Aplicació de recomptadors i seccionadors de 10kV en xarxes de distribució rural

1 Estat actual de la xarxa

Amb la continuïtat de la transformació de les xarxes elèctriques rurals, el nivell de salut dels equips de la xarxa rural està millorant constantment, i la fiabilitat del subministrament d'energia pràcticament compleix amb les necessitats dels usuaris. No obstant això, en relació a l'estat actual de la xarxa, degut a les restriccions de finançament, no s'han implementat xarxes en anell, no hi ha subministraments duals, i les línies adopten un mètode de subministrament radial única i arboritzat. Això és similar a un tronc d'arbre amb moltes branques—vol dir que les línies tenen moltes branques. Per tant, quan es produeix un defecte en qualsevol punt de la línia, tota la línia s'atura completament, i la localització del defecte és difícil de determinar. Això no només afecta el subministrament d'energia, sinó que també suposa un gran despilfarro de recursos humans i materials per als departaments de gestió en tractar els accidents. Per tant, instal·lar reclosers i sectionalizers en les línies de 10kV pot controlar eficaçment la producció d'accidents.

2 Característiques dels reclosers i sectionalizers

2.1 Reclosers

① Els reclosers tenen funcions automàtiques i poden realitzar operacions d'obertura i tancament sense energia externa. La secció de control electrònic obté energia a través del CT de la presa interior del recloser. Una corrent superior a 5A al costat de la font d'energia assegura el funcionament normal de la secció de control electrònic. Tenen un volum petit, pes lleuger, i es poden instal·lar fàcilment en els postes. L'ajust de la corba ampere-segon de la corrent de desconnexió es pot aconseguir canviant resistors de desconnexió o taules de corbes ampere-segon, el que és molt convenient.

② Els reclosers poden detectar automàticament la corrent de la línia i la corrent a terra. Quan la corrent supera la corrent mínima de desconnexió preestablerta, segueixen una seqüència predefinida d'obertura, ruptura i reconexió amb intervals específics de reconexió per interrompre la corrent de defecte. Si el defecte és permanent, després de 2, 3 o 4 operacions de desconnexió preestablertes, el recloser bloqueja, aïllant l'àrea de defecte del circuit principal.

2.2 Sectionalizers

① El sectionalizer de caiguda és un dispositiu elèctric d'alta tensió monofàsic. El producte consta d'aislants, contactes, mecanismes conductius i altres components que formen línies de control secundàries i sistemes conductius primaris. El sistema de control inclou contactes electromagnètics d'interbloqueig, components del controlador electrònic i altres elements. El sistema d'acció de desconnexió consta d'un mecanisme de magnet permanent d'emmagatzematge d'energia, palets, llavis i blocs de bloqueig.

② Els sectionalizers estan dotats de transformadors de corrent que detecten els valors de corrent del circuit. Quan es produeix un defecte a la línia, el controlador electrònic s'activa quan la corrent supera el valor de corrent d'inici nominal i realitza un processament digital. La corrent de defecte s'interromp mitjançant un recloser (o interruptor) amont. El controlador electrònic pot memoritzar el nombre de vegades que l'interruptor amont ha interromput la corrent de defecte i, després d'assolir el llindar de comptatge preestablert (1, 2 o 3 vegades), quan l'interruptor amont interromp la corrent de defecte i la línia perd la tensió amb una corrent inferior a 300mA, el sectionalizer segmenta automàticament en 180ms. Això limita l'àrea de defecte al rang més petit possible o aïlla la secció de defecte, permetent que el recloser (o interruptor) operi amb èxit.

③ Els sectionalizers utilitzen un mecanisme de magnet permanent per completar l'operació d'obertura. Quan la corrent al sectionalizer supera el valor establert, l'interruptor (o recloser) a la subestació interromp la corrent de defecte. Després de la pèrdua de tensió a la línia, la placa de control electrònic dins del tub del sectionalizer envia una ordre, i la unitat de desconnexió del mecanisme de magnet permanent empeny el sectionalizer a obrir. Després de cada segmentació, la unitat de desconnexió no requereix el canvi de cap component. Un cop el sectionalizer ha caigut, es pot restaurar a la condició de treball mitjançant l'emmagatzematge manual d'energia a través del parador.

3 Ús coordinat dels reclosers i sectionalizers

Basant-se en les funcions i característiques dels reclosers i sectionalizers, utilitzar-los conjuntament instal·lats en xarxes de distribució de 10kV jugarà un paper significatiu. Poden determinar l'àmbit del defecte de les línies, aïllar les seccions defectuoses de les sanes, assegurant així el funcionament normal de les seccions de línia no defectuoses. L'aplicació específica es mostra en la figura següent:

Els reclosers es instal·len a la sortida de la línia principal o a les subestacions, mentre que sis grups de sectionalizers automàtics de caiguda F1, F2, F3, F4, F5 i F6 són seleccionats per a les branques, dividint-les en segments L1, L2, L3, L4, L5, L6 i L7. El valor de corrent d'inici nominal dels sectionalizers coincideix amb el valor de corrent d'inici del recloser.

3.1 Si es produeix un defecte E1 al segment L5

El recloser i els sectionalizers F1, F3 i F4 experimenten la corrent de defecte. El recloser desconnecta automàticament, causant la pèrdua de tensió a la línia. F4 assolix el seu llindar de comptatge preestablert de 1 operació i desconnecta/cau, aïllant el segment de defecte L5. Després que el recloser es reconecta automàticament, el subministrament d'energia es restaure als segments L1, L2, L3, L4, L6 i L7.

3.2 Si es produeix un defecte E2 al segment L6

El recloser i els sectionalizers F1 i F5 experimenten la corrent de defecte. El recloser desconnecta automàticament. Si és un defecte temporal, el recloser es reconecta amb èxit i restaure el subministrament d'energia. F1 i F5 romand tancats ja que no han assolit el seu llindar de comptatge preestablert. Si és un defecte permanent, el recloser no pot reconectar amb èxit, desconnecta de nou, causant la pèrdua de tensió a la línia. F5 assolix el seu llindar de comptatge preestablert de 2 operacions i desconnecta/cau, aïllant el segment de defecte L6, mentre que F1 roman tancat ja que no ha assolit el seu llindar de comptatge. Després de la reconexió, el recloser restaure el subministrament d'energia als segments L1, L2, L3, L4 i L5.

3.3 Si es produeix un defecte E3 al segment L2

El reconector i el seccionador F1 experimenten una corrent de falla. El reconector es desconnecta automàticament. Si és una falla temporal, el reconector es tancarà correctament i restablirà l'abastament d'energia. El F1 queda tancat ja que no ha arribat al seu llindar preestablert de comptatge. Si és una falla permanent, el reconector no pot tancar, es desconnecta, intenta tancar de nou però fracassa, i es desconnecta de nou. La línia perd la tensió, i el F1 arriba al seu llindar preestablert de 3 operacions, desconnectant-se/eliminant-se automàticament i aïllant el segment de falla L2. Després de tancar, el reconector només restableix l'abastament d'energia al segment L1.

4 avantatges de l'aplicació coordinada dels reconnexors i els seccionadors

A partir de la discussió anterior, és clar que l'ús coordinat dels reconnexors i els seccionadors juga un paper significatiu en l'operació de la xarxa elèctrica. No només aïllen ràpidament els segments de línia defectuosos assegurant el funcionament normal de les zones sanes, sinó que també redueixen l'àrea de cerca de falles, permetent als equips operatius localitzar els punts de falla en el temps més curt possible. Per als usuaris, això augmenta els índexs d'utilització de l'equipament i garanteix de manera fiable la producció i la vida quotidiana.

Com s'ha il·lustrat anteriorment, si la xarxa desconnecta directament el segment de línia defectuós, el personal de manteniment només hauria de comprovar un segment de línia, reduint significativament l'àrea de cerca de falles. El personal de manteniment pot localitzar ràpidament el punt de falla i restablir prontament l'energia al segment de línia defectuós. Actualment, quan es produeix una falla en un punt, el personal de manteniment ha de comprovar cinc seccions diferents. Aquesta relació 1:5 demostra clarament quin enfocament beneficia més a les empreses d'abastament d'energia. Quina estructura de xarxa augmenta tant la quantitat d'abastament d'energia com la fiabilitat de l'abastament? Per tant, l'aplicació dels reconnexors i els seccionadors jugarà un paper immens en les xarxes elèctriques.