Application de la technologie de diagnostic de défaut pour les disjoncteurs automatiques à vide d'extérieur 15kV
Selon les statistiques, la grande majorité des pannes sur les lignes aériennes de distribution sont transitoires, les pannes permanentes représentant moins de 10 %. Actuellement, les réseaux de distribution à moyenne tension (MT) utilisent couramment des reclosers automatiques à vide extérieurs de 15 kV en coordination avec des sectionneurs. Cette configuration permet une restauration rapide de l'alimentation après les pannes transitoires et isole les segments de ligne défectueux en cas de pannes permanentes. Il est donc essentiel de surveiller l'état de fonctionnement des contrôleurs de reclosers automatiques pour améliorer leur fiabilité.
1. Vue d'ensemble de la recherche technique (nationale et internationale)
1.1 Classification des reclosers automatiques
Les reclosers automatiques se divisent en deux catégories principales : le type courant et le type tension. Les reclosers de type courant détectent les courants de défaut, déclenchent en conséquence et se reclosent automatiquement, généralement effectuant un à trois essais de reclosure. Ils fonctionnent à la fois comme dispositifs de protection et comme reclosers. L'isolement de la panne se fait en éliminant progressivement les sections en partant du segment le plus en aval jusqu'à l'identification de la section défectueuse. Cependant, cette méthode expose le réseau à plusieurs courants de défaut lors des reclosures, causant un stress important. De plus, plus il y a de sections de ligne, plus le nombre de reclosures requis est élevé et plus le temps total de restauration est long. Par conséquent, ces systèmes sont généralement limités à trois sections maximum et sont mieux adaptés aux alimentations en branchement ou en étoile.
Les reclosers de type tension, en revanche, déclenchent en cas de perte de tension et se reclosent après un délai prédéfini une fois la tension rétablie. Dans ce schéma, le disjoncteur de sortie de poste doit effectuer deux reclosures pour compléter l'isolement de la panne et la restauration du service : la première reclosure identifie la section défectueuse en fonction du nombre de commutateurs de section qui se ferment, après quoi les commutateurs adjacents à la panne sont bloqués pour l'isoler ; la seconde reclosure rétablit l'alimentation des sections non défectueuses. Étant donné que la protection instantanée contre les surintensités repose sur le disjoncteur de sortie de poste, cette approche est moins appropriée pour les alimentations longues. Cependant, avec l'augmentation de la capacité du système, cette limitation s'est progressivement atténuée. Les reclosers de type tension sont donc appropriés pour les réseaux radiaux ou en boucle courts et permettent une fonctionnalité d'automatisation de base.
1.2 Problèmes des méthodes de test conventionnelles
En raison des tolérances de fabrication et de l'usure mécanique due à un fonctionnement prolongé, les reclosers automatiques peuvent subir des dysfonctionnements ou des opérations erronées. Les méthodes de test actuelles reposent principalement sur des équipements d'inspection manuelle, ce qui implique des coûts d'investissement élevés.
1.3 État actuel de la recherche et tendances de développement (nationales et internationales)
Pour les reclosers automatiques à vide extérieurs de 15 kV MT, les pratiques nationales en Chine adoptent principalement des approches de maintenance hors ligne et périodiques, comprenant des tests de résistance d'isolement, des tests de résistance d'isolement des circuits de commande et des tests de tension alternative. Ces méthodes conventionnelles présentent plusieurs inconvénients : les équipements de test sont volumineux et difficiles à transporter ; les tests nécessitent souvent des travaux en hauteur, posant des risques de sécurité ; et le processus consomme une quantité importante de main-d'œuvre et de ressources. Les systèmes de diagnostic intégrés et complets restent rarement mis en œuvre dans les opérations sur le terrain.
Des progrès significatifs ont été réalisés dans le diagnostic au niveau du contrôleur pour les reclosers automatiques à vide extérieurs de 15 kV MT. Des analyseurs automatiques modernes sont maintenant largement utilisés. Ces appareils se connectent via des interfaces simples et standardisées, offrant une compatibilité "plug-and-play" entre les reclosers de différents fabricants. En injectant des signaux de courant contrôlés dans le contrôleur de recloser, l'analyseur mesure des réponses clés telles que les courbes caractéristiques courant-temps (TCC) et les séquences de commande. Il offre un contrôle précis de la forme d'onde, du timing et de l'amplitude des courants injectés et enregistre avec précision la réponse du contrôleur, avec une résolution temporelle de l'ordre du microseconde. Le système peut automatiser entièrement une séquence de test complète et afficher instantanément les résultats textuels, y compris les commandes de déclenchement, les actions de reclosure, les réinitialisations, les événements de verrouillage et les journaux horodatés associés.
La recherche actuelle sur le diagnostic intelligent des pannes se concentre sur trois directions principales :
Technologies de diagnostic intelligent intégré;
Systèmes de diagnostic intelligent en réseau;
Architectures de diagnostic intelligent adaptatif.
2. Technologie de diagnostic de pannes pour les reclosers automatiques à vide extérieurs de 15 kV MT
Le système de diagnostic de pannes pour les reclosers automatiques à vide extérieurs de 15 kV MT est conçu spécifiquement pour évaluer les performances des contrôleurs de reclosers utilisés sur les lignes aériennes à moyenne tension. Après avoir connecté l'unité "disjoncteur" au contrôleur de recloser, le système utilise un logiciel pour injecter divers courants de défaut simulés dans le contrôleur et déclencher des opérations d'ouverture/fermeture correspondantes selon la logique du contrôleur. Le système enregistre la réponse du contrôleur à ces changements de courant simulés et analyse, via un logiciel, si le contrôleur identifie correctement les conditions de panne et exécute les actions de commande appropriées conformément aux spécifications.
Ce système de diagnostic prend en charge un large éventail de tests de scénarios de pannes, permettant une détection entièrement automatisée des pannes du contrôleur. Il se connecte à divers modèles de reclosers via des interfaces universelles ou personnalisées, et toutes les fonctions de contrôle et de test sont exécutées via un logiciel d'analyse dédié. Les principales caractéristiques du système incluent :
Source de courant de haute précision : Le système utilise une source de courant de haute précision, haute résolution et fiable pour assurer une simulation réaliste des courants de défaut. La commande par logiciel permet un ajustement complet des paramètres de courant, y compris la forme d'onde, l'amplitude, le temps de montée, la durée et le temps de descente, et fournit une visualisation en temps réel des formes d'onde et des amplitudes de courant pour une capacité d'analyse accrue.
Conception d'interface universelle : Une interface standardisée permet une véritable opération "plug-and-play" sur le terrain, facilitant la transmission fluide des signaux et des données.
Base de données intégrée des courbes TCC : La caractéristique ampère-seconde (c'est-à-dire, la caractéristique temps-courant ou courbe TCC) définit la relation en temps inverse entre le temps de déclenchement et l'intensité du courant de défaut, incluant à la fois les courbes TCC rapides et lentes. Le logiciel d'analyse intègre plusieurs bibliothèques standard de courbes TCC, telles que Cooper, IEEE (US), et les normes IEC, permettant une comparaison et un diagnostic pratiques.
Analyse automatique des données de test : Le système interprète automatiquement les retours du réenclencheur et affiche instantanément les résultats d'analyse, y compris des représentations graphiques et des rapports, détaillant les événements de déclenchement, de réenclenchement, de verrouillage et autres opérations.
3.Conclusion
La technologie de diagnostic de panne pour les réenclencheurs automatiques extérieurs sous vide de 15 kV MV peut efficacement identifier diverses anomalies, notamment :
Dysfonctionnement du réenclenchement instantané;
Déviation des courbes TCC standard;
Défaillance de la protection contre les surintensités;
Anomalie dans le timing des intervalles de réenclenchement;
Défaut des mécanismes de verrouillage de fermeture.
Cette technologie représente un changement critique par rapport à la maintenance planifiée traditionnelle vers une maintenance avancée basée sur l'état pour les réenclencheurs. En permettant une analyse et un diagnostic complets de l'unité de contrôle, elle améliore considérablement les capacités techniques de surveillance de l'état des réenclencheurs et joue un rôle vital dans la prévention des pannes du réseau de distribution et la garantie de la fiabilité du réseau.
