Panduan Recloser: Cara Kerjanya & Mengapa Perusahaan Utilitas Menggunakannya

1. Ano ang Recloser?
Ang recloser ay isang awtomatikong high-voltage na electrical switch. Tulad ng circuit breaker sa mga sistema ng elektrisidad sa bahay, ito ay nagpapahinto ng power kapag may fault—tulad ng short circuit—na nangyari. Gayunpaman, kakaiba sa household circuit breaker na nangangailangan ng manual reset, ang recloser ay awtomatikong monitore ang linya at deternihin kung ang fault ay naiwasan na. Kung ang fault ay pansamantalang lamang, ang recloser ay awtomatikong magsasara muli at magbabalik ng power.

Ang mga recloser ay malawakang ginagamit sa buong distribution system—mula sa mga substation hanggang sa mga utility pole sa mga residential area. Mayroon silang iba't ibang uri, kabilang ang compact single-phase reclosers para sa single-phase lines at mas malalaking three-phase reclosers para sa mga substation at high-voltage distribution lines hanggang 38 kV.

Ang disenyo at performance ng recloser ay pinag-uutosan ng mga international standards tulad ng ANSI/IEEE C37.60 at IEC 62271-111.

2. Bakit Gamitin ang Reclosers?

Ang mga automatic circuit reclosers ay tinuturing ng mga electric utilities sa buong mundo bilang mahalagang device para makamit ang kanilang pangunahing layunin: pagbibigay ng pinakamagpatuloy at maasahang supply ng power sa mga customer sa isang simple at cost-effective na paraan.

Maaaring detekta at interuphin ng mga recloser ang fault currents, at pagkatapos ay awtomatikong ibabalik ang power kapag ang pansamantalang fault ay naiwasan na. Sa esensya, ang recloser ay isang self-contained intelligent device na may kakayahan na saksiin ang overcurrent, timing, interrupting fault current, at awtomatikong magsasara muli upang i-energize ang linya.

Kung ang fault ay permanenteng lamang, ang recloser ay ilolock out pagkatapos ng preset na bilang ng operasyon—karaniwang tatlo hanggang apat na pagsubok—na siyang nag-iisolate ng faulty section mula sa iba pang bahagi ng sistema. Ang kakayahan na ito ay nakakatipid ng significant time at operational costs sa mga utilities, dahil madalas na ibinalik ang power pagkatapos ng isa o dalawang maikling voltage flicker, walang anumang pangangailangan ng field intervention.

Sa mga kaso kung saan hindi maiwasang magpadala ng crew, tumutulong ang mga recloser upang mapababa ang outage footprint at matulungan ang maintenance personnel na mabilis na lokalisin ang fault at ibalik ang serbisyo. Ang mga residential, commercial, industrial, at institutional customers ay lahat nakikinabang sa pagbawas ng disruption at associated costs. Kung wala ang mataas na antas ng supply reliability, maraming critical modern loads—tulad ng mga computer, water pumps, at automated production lines—ang mahihirapan na mag-operate nang maasahan.

3. Paano Gumagana ang Recloser?

Kapag may fault na nangyari sa linya, detektado ito ng recloser at awtomatikong trip upang interuphin ang power. Pagkatapos ng napakamaikling interval—madalas na sobrang maikli na ito ay nagdudulot lamang ng momentary light flicker—sinusubukan ng recloser na magsara muli at ibalik ang power. Kung patuloy ang fault, ito ay trip ulit.

Pagkatapos ng karaniwang tatlong hindi matagumpay na pagsubok, itinuturing ng recloser ang fault bilang permanent at nananatili sa open (locked out). Sa puntong ito, kinakailangang bisitahin ng utility crews ang site upang ayusin ang nasirang infrastructure at manu-mano na i-reset ang recloser upang ibalik ang power.

Karaniwang permanent faults:

• Lightning damage sa conductors o equipment

• Tree limbs na bumabagsak at nasisira ang lines

• Vehicle collisions sa poles o hardware

4. Ano ang Temporary Faults?

Ang karamihan ng mga fault sa overhead distribution lines ay pansamantalang lamang. Halimbawa nito ang lightning strikes, wind-blown conductors, o momentary contact na dulot ng mga ibon o maliliit na hayop. Karaniwang nagse-self-clear ang mga fault na ito kapag in-interrupt ang power at hindi nagdudulot ng lasting damage sa linya.

Karaniwang uri ng temporary faults:

• Wind-induced clashing ng mga conductor

• Flashover sa insulator surfaces dahil sa lightning-induced overvoltage

• Momentary bridging sa live conductors at grounded parts ng mga ibon, rodents, o iba pang hayop

• Tree branches na briefly contacting energized lines

• Switching surges na nagdudulot ng insulator flashover

Ang long-term operational data at field experience ay malinaw na nagpapakita ng kahalagahan ng “trip-and-reclose” function. Kung ang linya ay de-energized ng pansamantala, madalas na nawawala ang fault source—ginagawang malamang ang successful reclosing. Kaya, ang mga automatic circuit reclosers ay halos nag-eeliminate ng prolonged outages na dulot ng temporary faults o transient overcurrents sa mga distribution systems.

5. Uri ng Recloser

5.1 Single-phase reclosers

Ginagamit ang single-phase reclosers upang protektahan ang single-phase circuits, tulad ng branch lines o tap-offs mula sa three-phase feeder. Maaari rin silang ipaglabas sa three-phase circuits kung ang majority ng load ay single-phase.

Sa kaso ng permanent phase-to-ground fault, ang affected phase lang ang ilolock out, habang ang natitirang two-thirds ng sistema ay patuloy na nagbibigay ng power—nagpapataas ng overall service continuity.

Dahil sa kanilang mas maliit na timbang kumpara sa malalaking three-phase reclosers, ang mga single-phase units ay karaniwang idinidirekta sa utility poles o substation steel structures gamit ang kanilang integrated mounting brackets, na walang pangangailangan ng additional support frames.

Batay sa disenyo, maaaring may kontrol na hidroliko (na nakapaloob sa tangki ng langis ng recloser) o kontrol na elektroniko (na naka-install sa hiwalay na kabinet ng kontrol) ang mga single-phase reclosers.

Kahit papaano, maaari na ring makukuha ang mga single-phase reclosers sa anyo ng cutout-style, na nagpapakita ng mataas na antas ng integrasyon sa pagitan ng mga pangunahing at pangalawang komponente. Maaari itong i-install direktang sa mga standard na base ng fuse cutout at karaniwang ginagamit para sa proteksyon ng branch circuit, na may tipikal na rated current hanggang 200 A.

Isa sa mga kilalang tagagawa ay ang S&C Electric Company (USA), kung saan ang kanilang TripSaver® II product ay isang halimbawa ng ganitong uri, tulad ng ipinapakita sa ibaba:

5.2 Three-Phase Reclosers

Ginagamit ang mga three-phase reclosers sa mga three-phase distribution lines upang mapataas ang reliabilidad ng sistema. Sa anumang permanenteng pagkakamali, ang lahat ng tatlong phase ay kasabay na nilolock out, na nagbabawas ng panganib ng single-phasing para sa mga mahalagang three-phase loads—tulad ng malalaking three-phase motors—na maaaring masira dahil sa hindi pantay o hindi kumpletong suplay ng voltage.

Ang pagpili ng three-phase recloser ay batay sa kinakailangang electrical ratings, interrupting at insulation medium (halimbawa, oil, vacuum, o environmentally friendly gases), at ang pagpipili kung hidroliko (na nakapaloob sa unit) o elektroniko (na naka-install sa hiwalay na kabinet ng kontrol).

5.3 Operating Mode: Three-Phase Trip and Three-Phase Lockout

Ito ang standard na operating mode para sa mga mas malalaking reclosers. Kahit anong uri ng pagkakamali—single-phase-to-ground fault, phase-to-phase fault, o three-phase fault—lahat ng tatlong poles ay kasabay na lumilipad sa bawat operasyon. Ang tripping at reclosing ng lahat ng tatlong phases ay mekanikal na naka-link at pinapatakbo ng isang operating mechanism, na nagse-ensure ng synchronized performance.

Ang mga three-phase reclosers ay sumusuporta sa iba't ibang konfigurasyon ng pag-mount, kabilang ang:

• Pole-mounted frames (para sa overhead line installations)

• Substation mounting frames (para sa substation o pad-mounted applications)

5.4 Triple-Single Reclosers

Ang mga triple-single reclosers ay may kontrol na elektroniko at nagbibigay ng tatlong operating modes:

• Three-phase trip and three-phase lockout
  Kasabay na lumilipad ang lahat ng tatlong phases dahil sa overcurrent, kasabay na magre-closed, at gumagana sa parehong sequence.

• Single-phase trip and three-phase lockout
  Independently performs overcurrent tripping and reclosing ang bawat phase. Kung anumang phase ang pumasok sa lockout sequence dahil sa permanenteng pagkakamali, o kung inissue ang "lockout" command mula sa lokal o remote, ang ibang dalawang phases ay kasabay na lumilipad at pumapasok sa lockout, na nagpapabawas ng prolonged single-phasing ng three-phase loads.

• Single-phase trip and single-phase lockout
  Independently trips at locks out ang bawat phase, nang hindi nakakaapekto sa iba. Ginagamit ang mode na ito pangunahin para sa residential loads, o sa mga scenario kung saan ang three-phase loads ay napatutugunan na laban sa single-phasing sa pamamagitan ng ibang paraan.

Maaaring i-mount ang mga triple-single reclosers sa mga pole gamit ang pole mount frame, o i-install sa mga substation frames o direktang sa mga steel structures ng substation.

6. Recloser Control Types

Ang "intelligence" na nagbibigay ng kakayahan sa recloser na makadetect ng overcurrent, pumili ng time-current characteristics, gumawa ng tripping at reclosing operations, at huli na'y mag-lock out ay galing sa kanyang control system. May dalawang pangunahing uri ng kontrol: integral hydraulic control at electronic control na naka-install sa hiwalay na control cabinet.

Hydraulic control

Widely used ang hydraulic control sa karamihan ng single-phase reclosers at ilang three-phase reclosers. Ito ay umiiral bilang integral na bahagi ng recloser mismo. Sa pamamaraang kontrol na ito, nadetect ang overcurrent sa pamamagitan ng trip coil na konektado sa serye sa linya. Kapag nagflow ang overcurrent sa trip coil, hinila ng coil ang plunger, na nagresulta sa paglipad ng contacts ng recloser.

Nakuha ang timing at sequence operations sa pamamagitan ng pag-flow ng hydraulic oil sa iba't ibang hydraulic chambers o orifices. Sa mas maliliit na reclosers, ang enerhiyang kailangan para sa reclosing ay ibinibigay ng mga spring, na nabubuksan ng plunger ng series-connected trip coil sa panahon ng overcurrent protection operation. Sa mas malalaking reclosers, ginagawa ang closing ng hiwalay na closing solenoid na pinapagana ng line voltage mula sa source side ng recloser.

7. Microprocessor-based or electronic control

Ang microprocessor-based o electronic control recloser control systems ay karaniwang naka-install sa hiwalay na control cabinets, na nagbibigay-daan sa mga operating parameters na ma-adjust sa anumang oras. Maaari silang kombinahin sa iba't ibang accessories upang customizein ang basic functions upang tugunan ang malawak na saklaw ng application requirements. Kumpara sa hydraulic control, ang mga kontrol na ito ay nagbibigay ng mas mataas na flexibility, mas madali na programming at parameter customization, at advanced protection, metering, at automation capabilities.

Ang kontrol na batay sa microprocessor kadalasang ginagamit kasama ang PC-based interface software para sa pag-configure ng mga setting ng kontrol, pagsulat ng metering data, at pag-setup ng mga parameter ng komunikasyon. Ang sistema ng kontrol ay nagbibigay din ng maraming analytical tools, kabilang ang fault locating, event recording, at oscillography functions. Ang elektronikong kontrol ay malawak na inilapat sa karamihan ng three-phase reclosers simula noong mid-1980s, at marami sa mga yunit na ito ay nananatiling nasa maaring operasyon ngayon.

8. Interrupting mediums ng recloser

8.1 Oil interrupters
Ang mga recloser na gumagamit ng langis para sa pag-interrupt ng current ay gumagamit ng parehong langis bilang pangunahing insulating medium. Ang ilang mga recloser na may hydraulic control ay gumagamit rin ng parehong langis na ito para sa mga function ng timing at counting.

8.2 Vacuum interrupters
Nagbibigay ang vacuum interrupters ng mabilis at mababang enerhiyang pag-interrupt ng arc, at nagbibigay ng mga benepisyo tulad ng mahabang buhay ng contact at interrupter, mababang mechanical stress, at mataas na operational safety. Dahil napapag-iwan ang arc sa isang vacuum, ang buhay ng contact at interrupter ay lubhang lumalampas sa iba pang interrupting mediums. Batay sa modelo, ang insulating medium para sa vacuum reclosers maaaring langis, hangin, o epoxy.