Aplicación de reclosers e sectionalizers de 10kV nas redes de distribución rural

1 Estado actual da rede

Con a continuación da transformación da rede eléctrica rural, o nivel de saúde do equipo da rede rural está mellorando constantemente, e a fiabilidade do suministro eléctrico xeralmente satisfai as necesidades dos usuarios. No entanto, en relación co estado actual da rede, debido ás restricións de financiamento, non se implementaron redes en anel, non están dispoñibles dous suministros de enerxía e as liñas adoptan un método de suministro de enerxía radial simple e arborescente. Isto é semellante a un tronco con moitas ramas, significando que as liñas teñen numerosas ramificacións. Polo tanto, cando ocorre un fallo en calquera punto da liña, toda a liña para completamente, e a localización do fallo é difícil de determinar. Isto non só afecta ao suministro de enerxía, senón que tamén supón un importante gasto de recursos humanos e materiais para os departamentos de xestión na resolución de accidentes. Polo tanto, a instalación de reclosers e sectionalizers nas liñas de 10kV pode controlar eficazmente a ocorrência de accidentes.

2 Características dos reclosers e sectionalizers

2.1 Reclosers

① Os reclosers teñen funcións automáticas e poden realizar operacións de apertura e pechado sen enerxía externa. A sección de control electrónico obtén a enerxía a través do CT de lapeira dentro do recloser. Unha corrente superior a 5A no lado de enerxía asegura o funcionamento normal da sección de control electrónico. Téñanse un volume pequeno, son lixeiros e son fáciles de instalar nos postes. A axuste da curva amperio-segundo da corrente de disparo pode lograrse substituíndo resistencias de disparo ou táboas de curvas amperio-segundo, o que é moi conveniente.

② Os reclosers poden detectar automaticamente a corrente da liña e a corrente de terra. Cando a corrente excede a corrente mínima de disparo predefinida, seguen unha secuencia preestablecida de apertura, interrupción e recierre con intervalos específicos de recierre para interromper a corrente de fallo. Se o fallo é permanente, despois de 2, 3 ou 4 operacións de disparo predefinidas, o recloser bloquease, aislando a área de fallo do circuito principal.

2.2 Sectionalizers

① O sectionalizer de caída é un dispositivo eléctrico de alta tensión monofásico. O produto consiste en aisladores, contactos, mecanismos conductores e outras compoñentes formando liñas de control secundario e sistemas de conducción primarios. O sistema de control comprende contactos electromagnéticos interbloqueados, compoñentes do controlador electrónico e outros elementos. O sistema de acción de disparo consiste nun mecanismo de imán permanente de almacenamento de enerxía, paletas, palancas e bloques de bloqueo.

② Os sectionalizers están equipados con transformadores de corrente que detectan os valores de corrente do circuito. Cando ocorre un fallo na liña, o controlador electrónico activase cando a corrente excede o valor de corrente de arranque nominal e realiza o procesamento digital. A corrente de fallo interrompése por un recloser (ou interruptor) a montante. O controlador electrónico pode memorizar o número de veces que o interruptor a montante interrompeu a corrente de fallo e, despois de alcanzar o límite de contaxe predefinido (1, 2 ou 3 veces), cando o interruptor a montante interrompe a corrente de fallo e a liña perde a tensión con corrente inferior a 300mA, o sectionalizer segmentase automaticamente en 180ms. Isto limita a área de fallo ao rango mínimo ou aisla a sección de fallo, permitindo que o recloser (ou interruptor) opere con éxito.

③ Os sectionalizers usan un mecanismo de imán permanente para completar a operación de apertura. Cando a corrente no sectionalizer excede o valor fixado, o interruptor (ou recloser) na subestación interrompe a corrente de fallo. Despois de perder a tensión na liña, a placa de control electrónico dentro da tubería do sectionalizer envía unha orde, e a unidade de disparo do mecanismo de imán permanente empúllao para abrir o sectionalizer. Despois de cada segmentación, a unidade de disparo non require a substitución de ningunha compoñente. Despois de que o sectionalizer cae, pode restaurarse a condición de funcionamento mediante a almacenación manual de enerxía a través do parador.

3 Uso coordinado de reclosers e sectionalizers

Baseándose nas funcións e características dos reclosers e sectionalizers, a súa utilización xunta instalada nas redes de distribución de 10kV xogará un papel significativo. Poden determinar o alcance do fallo das liñas, aislar as seccións defectuosas das saudables, asegurando así a operación normal das seccións de liña non defectuosas. A aplicación específica móstrase na figura a continuación:

Os reclosers instálanse na saída da liña principal ou nas subestacións, mentres que se seleccionan seis grupos de sectionalizers automáticos de caída F1, F2, F3, F4, F5 e F6 para as liñas de ramificación, dividíndoo en segmentos L1, L2, L3, L4, L5, L6 e L7. O valor de corrente de arranque nominal dos sectionalizers coincide co valor de corrente de arranque do recloser.

3.1 Se ocorre un fallo E1 no segmento L5

O recloser e os sectionalizers F1, F3 e F4 experimentan a corrente de fallo. O recloser dispara automaticamente, provocando a perda de tensión na liña. F4 alcanza o seu límite de contaxe predefinido dunha operación e dispara/cai automaticamente, aislando o segmento de fallo L5. Despois de que o recloser recerra automaticamente, o suministro de enerxía restábase aos segmentos L1, L2, L3, L4, L6 e L7.

3.2 Se ocorre un fallo E2 no segmento L6

O recloser e os sectionalizers F1 e F5 experimentan a corrente de fallo. O recloser dispara automaticamente. Se é un fallo temporal, o recloser recerra con éxito e restábase o suministro de enerxía. F1 e F5 permace pechados xa que non alcanzaron o seu límite de contaxe predefinido. Se é un fallo permanente, o recloser non pode recerrar con éxito, dispara de novo, provocando a perda de tensión na liña. F5 alcanza o seu límite de contaxe predefinido de dúas operacións e dispara/cai automaticamente, aislando o segmento de fallo L6, mentres que F1 permanece pechado xa que non alcanzou o seu límite de contaxe. Despois de recerrar, o recloser restábase o suministro de enerxía aos segmentos L1, L2, L3, L4 e L5.

3.3 Se ocorre un fallo E3 no segmento L2

O reclosers e o sectionalizer F1 experimentan unha corrente de fallo. O recloser dispara automaticamente. Se é un fallo temporal, o recloser volve a pechar con éxito e restablece o suministro eléctrico. O F1 permanece pechado xa que non chegou ao seu límite predefinido de contaxe. Se é un fallo permanente, o recloser non pode volver a pechar, dispara, intenta volver a pechar pero falla, e dispara de novo. A liña perde tensión, e o F1 alcanza o seu límite predefinido de 3 operacións, disparando/abandonando automaticamente e aislando o segmento de fallo L2. Despois de volver a pechar, o recloser só restablece o suministro eléctrico ao segmento L1.

4 Beneficios da Aplicación Coordinada de Reclosers e Sectionalizers

A partir da discusión anterior, está claro que o uso coordinado de reclosers e sectionalizers xoga un papel significativo na operación da rede eléctrica. Non só aislan rapidamente os segmentos de liña defectuosos asegurando a operación normal dos segmentos sanos, senón que tamén reducen a área de busca de fallos, permitindo ás unidades operativas localizar os puntos de fallo no menor tempo posible. Para os usuarios, isto aumenta as taxas de utilización do equipo e garante de forma fiable a produción e a vida diaria.

Como se ilustra arriba, se a rede desconecta directamente o segmento de liña defectuoso, o persoal de mantemento só tería que comprobar un segmento de liña, reducindo significativamente a área de busca de fallos. O persoal de mantemento pode localizar rapidamente o punto de fallo e restaurar o suministro eléctrico ao segmento de liña defectuoso. Actualmente, cando ocorre un fallo nun punto, o persoal de mantemento debe comprobar cinco seccións diferentes. Esta relación 1:5 demostra claramente que enfoque beneficia máis ás empresas de suministro eléctrico. Cal estrutura de rede aumenta tanto a cantidade de suministro eléctrico como a fiabilidade do suministro? Polo tanto, a aplicación de reclosers e sectionalizers xogará un papel tremendo nas redes eléctricas.