias, senón que tamén minimizan o alcance do corte de corrente debido a falhas permanentes. xa que os reclosers e sectionalizers se utilizan nas redes de distribución, poden eliminar selectivamente e eficazmente as falhas transitórias para evitar que evolucionen a falhas permanentes e tamén poden aislar as falhas permanentes, mellorando así enormemente a fiabilidade do suministro eléctrico.

1. Funcións e características dos reclosers automáticos

Un recloser automático é un dispositivo automatizado con funcións de protección, detección e control. Ten curvas características inversas de tempo-corrente con diferentes límites de tempo e unha función de múltiples reclosures. É un novo tipo de electrodoméstico de integración electromecánica que integra un interruptor, unha protección relé e un mecanismo de operación. Pode detectar automaticamente a corrente que pasa polo circuito principal do recloser. Cando se confirma unha corrente de fallo, interrompe automaticamente a corrente de fallo segundo a protección de tempo inverso despois dun certo período e realiza múltiples reclosures como sexa necesario para restaurar o suministro de corrente á liña. Se a falha é transitória, a liña volverá ao suministro normal de corrente despois de que o recloser recierre; se a falha é permanente, despois de que o recloser complete o número predefinido de operacións de reclosure (xeralmente 3 veces) e confirme que a falha da liña é permanente, bloqueará automaticamente e non fornecerá corrente á liña defectuosa ata que se elimine a falha e se libere manualmente o bloqueo de reclosure para restabelecer o estado normal.

As funcións e características específicas dos reclosers son as seguintes:

• En termos de rendemento de interrupción, os reclosers teñen funcións como a interrupción de correntes de curto-circuíto, a realización de múltiples operacións de reclosure, a selección da coordinación secuencial das características de protección e o reinicio do sistema de protección.

• Un recloser está composto principalmente por unha cámara de extinción de arco, un mecanismo de operación, un sistema de control, unha bobina de cierre e outras partes.

• Un recloser é un dispositivo de control local. En termos de características de protección e control, ten funcións como a detección automática de fallos, o xuízo da natureza da corrente, a execución de operacións de conmutación e pode volver ao estado inicial, memorizar o número de operacións e completar a selección de secuencias de operación como o bloqueo de cierre. Para os reclosers usados nas liñas, non hai ningún dispositivo de operación adicional, e a súa potencia de operación obtense directamente da liña de alta tensión. Para aqueles usados nas subestacións, hai un suministro de baixa tensión para a apertura e cierre do mecanismo de operación.

• Os reclosers son adecuados para métodos de instalación de liñas de distribución exterior e poden instalarse tanto en subestacións como en diversos postes.

• O número de operacións de bloqueo, as características de velocidade de apertura e a secuencia de operación de reclosure de diferentes tipos de reclosers xeralmente son diferentes. A súa característica típica de 4 interrupcións e 3 reclosures é: interrupción → (T₁) cierre - interrupción → (T₂) cierre - interrupción → (T₃) cierre - interrupción, onde T₁ e T₂ son axustables e varían con diferentes produtos. Pode axustar o número de operacións de reclosure e o intervalo de tempo de reclosure segundo as necesidades durante a operación.

• A interrupción de fallos entre fases dos reclosers adopta a característica de tempo inverso para cooperar coa característica amperio-temporal dos fusibles (pero a interrupción de fallos a terra dos reclosers controlados electrónicamente xeralmente adopta un tempo definido). Os reclosers teñen dous tipos de curvas características amperio-temporais: rápida e lenta. Xeralmente, a súa primeira operación de interrupción actúa segundo a curva rápida, para poder cortar a corrente de fallo dentro de 0,03-0,04s. Para as operacións de interrupción posteriores, poden seleccionarse diferentes curvas características amperio-temporais segundo as necesidades de coordinación de protección.

2. Funcións e características dos sectionalizers automáticos

Un sectionalizer é un dispositivo de protección automática usado nun sistema de distribución para aislar a sección de liña defectuosa. Xeralmente se usa en coordinación cun recloser automático ou un interruptor. Un sectionalizer non pode interromper correntes de fallo. Cando ocorre un fallo nunha liña seccionada, opera o recloser de protección de respaldo ou o interruptor do sectionalizer, e a función de contaxe do sectionalizer comeza a acumular o número de operacións de interrupción do recloser. Cando o sectionalizer alcanza o número predefinido de operacións rexistradas, interrumpe automaticamente no momento en que o dispositivo de respaldo interrumpe para desconectar a sección de liña defectuosa. O recloser volve a cerrar para restablecer o suministro de corrente a outras liñas. Se o número de operacións de interrupción do recloser non alcanza o número predefinido de operacións rexistradas do sectionalizer e o fallo foi eliminado, a contaxe acumulada do sectionalizer desaparecerá automaticamente despois dun período, volvendo ao estado inicial.

Os sectionalizers divídense en dous tipos segundo o número de fases: monofásico e trifásico. Segundo o método de control, divídese en control hidráulico e control electrónico. Os sectionalizers controlados hidráulicamente usan o control hidráulico para a contaxe, mentres que os sectionalizers controlados electrónicamente usan a contaxe electrónica. As funcións e características principais dos sectionalizers automáticos son as seguintes:

• Os sectionalizers teñen a función de contar automaticamente o número de operacións de interrupción do dispositivo de protección superior.

• Un sectionalizer non pode aislar correntes de fallo, pero pode desconectar fallos permanentes de liña en coordinación cun recloser. Xa que pode aislar correntes de carga completa, pode usarse como un interruptor de carga operado manualmente.

• Un sectionalizer pode realizar interrupcións automáticas e manuais. Despois da interrupción, está nun estado bloqueado e só pode restablecer o suministro de corrente mediante o cierre manual.

• Un sectionalizer ten unha bobina de interrupción conectada en serie no circuito principal, e a corrente mínima de funcionamento pode cambiarse substituíndo a bobina.

• Non hai conexión mecánica nin eléctrica entre un sectionalizer e un recloser, e non hai restrición na súa localización de instalación.

• Un sectionalizer non ten unha característica amperio-temporal, polo que ten vantaxes especiais no uso. Por exemplo, pode usarse en ocasións nas que as curvas características de protección de dous dispositivos de protección están moi próximas, compensando así a deficiencia de que a coordinación non se pode lograr ás veces incluso engadindo etapas nun sistema de protección de múltiples niveis.

3. Cooperación entre reclosers e sectionalizers

A operación en cooperación de reclosers e sectionalizers pode realizar a eliminación de fallos transitórios, o aislamento de áreas de fallos permanentes e garantizar o suministro normal de corrente en segmentos de liña non defectuosos. Debido ás diferentes funcións de reclosers e sectionalizers, primeiro, debe determinarse razonablemente a disposición de seccións da liña segundo as condicións de operación do sistema para mellorar o grao de automatización da liña de distribución e a fiabilidade do suministro de corrente. A súa estrutura típica móstrase na Figura 1.

Teoricamente, cada punto de ramificación na liña debe considerarse como un punto de sección. De esta forma, mesmo que ocorra un fallo permanente nunha liña de ramificación relativamente curta, pode ser seleccionado para seccionarse, mantendo o suministro normal de corrente en outras seccións. Pero, debido a restricións económicas e de condicións de operación, a miúdo non é posible lograr isto. Polo tanto, é necesario proceder desde a realidade e adaptarse ás condicións locais. Tanto os reclosers como os sectionalizers son dispositivos intelixentes con moitas vantaxes como un alto grao de automatización. Pero, só poden desempeñar os seus papeis cando se usan en correcta coordinación. Polo tanto, deben seguirse os seguintes principios de coordinación:

• O sectionalizer debe estar conectado en serie co recloser e instalado no lado de carga do recloser.

• O recloser de respaldo debe ser capaz de detectar e actuar sobre a corrente mínima de fallo dentro do rango de protección do sectionalizer.

• A corrente de partida do sectionalizer debe ser menor que a corrente mínima de fallo dentro do seu rango de protección.

• A clasificación de estabilidade térmica e dinámica do sectionalizer debe cumprir os requisitos.

• A corrente de partida do sectionalizer debe ser menor que o 80% da corrente mínima de disparo da protección de respaldo e maior que o valor máximo previsto da corrente de carga máxima.

• O número de veces de rexistro do sectionalizer debe ser polo menos 1 vez menos que o número de veces de disparo da protección de respaldo antes do bloqueo.

O tempo de memoria do sectionalizer debe ser maior que o tempo total acumulado de interrupción de fallos (TAT) da protección de respaldo. O tempo total acumulado (TAT) da acción da protección de respaldo é a suma do tempo de corrente de fallo de cada fallo na secuencia de protección de respaldo e o intervalo de reclosure. Xa que o sectionalizer non ten unha característica amperio-temporal, a coordinación entre o recloser e o sectionalizer non require o estudo de curvas de protección.

O recloser de protección de respaldo está configurado para bloquear despois de 4 operacións de interrupción. Estas operacións poden ser unha combinación de calquera modo de operación rápido e lento (ou retardado), e o número de veces de configuración para o sectionalizer seleccionase como 3 contaxes. Se ocorre un fallo permanente na liña no lado de carga do sectionalizer, o sectionalizer abrirá para aislar o fallo antes do 3º reclosure do recloser, e entón o recloser suministrará corrente á liña non defectuosa. Se hai outros sectionalizers configurados en serie, o número de veces de bloqueo debe ser menor nivel a nivel.

Cando ocorre un fallo na liña no lado de carga do sectionalizer final, actúa o recloser. Os sectionalizers conectados en serie rexistran todas o número de veces que o recloser interrompe a corrente. Despois de que o sectionalizer final alcance o número de veces de acción, interrompe para aislar o fallo, e entón o recloser volve a cerrar para conectar a liña non defectuosa e restablecer o suministro normal de corrente. Os sectionalizers que non alcanzan o número de veces de contaxe volverán ao estado inicial despois do tempo de reinicio especificado.