Aplicación da tecnoloxía de diagnóstico de fallos para rearmadores automáticos de vacío ao aire libre de 15kV
Segundo as estatísticas, a vasta maioria das falhas nas liñas aéreas de enerxía eléctrica son transitórias, cunhas falhas permanentes que representan menos do 10%. Actualmente, as redes de distribución de media tensión (MT) utilizan comúnmente recolocadores automáticos de vácuo ao aire libre de 15 kV en coordinación con seccionadores. Esta configuración permite a rápida restitución do suministro de enerxía despois das falhas transitórias e isola os segmentos de liña defectuosos no caso de falhas permanentes. Polo tanto, é esencial monitorizar o estado operativo dos controladores de recolocadores automáticos para mellorar a súa fiabilidade.
1.Visión xeral da investigación técnica (nacional e internacional)
1.1 Clasificación dos recolocadores automáticos
Os recolocadores automáticos caen en dúas categorías principais: de corrente e de tensión. Os recolocadores de corrente detectan as correntes de fallo, disparan en consecuencia e recolocan automaticamente, xeralmente realizando unha a tres tentativas de recolocación. Funcionan tanto como dispositivos protexidos como recolocadores. A isolación do fallo procede eliminando progresivamente seccións a partir do segmento máis downstream ata que se identifica a sección defectuosa. No entanto, este método somete a rede a múltiples recolocacións de corrente de fallo, causando unha significativa tensión. Ademais, cuantas máis seccións de liña hai, maior é o número de recolocacións necesarias e maior é o tempo total de restitución. En consecuencia, tales sistemas xeralmente están limitados a non máis de tres seccións e son máis adecuados para alimentadores de rama ou radiais.
Por outro lado, os recolocadores de tensión disparan ante a perda de tensión e recolocan despois dun retardo preestablecido unha vez restaurada a tensión. Neste esquema, o interruptor de alimentador da subestación debe realizar dúas recolocacións para completar a isolación do fallo e a restitución do servizo: a primeira recolocación identifica a sección defectuosa baseándose no número de interruptores seccionadores que se pechan, despois dos cales os interruptores adxacentes ao fallo quedan bloqueados para isolarlo; a segunda recolocación restaura a enerxía ás seccións non defectuosas. Como a protección instantánea contra sobrecorrentes depende do interruptor de alimentador da subestación, esta aproximación é menos adecuada para alimentadores longos. No entanto, co aumento da capacidade do sistema, esta limitación foi diminuíndo gradualmente. Os recolocadores de tensión son, polo tanto, apropiados para redes radiais ou en anel curtas e permíten funcionalidades básicas de automatización.
1.2 Problemas coas métodos de proba convencionais
Dedo aos tolerancias de fabricación e ao desgaste mecánico debido á operación prolongada, os recolocadores automáticos poden experimentar fallos ou operacións falsas. Os métodos actuais de proba confían principalmente en equipos de inspección manual, o que implica custos de investimento elevados.
1.3 Estado actual da investigación e tendencias de desenvolvemento (nacional e internacional)
Para os recolocadores automáticos de circuito ao aire libre de vácuo de 15 kV de MT, as prácticas nacionais en China adoptan principalmente abordaxes de mantemento offline e periódico, incluíndo probas de resistencia de aislamento, probas de resistencia de aislamento do circuito de control e probas de tensión AC. Estes métodos convencionais teñen varias desvantaxes: os equipos de proba son voluminosos e difíciles de transportar; as probas frecuentemente requiren traballo en altura, presentando riscos de seguridade; e o proceso consume substanciais recursos humanos e materiais. Os sistemas diagnósticos integrais e comprehensivos permanecen raramente implementados nas operacións de campo reais.
Significativos progresos foron feitos na diagnostica a nivel de controlador para os recolocadores automáticos de circuito ao aire libre de vácuo de 15 kV de MT. Agora, os analizadores automáticos modernos son amplamente utilizados. Estes dispositivos conectan mediante interfaces simples e estandarizadas—soportando compatibilidade "plug-and-play" entre recolocadores de diferentes fabricantes. Ao inxectar sinais de corrente controlados no controlador do recolocador, o analizador mide respostas clave como as curvas de característica corrente-tempo (TCC) e secuencias de control. Ofrece un control preciso sobre a forma de onda, o tempo e a amplitud das correntes inxectadas e grava con precisión a resposta do controlador—con resolución de tempo até o nivel de microsegundos. O sistema pode automatizar completamente unha secuencia de proba completa e mostrar instantaneamente resultados textuais, incluíndo comandos de disparo, accións de recolocación, reinicio, eventos de bloqueo e rexistros asociados coa marca de tempo.
A investigación actual en diagnóstico de fallos inteligente centra-se en tres direccións principais:
Tecnoloxías de diagnóstico de fallos inteligentes integradas;
Sistemas de diagnóstico inteligente en rede;
Arquitecturas de diagnóstico inteligente adaptativas.
2.Tecnoloxía de diagnóstico de fallos para recolocadores automáticos de circuito ao aire libre de vácuo de 15 kV de MT
O sistema de diagnóstico de fallos para recolocadores automáticos de circuito ao aire libre de vácuo de 15 kV de MT está deseñado específicamente para avaliar o rendemento dos controladores de recolocadores utilizados en liñas aéreas de media tensión. Despois de conectar a "unidade de interruptor" ao controlador do recolocador, o sistema usa software para inxectar varias correntes de fallo simuladas no controlador e activar as operacións de apertura/pechado correspondentes segundo a lóxica do controlador. O sistema grava a resposta do controlador a estos cambios de corrente simulados e analiza—mediante software—se o controlador identifica correctamente as condicións de fallo e executa as accións de control adecuadas de acordo coas especificacións.
Este sistema de diagnóstico soporta un amplo rango de probas de escenarios de fallo, permitindo a detección totalmente automatizada de fallos do controlador. Conecta a diversos modelos de recolocadores a través de interfaces universais ou personalizadas, e todas as funcións de control e proba son executadas a través de software de análise dedicado. As características clave do sistema inclúen:
Fonte de Corrente de Alta Precisión: O sistema emprega unha fonte de corrente de alta precisión, alta resolución e fiable para asegurar unha simulación realista das correntes de fallo. O control por software permite unha axuste comprehensivo dos parámetros de corrente—incluíndo a forma de onda, a amplitud, o tempo de subida, a duración e o tempo de descenso—and proporciona una visualización en tempo real das formas de onda e magnitudes de corrente para unha capacidade analítica mellorada.
Deseño de Interface Universal: Unha interface estandarizada permite a operación verdadeiramente "plug-and-play" no terreo, facilitando a transmisión fluida de sinais e datos.
Base de datos integrada de curvas TCC: A característica amperio-segundo (é dicir, a característica Tempo-Corrente ou curva TCC) define a relación inversa entre o tempo de disparo e a magnitude da corrente de fallo, incluíndo tanto as curvas TCC rápidas como lentas. O software de análise incorpora múltiples bibliotecas estándar de curvas TCC, como Cooper, IEEE (EE.UU.) e IEC, permitindo unha comparación e xuízo diagnóstico conveniente.
Análise automática de datos de proba: O sistema interpreta automaticamente a retroalimentación do recolocador e mostra instantaneamente os resultados analíticos, incluíndo representacións gráficas e informes, que detallan eventos de disparo, recolocación, bloqueo e outros eventos operativos.
3.Conclusión
A tecnoloxía de diagnóstico de fallos para recolocadores automáticos de vacío ao aire libre de MV de 15 kV pode identificar eficazmente varias anomalias, incluíndo:
Malfuncionamento da recolocación instantánea;
Desviación das curvas TCC estándar;
Fallo da protección contra sobrecorrente;
Temporización anómala dos intervalos de recolocación;
Mecanismos de bloqueo de cierre defectuosos.
Esta tecnoloxía representa un cambio crítico desde a manutención programada tradicional cara a unha manutención avanzada baseada no estado para os recolocadores. Ao permitir unha análise e diagnóstico completos da unidade de control, aumenta significativamente as capacidades técnicas do monitorizado do estado dos recolocadores e desempeña un papel vital na prevención de cortes na rede de distribución e na garantía da fiabilidade da rede.
