Un breu anàlisi del recomptador automàtic de circuits en l'automatització de la línia d'alimentació
Un Recuperador Automàtic de Circuit és un dispositiu de commutació d'alta tensió amb control integrat (que intrínsecament posseeix detecció de corrent de fallada, control de seqüència d'operació i funcions d'execució sense necessitat d'elements de protecció o dispositius d'operació addicionals) i capacitats protectoras. Pot detectar automàticament la corrent i la tensió al seu circuit, interrompre automàticament les corrents de fallada segons les característiques de protecció inversa en cas de fallades, i realitzar múltiples recobraments segons els retards predeterminats i les seqüències.
1. Principi i Característiques de l'Automatització de la Línia de Distribució Implementada pel Esquema del Recuperador Automàtic de Circuit
L'automatització de les línies aeri de distribució mitjançant l'esquema del Recuperador Automàtic de Circuit utilitza la capacitat del recuperador per interrompre les corrents de curt-circuit i les seves funcions integrades de protecció, monitorització i comunicació. Sense depenir de les accions protectoras del quadre de comandament de la subestació, aquest esquema localitza i aïlla automàticament les fallades mitjançant la coordinació de la configuració i el temps entre els recuperadors, estenent efectivament la barra de la subestació a la línia de distribució. A la línia principal, els Recuperadors Automàtics de Circuit serveixen com a dispositius protectors, permetent una segmentació ràpida de les fallades i l'aïllament automàtic de les fallades de les branques.
La funció principal de l'esquema del Recuperador Automàtic de Circuit és assolir l'automatització de la línia de distribució. Pot aïllar automàticament les fallades fins i tot sense un sistema d'automatització basat en la comunicació, permetent que el projecte d'automatització global s'implementi en fases. Quan les condicions ho permetin, els sistemes de comunicació i automatització poden millorar-se posteriorment per assolir totes les funcionalitats d'automatització.
L'automatització de la línia de distribució basada en el Recuperador Automàtic de Circuit és adequada per a estructures de xarxa relativament simples, com ara xarxes en bucle de doble alimentació "de mà a mà". En aquesta configuració, dues línies de distribució estan connectades mitjançant un interruptor de connexió intermedi. En funcionament normal, l'interruptor de connexió roman obert, i el sistema opera en mode de bucle obert. Quan es produeix una fallada en una secció, la reconfiguració de la xarxa permet transferir la càrrega per mantenir l'abastament a les seccions sense fallada, millorant significativament la fiabilitat de l'abastament. Quan la distància entre les dues fonts d'energia no supera els 10 km, considerant tant el nombre de segments com la coordinació de l'automatització, es recomana una configuració de tres recuperadors (Recuperador Automàtic de Circuit), quatre segments, amb cada segment mitjaneix aproximadament 2,5 km de longitud.
Prengui el diagrama d'enllaç de la Figura 1 com a exemple: B1 i B2 són els interruptors de sortida de les subestacions; R0 a R2 són els interruptors de seccionament de línia (Recuperadors Automàtics de Circuit). En condicions normals, B1, B2, R1 i R2 estan tancats, mentre que R0 està obert.
Fallada en la Secció ①: Per a les fallades transitories, l'energia es restableix per la primera o segona operació de recobrament de B1. Per a les fallades permanentes, després que B1 realitzi un recobrament i llavors bloquegi (s'obre i impedeix més recobraments), R1 detecta una pèrdua de tensió sostenida en la Secció ①. Després d'una durada predefinida de temps mort t₁, R1 s'obre. Posteriorment, R0 detecta una pèrdua de tensió sostenida en la Secció ② per una durada més llarga t₂ (t₂ > t₁) i tanca correctament de manera automàtica, aïllant així la fallada dins de la Secció ①.
Fallada en la Secció ②: Les fallades transitories es netegen per l'acció de recobrament de R1 (la coordinació de la protecció evita que B1 actui). Per a les fallades permanentes, després que R1 realitzi un recobrament i llavors bloquegi, R0 detecta la pèrdua de tensió sostenida en la Secció ② per una durada t₂ i tanca de manera automàtica. Al tancar en la línia fallada, es dispara immediatament i bloqueja, aïllant la fallada dins de la Secció ②. El procés d'aïllament de la fallada i restabliment per a les dues seccions a l'altre costat de l'interruptor de connexió segueix la mateixa lògica.
Consideracions addicionals en l'aplicació inclouen:
Per implementar l'aïllament de la fallada mitjançant l'esquema del Recuperador Automàtic de Circuit, la funció de protecció instantània de sobrecorrent (zero temps) de l'interruptor de sortida de la subestació ha de ser desactivada i reemplaçada per una protecció instantània amb retard.
Quan es produeixen fallades transitories o permanentes en les branques, s'eliminen mitjançant els Recuperadors Automàtics de Circuit instal·lats en les branques. La configuració de la protecció i els temps d'operació dels recuperadors de branques han de ser inferiors i més curts, respectivament, que els dels recuperadors principals amussa.
Un sistema d'automatització de distribució que utilitza el control local pot millorar la fiabilitat de l'abastament amb una inversió relativament baixa. A més, ja que els moderns Recuperadors Automàtics de Circuit són basats en microprocessadors i intel·ligents, proporcionen interfícies per a futures expansions de monitorització remota. Quan l'infraestructura de comunicació i els sistemes de la subestació central estiguin disponibles, el sistema pot passar de manera fluida a un esquema d'automatització de la línia de distribució controlada per la subestació central.
2. Com Millorar la Fiabilitat de l'Abastament i Reduir la Durada de les Interrupcions de Línia
Utilitzeu un PLC (Controlador Lògic Programable) de alta prestació com a centre de control del Recuperador Automàtic de Circuit.
Netegeu ràpidament les fallades transitories per minimitzar el temps d'interrupció. En els sistemes d'energia, més del 70% de les fallades de línia són transitories. Si les fallades transitories es tracten de la mateixa manera que les permanentes, resulten interrupcions prolongades. Per tant, s'ha afegit una funció inicial de recobrament ràpid als Recuperadors Automàtics de Circuit, que pot netejar les fallades transitories en 0,3–1,0 segons (les configuracions varien segons les condicions de la línia), reduint enormement la durada de les interrupcions per esdeveniments transitoris.
Bloqueig simultani a ambdós extrems de la secció fallada. Els interruptors tradicionals només poden bloquejar un extrem de la línia fallada quan es produeix una fallada. En canvi, els Recuperadors Automàtics de Circuit poden aïllar simultàniament ambdós extrems d'una secció fallada permanent, prevenint interrupcions en àrees sense fallada, acurtant el temps de restabliment, reduint el nombre d'intents de recobrament i minimitzant la tensió en la xarxa.
3. Principis d'Aplicació dels Recuperadors Automàtics de Circuit en les Xarxes de Distribució
Condicions d'operació: S'ha de donar la oportunitat a tots els errors de ser tractats com a errors transitoris, evitant la malfunció deguda a la corrent d'inrush. El bloqueig després del salt ha de produir-se només en cas d'errors permanents.
Seleccioneu i desplegueu Reclosers Automàtics de Circuit econòmicament i razonablement basant-se en la magnitud de la càrrega i la longitud de la línia.
Trieu la corrent nomenal, la capacitat de trencament, la classificació de la corrent de curcuit tancat, i la corrent de suport dinàmica/termica del Recloser Automàtic de Circuit segons la seva ubicació d'instal·lació. La classificació màxima de la corrent de curcuit tancat hauria de ser generalment superior a 16 kA per acomodar la capacitat de xarxa que augmenta continuament.
Coordineu correctament les configuracions de protecció, incloent la corrent de salt, el nombre d'intents de recobrament, i les característiques de retard.
Coordineu entre els Reclosers Automàtics de Circuit amont i avall: el nombre d'operacions de corrent d'error permès hauria de disminuir nivell per nivell, i el retard de recobrament hauria d'augmentar nivell per nivell (generalment establert a 8 segons per etapa).
