リクローザーを屋外真空回路遮断器に変換して使用する際の問題点に関する簡潔な議論

農村電力網の変革は、農村部の電気料金の削減と農村経済発展の加速において重要な役割を果たしています。最近、著者はいくつかの小規模な農村電力網変革プロジェクトまたは従来型の変電所の設計に参加しました。農村電力網の変電所では、従来の10kVシステムでは主に10kV屋外自動回路真空リクローザーが採用されています。

投資を節約するために、我々は変革において10kV屋外自動回路真空リクローザーの制御ユニットを取り除き、それを屋外真空遮断器に変更する案を採用しました。これにより、保護および制御回路をどのように変更してマイクロコンピュータベースの統合監視システムに統合するかという問題が生じます。この問題とその対応策については以下で詳しく説明します。

1. 10kV屋外自動回路真空リクローザーの基本原理

10kV屋外自動回路真空リクローザーは、スイッチング、制御、保護、監視機能を一体化した装置です。これは配電自動化のための優れた知能装置であり、事前に設定された順序に基づいて交流線路上で自動的に開閉操作を行い、その後自動的にリセットするかロックアウトすることができます。自給式（外部電源不要）の制御および保護機能を特徴としており、中国に導入されて以来、その独特の利点により都市配電網や農村変電所で広く使用されています。

10kV屋外自動回路真空リクローザーは、本体と制御ユニットの2つの部分から構成されています。制御電源の供給方法によって、制御ユニットは一般的に以下の3つの構成があります：

• AC220Vを直接制御および閉鎖電源として使用する；

• AC220Vを整流してDC220Vに変換し、これを制御および閉鎖電源として使用する；

• 内部リチウムバッテリーを使用して制御ユニットを動作させる。

リクローザー本体には、線路電流を検出するためのブッシング型電流変換器（CT）が装備されています。各相の測定値は個別に制御ユニットに送られます。故障電流を確認し、予め設定された時間遅延後、リクローザーは予定された順序に基づいて自動的に開閉操作を行います。システム上で一時的な故障が発生した場合、自動再閉機能により電力供給が自動的に復旧されます。

故障が永続的な場合、リクローザーは予め設定された順序に基づいて動作します。予定された再閉試行回数（通常3回）を完了し、故障が永続的であることを確認すると、セクショナライザーが故障のある支線を分離し、非故障区間への電力供給を復旧します。故障の解消とリクローザーのロックアウト状態のリセットには手動介入が必要です。セクショナライザーとセクション遮断機との組み合わせで使用すると、リクローザーは一時的な故障を効果的に解消し、永続的な故障位置を分離し、停電時間と影響範囲を最小限に抑えることができます。

2. 10kV屋外自動回路真空リクローザー制御ユニットの改造方法

投資コストを削減するために、我々は変革において10kV屋外自動回路真空リクローザーの制御ユニットを取り除き、それを屋外真空遮断器として再利用する案を実施しました。変電所が統合自動化システムを採用した後、リクローザーの保護および監視機能は無効にする必要があります。ただし、リクローザー本体からの電流信号と遮断器のトリップ/クローズ回路は、統合自動化システムの10kV保護および監視ユニットに接続する必要があります。具体的な改造は以下の通りです：

端子台で制御ユニットの電源供給と出力回路を切断することで、リクローザーの保護および検出機能を無効にします。

リクローザー本体からの電流信号は通常、制御ユニットの端子台を通じて10kV保護および監視ユニットにルーティングされます。元の制御ユニットへの配線を避けるために、端子台から元の制御ユニットへの配線を切断する必要があります。あるいは、リクローザー本体上のCTの二次側を直接10kV保護および監視ユニットに接続することも可能です。

10kV統合保護および監視ユニットの制御電源は通常、DC220Vまたは110Vです。元の制御ユニットの電源構成に基づいて、改造アプローチは以下の通りです：

• 元の構成：AC220Vを制御および閉鎖電源として使用
  → トリップ/クローズコイルをDC220Vまたは110V版に交換します。機構がACとDCの両方に対応していない場合、スプリング充電モーターも交換する必要があります。

• 元の構成：AC220Vを規制されたDC220Vに変換
  → 制御ユニットからトリップ/クローズ回路への電源供給を切断し、代わりに10kV統合保護および監視ユニットから直接電源供給します。変電所の制御電源はDC220Vに設定する必要があります。

• 元の構成：内蔵リチウムバッテリーで制御ユニットを駆動
  → この場合、制御回路は通常DC36Vまたは12Vを使用し、トリップ/クローズ回路はAC220Vを使用します。改造時には、トリップ/クローズコイルを交換する必要があります。コイル端子は遮断器の補助接点と直列に接続し、端子台に直接導きます。ACとDCの両方に適合しないスプリング充電モーターも交換する必要があります。

制御ユニットの構造がコンパクトであるため、交換用のトリップ/クローズコイルと充電モーターを選択する際には、元のものと同じ寸法の製品を優先すべきです。特に重要なのは、新しい配線が元の制御ユニット回路と全く接続しないようにして、寄生ループを防ぐことです。

3. 結論

農村電力網の変革において、既存の設備を新しい自動化システムと連携させる際に課題が生じることがあります。しかし、これらの問題に対する適切な解決策を開発すれば、コスト削減を達成しながらプロジェクト目標を満たすことが可能です。

注意: この改造アプローチは、初期の農村電力網のアップグレード（例：2010年以前）や旧式設備の廃止期間中に比較的一般的でした。今日の農村電力網では、新しいスマートデバイスまたは専用の真空遮断器が直接導入されることがより一般的です。