Applicazione di recloser e sezionatori a 10kV nelle reti di distribuzione rurali

1 Stato attuale della rete

Con il continuo approfondimento della trasformazione delle reti elettriche rurali, il livello di salute dell'equipaggiamento delle reti rurali sta costantemente migliorando e l'affidabilità del fornitore di energia soddisfa fondamentalmente le esigenze degli utenti. Tuttavia, riguardo allo stato attuale della rete, a causa dei limiti finanziari, non sono state implementate reti ad anello, i rifornimenti di energia duali non sono disponibili e le linee adottano un metodo di fornitura di energia radiale singolo simile ad un albero. Ciò significa che le linee hanno numerosi rami. Pertanto, quando si verifica un guasto in qualsiasi punto della linea, l'intera linea si ferma completamente e la localizzazione del guasto è difficile da determinare. Questo non solo influenza la fornitura di energia, ma comporta anche un significativo spreco di risorse umane e materiali per i dipartimenti di gestione che affrontano gli incidenti. Pertanto, l'installazione di ricchiuditori e sezionatori sulle linee a 10kV può controllare efficacemente la verifica di incidenti.

2 Caratteristiche dei ricchiuditori e dei sezionatori

2.1 Ricchiuditori

① I ricchiuditori hanno funzioni automatiche e possono eseguire operazioni di apertura e chiusura senza energia esterna. La sezione di controllo elettronico ottiene energia attraverso il CT di bushing all'interno del ricchiuditore. Una corrente superiore a 5A dal lato alimentazione garantisce il normale funzionamento della sezione di controllo elettronico. Hanno un volume piccolo, un peso leggero ed è facile installarli sui pali. L'adattamento della curva ampere-secondo della corrente di scatto può essere ottenuto sostituendo resistenze di scatto o tavole della curva ampere-secondo, il che è molto comodo.

② I ricchiuditori possono rilevare automaticamente la corrente della linea e la corrente di terra. Quando la corrente supera la corrente minima di scatto preimpostata, seguono una sequenza predefinita di apertura, interruzione e ricchiusura con intervalli di ricchiusura specifici per interrompere la corrente di guasto. Se il guasto è permanente, dopo 2, 3 o 4 operazioni di scatto preimpostate, il ricchiuditore blocca, isolando l'area di guasto dal circuito principale.

2.2 Sezionatori

① Il sezionatore a caduta è un dispositivo elettrico monofase ad alta tensione. Il prodotto è composto da isolatori, contatti, meccanismi di conduzione e altre componenti che formano linee di controllo secondario e sistemi di conduzione primaria. Il sistema di controllo è composto da contatti elettromagnetici interconnessi, componenti del controller elettronico e altri elementi. Il sistema di azione di scatto è composto da un meccanismo di magneti permanenti a accumulo di energia, piastre, leve e blocchi di chiusura.

② I sezionatori sono dotati di trasformatori di corrente che rilevano i valori di corrente del circuito. Quando si verifica un guasto alla linea, il controller elettronico si attiva quando la corrente supera il valore di corrente d'avviamento nominale e svolge un trattamento digitale. La corrente di guasto viene interrotta da un ricchiuditore (o interruttore) a monte. Il controller elettronico può memorizzare il numero di volte in cui l'interruttore a monte ha interrotto la corrente di guasto e, dopo aver raggiunto la soglia di conteggio preimpostata (1, 2 o 3 volte), quando l'interruttore a monte interrompe la corrente di guasto e la linea perde tensione con corrente inferiore a 300mA, il sezionatore si segmenta automaticamente entro 180ms. Questo limita l'area di guasto al range minimo o isola la sezione di guasto, consentendo al ricchiuditore (o interruttore) di operare con successo.

③ I sezionatori utilizzano un meccanismo di magnete permanente per completare l'operazione di apertura. Quando la corrente nel sezionatore supera il valore impostato, l'interruttore (o ricchiuditore) nella sottostazione interrompe la corrente di guasto. Dopo che la linea perde tensione, la scheda di controllo elettronico all'interno del tubo del sezionatore invia un comando, e l'unità di scatto del meccanismo di magnete permanente spinge il sezionatore ad aprirsi. Dopo ogni segmentazione, l'unità di scatto non richiede la sostituzione di alcun componente. Dopo la caduta del sezionatore, può essere ripristinato alle condizioni di lavoro attraverso l'accumulo manuale di energia tramite il fermacavo.

3 Utilizzo coordinato di ricchiuditori e sezionatori

Basandosi sulle funzioni e caratteristiche dei ricchiuditori e dei sezionatori, l'utilizzo congiunto installato su reti di distribuzione a 10kV giocherà un ruolo significativo. Possono determinare l'intervallo di guasto delle linee, isolare le sezioni guaste da quelle sane, garantendo così il normale funzionamento dei segmenti di linea non guasti. L'applicazione specifica è mostrata nella figura sottostante:

I ricchiuditori sono installati all'uscita della linea principale o nelle sottostazioni, mentre sei gruppi di sezionatori automatici a caduta F1, F2, F3, F4, F5 e F6 sono selezionati per le linee secondarie, dividendoli in segmenti L1, L2, L3, L4, L5, L6 e L7. Il valore di corrente d'avviamento nominale dei sezionatori corrisponde al valore di corrente d'avviamento del ricchiuditore.

3.1 Se si verifica un guasto E1 nel segmento L5

Il ricchiuditore e i sezionatori F1, F3 e F4 sperimentano la corrente di guasto. Il ricchiuditore scatta automaticamente, causando la perdita di tensione della linea. F4 raggiunge la sua soglia di conteggio preimpostata di 1 operazione e scatta/cade automaticamente, isolando il segmento di guasto L5. Dopo che il ricchiuditore si ricchiude automaticamente, la fornitura di energia viene ripristinata nei segmenti L1, L2, L3, L4, L6 e L7.

3.2 Se si verifica un guasto E2 nel segmento L6

Il ricchiuditore e i sezionatori F1 e F5 sperimentano la corrente di guasto. Il ricchiuditore scatta automaticamente. Se è un guasto temporaneo, il ricchiuditore si ricchiude con successo e ripristina la fornitura di energia. F1 e F5 rimangono chiusi poiché non hanno raggiunto la loro soglia di conteggio preimpostata. Se è un guasto permanente, il ricchiuditore non riesce a ricchiudersi con successo, scatta nuovamente, causando la perdita di tensione della linea. F5 raggiunge la sua soglia di conteggio preimpostata di 2 operazioni e scatta/cade automaticamente, isolando il segmento di guasto L6, mentre F1 rimane chiuso poiché non ha raggiunto la sua soglia di conteggio. Dopo la ricchiusura, il ricchiuditore ripristina la fornitura di energia nei segmenti L1, L2, L3, L4 e L5.

3.3 Se si verifica un guasto E3 nel segmento L2

Il recloser e il sectionalizer F1 rilevano una corrente di guasto. Il recloser si disattiva automaticamente. Se si tratta di un guasto temporaneo, il recloser riesce a riaccendersi e ripristina l'approvvigionamento elettrico. F1 rimane chiuso in quanto non ha raggiunto la soglia preimpostata del conteggio. Se si tratta di un guasto permanente, il recloser non riesce a riaccendersi, si disattiva, tenta nuovamente di riaccendersi ma fallisce, e si disattiva di nuovo. La linea perde tensione, e F1 raggiunge la sua soglia preimpostata di 3 operazioni, disattivandosi/uscendo automaticamente e isolando il segmento di guasto L2. Dopo il riaccensione, il recloser ripristina l'approvvigionamento elettrico solo al segmento L1.

4 vantaggi dell'applicazione coordinata di recloser e sectionalizer

Dalla discussione sopra, è chiaro che l'uso coordinato di reclosers e sectionalizers svolge un ruolo significativo nell'operazione della rete elettrica. Non solo isolano rapidamente i segmenti di linea difettosi garantendo l'operatività normale dei segmenti sani, ma riducono anche l'area di ricerca del guasto, permettendo alle unità operative di localizzare i punti di guasto nel minor tempo possibile. Per gli utenti, ciò aumenta i tassi di utilizzo delle attrezzature e garantisce in modo affidabile la produzione e la vita quotidiana.

Come illustrato sopra, se la rete disconnette direttamente il segmento di linea difettoso, il personale di manutenzione avrebbe bisogno di controllare solo un segmento di linea, riducendo significativamente l'area di ricerca del guasto. Il personale di manutenzione può localizzare rapidamente il punto di guasto e ripristinare prontamente l'energia al segmento di linea difettoso. Attualmente, quando si verifica un guasto in un punto, il personale di manutenzione deve controllare cinque diversi segmenti. Questo rapporto 1:5 dimostra chiaramente quale approccio beneficia maggiormente le imprese di fornitura elettrica. Quale struttura di rete aumenta sia la quantità di fornitura elettrica che la sua affidabilità? Pertanto, l'applicazione di reclosers e sectionalizers svolgerà un ruolo enorme nelle reti elettriche.