Aplicació de la tecnologia de diagnòstic de faltes per a reclosers automàtics al aire lliure de vaciu de 15kV

Segons les estadístiques, la gran majoria de les avaries en les línies aèries són transitories, amb les avaries permanentes que representen menys del 10%. Actualment, les xarxes de distribució de mitja tensió (MT) utilitzen sovint reclosers automàtics al aire lliure de 15 kV en coordinació amb seccionadors. Aquesta configuració permet una ràpida restabliment del subministrament d'energia després de les avaries transitories i aïlla els segments de línia defectuosos en cas d'avaries permanentes. Per tant, és essencial monitoritzar l'estat operatiu dels control·ladors de reclosers automàtics per augmentar la seva fiabilitat.

1.Resum de la Recerca Tècnica (Nacional i Internacional)

1.1 Classificació dels Reclosers Automàtics
Els reclosers automàtics es divideixen en dues categories principals: de corrent i de tensió. Els reclosers de corrent detecten les corrents d'averia, disjunten en conseqüència i es reclosen automàticament—sovint realitzant un a tres intents de reclosament. Funcionen com a dispositius protectors i com a reclosers. L'aïllament de l'averia procedeix eliminant progressivament segments a partir del segment més a val. Tanmateix, aquest mètode sotmet la xarxa a múltiples reclosures de corrent d'averia, causant una gran pressió. Més a més, quants més segments de línia hi hagi, més reclosures seran necessaris i més llarga serà el temps total de restabliment. En conseqüència, aquests sistemes generalment estan limitats a no més de tres segments i són més adequats per a ramals o alimentacions radials.

Els reclosers de tensió, en canvi, disjunten en la pèrdua de tensió i es reclosen després d'un retard preestablert un cop la tensió s'hagi restablert. En aquest esquema, el circuit interromp de la subestació ha de realitzar dos reclosures per completar l'aïllament de l'averia i el restabliment del servei: el primer reclosure identifica el segment defectuós basant-se en el nombre de commutadors de seccionador que es tanquen, després del qual els commutadors adjacents a l'averia s'interrompen per aïllar-la; el segon reclosure restableix l'energia als segments sense averia. Com que la protecció instantània de sobrecorrent depèn del circuit interromp de la subestació, aquest enfocament és menys adequat per a alimentacions llargues. No obstant això, amb l'augment de la capacitat del sistema, aquesta limitació s'ha anat reduint gradualment. Per tant, els reclosers de tensió són apropiats per a xarxes radials o en bucle curtes i permeten funcionalitats bàsiques d'automatització.

1.2 Problemes dels Mètodes Convencionals de Prova
A causa de les toleràncies de fabricació i de l'usura mecànica deguda a l'operació prolongada, els reclosers automàtics poden experimentar malfuncionaments o operacions falses. Els mètodes actuals de prova principalment depenen d'equips d'inspecció manual, el que comporta costos d'inversió elevats.

1.3 Estat Actual de la Recerca i Tendències de Desenvolupament (Nacional i Internacional)
Per als reclosers automàtics de 15 kV MT al aire lliure, les pràctiques nacionals a Xina adopten predominantment enfoques de manteniment offline i periòdic, incloent proves de resistència a l'aislament, proves de resistència a l'aislament del circuit de control i proves de tensió alternada. Aquests mètodes convencionals presenten diversos inconvenients: els equips de prova són voluminosis i difícils de transportar; sovint requereixen treballs en altura, posant riscos de seguretat; i el procés consumeix una quantitat substancial de mà d'obra i recursos. Sistemes de diagnòstic integrals i comprehensius encara són poc implementats en les operacions reals de camp.

S'han fet progrès significatius en el diagnòstic a nivell de control·lador per als reclosers automàtics de 15 kV MT al aire lliure. Ara es fan servir amplament analitzadors automàtics moderns. Aquests dispositius es connecten a través d'interfícies simples i estandaritzades—que suporten la compatibilitat "plug-and-play" entre reclosers de diferents fabricants. Injectant senyals de corrent controlats al control·lador del recloser, l'analitzador mesura respostes clau com les corbes de característica corrent-temps (TCC) i les seqüències de control. Ofereix un control precís sobre la forma d'ona, el temps i l'amplitud de les corrents injectades i registra amb precisió la resposta del control·lador—amb una resolució temporal de microssegons. El sistema pot automatitzar completament una seqüència de prova completa i mostrar immediatament resultats textuales, incloent ordres de disjunció, accions de reclosament, reinici, esdeveniments de bloqueig i registres associats amb marca de temps.

La recerca actual en diagnòstic d'averies intel·ligent es centra en tres direccions principals:

• Tecnologies de diagnòstic d'averies integrades;

• Sistemes de diagnòstic intel·ligent enxarxats;

• Arquitectures de diagnòstic intel·ligent adaptatives.

2.Tecnologia de Diagnòstic d'Averies per a Reclosers Automàtics de 15 kV MT al Aire Lliure

El sistema de diagnòstic d'averies per a reclosers automàtics de 15 kV MT al aire lliure està dissenyat específicament per avaluar el rendiment dels control·ladors de reclosers utilitzats en línies aèries de mitja tensió. Després de connectar la "unitat de circuit interromp" al control·lador del recloser, el sistema utilitza programari per injectar diverses corrents d'averia simulades al control·lador i activa les operacions corresponents d'obertura/tancament segons la lògica del control·lador. El sistema registra la resposta del control·lador a aquests canvis de corrent simulats i analitza—a través del programari—si el control·lador identifica correctament les condicions d'averia i executa les accions de control adequades conforme a les especificacions.

Aquest sistema de diagnòstic suporta una àmplia gamma de proves de scenaris d'averia, permetent la detecció totalment automàtica de falles del control·lador. Es connecta a diversos models de reclosers a través d'interfícies universals o personalitzades, i totes les funcions de control i prova s'executen a través de programari d'anàlisi dedicat. Les característiques clau del sistema inclouen:

• Font de Corrent d'Alta Precisió: El sistema utilitza una font de corrent d'alta precisió, alta resolució i fiable per assegurar una simulació realista de les corrents d'averia. El control de programari permet un ajust exhaustiu dels paràmetres de corrent—inclòs la forma d'ona, l'amplitud, el temps de pujada, la durada i el temps de baixada—and proporciona una visualització en temps real de les formes d'ona i magnituds de corrent per millorar la capacitat analítica.

• Disseny d'Interfície Universal: Una interfície estandaritzada permet una operació real "plug-and-play" en el camp, facilitant la transmissió fluida de senyals i dades.

• Base de dades de corbes TCC integrada: La característica amper-segon (és a dir, la Característica Temps-Corrent o corba TCC) defineix la relació inversa entre el temps de tripulació i la magnitud de la corrent de fallada, incloent tant les corbes TCC ràpides com les lentes. El programari d'anàlisi incorpora múltiples llibreries estàndard de corbes TCC, com ara Cooper, IEEE (US) i normes IEC, permetent una comparació i diagnòstic convenient.

• Anàlisi automàtica de dades de proves: El sistema interpreta automàticament la retroalimentació del reconector i mostra immediatament els resultats analítics, incloent representacions gràfiques i informes, detallant esdeveniments operatius com trips, recloses, bloquejos i altres.

3.Conclusió

La tecnologia de diagnòstic de fallades per a reconectors automàtics de vacuï en exterior de 15 kV MV pot identificar efectivament diverses anomalies, incloent:

• Malfuncionament del reclose instantani;

• Desviacions de les corbes TCC estàndard;

• Falla de la protecció per sobrecorrent;

• Temporització anormal de l'interval de reclose;

• Mecanismes de bloqueig de tancament defectuosos.

Aquesta tecnologia representa un canvi crític des de la manteniment programat tradicional cap al manteniment basat en condicions avançat per a reconectors. Permetent un anàlisi i diagnòstic complet de la unitat de control, augmenta significativament les capacitats tècniques del monitoratge de la condició dels reconectors i juga un paper vital en prevenir les interrupcions de la xarxa de distribució i assegurar la fiabilitat de la xarxa.