Coordinazione di recloser e sectionalizer nelle reti di distribuzione
Coordinamento di Recloser e Sectionalizer nelle reti di distribuzione
I recloser automatici e i sectionalizer automatici (recloser e sectionalizer per brevità) sono dispositivi automatizzati relativamente completi e altamente affidabili. Non solo possono eliminare in modo affidabile e tempestivo le anomalie transitorie, ma anche minimizzare l'area di interruzione di energia causata da guasti permanenti. Poiché i recloser e i sectionalizer vengono utilizzati nelle reti di distribuzione, possono selezionare ed eliminare efficacemente le anomalie transitorie per impedire che si trasformino in guasti permanenti e possono anche isolare i guasti permanenti, migliorando notevolmente l'affidabilità dell'energia elettrica.
1. Funzioni e caratteristiche dei recloser automatici
Un recloser automatico è un dispositivo automatizzato con funzioni di protezione, rilevazione e controllo. Ha curve caratteristiche di tempo-corrente inverse con limiti temporali diversi e una funzione di ricomposizione multipla. È un nuovo tipo di elettrodomestico integrato meccanico-elettronico che combina un interruttore, la protezione relè e un meccanismo di operazione. Può rilevare automaticamente la corrente che passa nel circuito principale del recloser. Quando viene confermata una corrente di guasto, interromperà automaticamente la corrente di guasto secondo la protezione inversa dopo un certo periodo e ricomporrà automaticamente più volte come richiesto per ripristinare l'energia elettrica alla linea. Se il guasto è transitorio, la linea tornerà alla fornitura normale di energia elettrica dopo la ricomposizione del recloser; se il guasto è permanente, dopo che il recloser ha completato il numero predefinito di operazioni di ricomposizione (solitamente 3 volte) e ha confermato che il guasto della linea è permanente, si bloccherà automaticamente e non fornirà più energia alla linea difettosa fino a quando il guasto non sarà eliminato e il blocco della ricomposizione non sarà rilasciato manualmente per ripristinare lo stato normale.
Le funzioni e le caratteristiche specifiche dei recloser sono le seguenti:
In termini di prestazioni di interruzione, i recloser hanno funzioni come l'interruzione delle correnti di cortocircuito, l'esecuzione di operazioni di ricomposizione multiple, la scelta della coordinazione sequenziale delle caratteristiche di protezione e il reset del sistema di protezione.
Un recloser è composto principalmente da una camera di spegnimento, un meccanismo di operazione, un sistema di controllo, una bobina di chiusura e altre parti.
Un recloser è un dispositivo di controllo locale. In termini di caratteristiche di protezione e controllo, ha funzioni come il rilevamento automatico dei guasti, la valutazione della natura della corrente, l'esecuzione di operazioni di commutazione e può tornare allo stato iniziale, memorizzare il numero di operazioni e completare la scelta di sequenze operative come il blocco della chiusura. Per i recloser utilizzati sulle linee, non c'è alcun dispositivo di operazione aggiuntivo e la loro alimentazione di operazione viene presa direttamente dalla linea ad alta tensione. Per quelli utilizzati nelle sottostazioni, c'è un'alimentazione a bassa tensione per l'apertura e la chiusura del meccanismo di operazione.
I recloser sono adatti ai metodi di installazione delle linee di distribuzione esterne e possono essere installati sia nelle sottostazioni che su vari pali.
Il numero di operazioni di blocco, le caratteristiche di velocità di apertura e la sequenza di operazioni di ricomposizione di diversi tipi di recloser sono generalmente diversi. La loro caratteristica tipica di 4 interruzioni e 3 ricomposizioni è: interruzione → (T₁) chiusura - interruzione → (T₂) chiusura - interruzione → (T₃) chiusura - interruzione, dove T₁ e T₂ sono regolabili e variano con diversi prodotti. Si può regolare il numero di operazioni di ricomposizione e il tempo di intervallo di ricomposizione in base alle esigenze durante l'operazione.
L'interruzione tra fasi dei recloser utilizza la caratteristica di tempo inverso per cooperare con la caratteristica ampere-tempo dei fusibili (ma l'interruzione di guasto a terra dei recloser controllati elettronicamente utilizza generalmente un limite di tempo definito). I recloser hanno due tipi di curve caratteristiche ampere-tempo: veloce e lenta. Di solito, la sua prima operazione di interruzione agisce secondo la curva rapida, in modo da poter interrompere la corrente di guasto entro 0,03-0,04 secondi. Per le successive operazioni di interruzione, possono essere selezionate diverse curve caratteristiche ampere-tempo in base alle esigenze di coordinamento della protezione.
2. Funzioni e caratteristiche dei sectionalizer automatici
Un sectionalizer è un dispositivo di protezione automatico utilizzato in un sistema di distribuzione per isolare la sezione di linea difettosa. Viene solitamente utilizzato in combinazione con un recloser automatico o un interruttore. Un sectionalizer non può interrompere le correnti di guasto. Quando si verifica un guasto in una linea sezionata, l'interruttore di protezione di backup del sectionalizer o l'interruttore agisce e la funzione di conteggio del sectionalizer inizia ad accumulare il numero di operazioni di interruzione del recloser. Quando il sectionalizer raggiunge il numero predefinito di operazioni registrate, si interromperà automaticamente al momento in cui l'interruttore di backup si interrompe per disconnettere la sezione di linea difettosa. Il recloser si ricompone nuovamente per ripristinare la fornitura di energia alle altre linee. Se il numero di operazioni di interruzione del recloser non raggiunge il numero predefinito di operazioni registrate del sectionalizer e il guasto è stato eliminato, il conteggio accumulato del sectionalizer scomparirà automaticamente dopo un certo periodo, tornando allo stato iniziale.
I sectionalizer sono divisi in due tipi in base al numero di fasi: monofase e trifase. In base al metodo di controllo, sono suddivisi in idraulico e elettronico. I sectionalizer controllati idraulicamente utilizzano il controllo idraulico per il conteggio, mentre quelli controllati elettronicamente utilizzano il conteggio elettronico. Le principali funzioni e caratteristiche dei sectionalizer automatici sono le seguenti:
I sectionalizer hanno la funzione di contare automaticamente il numero di operazioni di interruzione del dispositivo di protezione superiore.
Un sectionalizer non può isolare le correnti di guasto, ma può disconnettere i guasti permanenti della linea in combinazione con un recloser. Poiché può isolare le correnti a pieno carico, può essere utilizzato come interruttore di carico manuale.
Un sectionalizer può eseguire interruzioni automatiche e manuali. Dopo l'interruzione, si trova in uno stato bloccato e può ripristinare la fornitura di energia solo tramite la chiusura manuale.
Un sectionalizer ha una bobina di interruzione collegata in serie nel circuito principale e la corrente minima di operazione può essere modificata sostituendo la bobina.
Non c'è connessione meccanica o elettrica tra un sectionalizer e un recloser, e non c'è restrizione sulla sua posizione di installazione.
Un sectionalizer non ha una caratteristica ampere-tempo, quindi ha particolari vantaggi nell'utilizzo. Ad esempio, può essere utilizzato in occasioni in cui le curve caratteristiche di protezione di due dispositivi di protezione sono molto vicine, compensando così il difetto che la coordinazione non può essere raggiunta a volte anche aggiungendo gradini in un sistema di protezione multi-livello.
3. Cooperazione tra recloser e sectionalizer
L'operazione cooperativa tra recloser e sectionalizer può realizzare l'eliminazione degli errori transitori, l'isolamento delle aree di guasto permanente e garantire la fornitura normale di energia elettrica ai segmenti di linea non difettosi. A causa delle diverse funzioni dei recloser e dei sectionalizer, prima di tutto, la disposizione sezione della linea dovrebbe essere determinata in modo ragionevole in base alle condizioni di funzionamento del sistema per migliorare il grado di automazione della linea di distribuzione e l'affidabilità della fornitura di energia. La sua struttura tipica è mostrata nella Figura 1.
Teoricamente, ogni punto di diramazione sulla linea dovrebbe essere considerato come un punto di sezionamento. In questo modo, anche se si verifica un guasto permanente su una linea di diramazione relativamente breve, può essere sezionato selettivamente e può essere mantenuta la fornitura normale di energia elettrica di altre sezioni. Tuttavia, a causa delle limitazioni economiche e delle condizioni di funzionamento, spesso non è possibile realizzarlo. Pertanto, è necessario procedere dalla realtà e adattarsi alle condizioni locali. Entrambi i recloser e i sectionalizer sono dispositivi intelligenti con molti vantaggi come un alto grado di automazione. Tuttavia, possono svolgere il loro ruolo solo quando vengono utilizzati in una coordinazione corretta. Pertanto, dovrebbero essere seguiti i seguenti principi di coordinazione:
Il sectionalizer deve essere connesso in serie con il recloser e installato sul lato carico del recloser.
L'interruttore di backup deve essere in grado di rilevare e agire sulla corrente minima di guasto all'interno dell'intervallo di protezione del sectionalizer.
La corrente di avviamento del sectionalizer deve essere inferiore alla corrente minima di guasto all'interno del suo intervallo di protezione.
Il rating di stabilità termica e dinamica del sectionalizer deve soddisfare i requisiti.
La corrente di avviamento del sectionalizer deve essere inferiore all'80% della corrente minima di interruzione della protezione di backup e maggiore del valore di picco della corrente di carico massima prevista.
Il numero di registrazioni del sectionalizer deve essere almeno 1 volta meno del numero di interruzioni della protezione di backup prima del blocco.
Il tempo di memoria del sectionalizer deve essere superiore al tempo totale accumulato di interruzione di guasto (TAT) della protezione di backup. Il tempo totale accumulato (TAT) dell'azione della protezione di backup è la somma del tempo di portata della corrente di guasto di ogni guasto nella sequenza di protezione di backup e l'intervallo di ricomposizione. Poiché il sectionalizer non ha una caratteristica ampere-tempo, la coordinazione tra il recloser e il sectionalizer non richiede lo studio delle curve di protezione.
L'interruttore di protezione di backup è impostato per bloccarsi dopo 4 operazioni di interruzione. Queste operazioni possono essere una combinazione di qualsiasi modalità di operazione rapida e lenta (o ritardata), e il numero di volte di configurazione del sectionalizer è selezionato come 3 conteggi. Se si verifica un guasto permanente sulla linea sul lato carico del sectionalizer, il sectionalizer si aprirà per isolare il guasto prima della 3ª ricomposizione del recloser, e poi il recloser fornirà energia alla linea non difettosa. Se ci sono altri sectionalizer configurati in serie, il numero di volte di blocco con cui sono configurati dovrebbe essere progressivamente minore.
Quando si verifica un guasto sulla linea sul lato carico dell'ultimo sectionalizer, agisce il recloser. I sectionalizer in serie registrano tutte il numero di volte in cui il recloser interrompe la corrente. Dopo che l'ultimo sectionalizer raggiunge il numero di operazioni, si interrompe per isolare il guasto, e poi il recloser si ricompone per connettere la linea non difettosa e ripristinare la fornitura normale di energia. I sectionalizer che non raggiungono il numero di conteggi torneranno allo stato iniziale dopo il tempo di reset specificato.
