Une brève analyse du disjoncteur automatique de réarmement dans l'automatisation des alimentateurs de distribution
Un disjoncteur automatique de réseau est un dispositif de commutation haute tension doté d'un contrôle intégré (il possède intrinsèquement la détection des courants de défaut, le contrôle de la séquence d'opérations et les fonctions d'exécution, sans nécessiter de protection relais ou de dispositifs de commande supplémentaires) et de capacités de protection. Il peut détecter automatiquement le courant et la tension dans son circuit, interrompre automatiquement les courants de défaut selon les caractéristiques de protection à temps inverse lors des pannes, et effectuer plusieurs reclosures selon des délais et des séquences prédéterminés.
1.Principe et caractéristiques de l'automatisation du réseau alimentaire mise en œuvre par le schéma du disjoncteur automatique de réseau
L'automatisation des lignes de distribution aériennes utilisant le schéma du disjoncteur automatique de réseau tire parti de la capacité du disjoncteur à interrompre les courants de court-circuit et de ses fonctions intégrées de protection, de surveillance et de communication. Sans s'appuyer sur les actions de protection des équipements de commutation de poste, ce schéma localise et isole automatiquement les pannes par la coordination des paramètres de protection et du timing entre les disjoncteurs, étendant efficacement la barre de bus du poste de distribution dans la ligne de distribution. Sur l'alimentation principale, les disjoncteurs automatiques de réseau servent de dispositifs de protection, permettant une segmentation rapide des pannes et l'isolement automatique des pannes des lignes secondaires.
La fonction principale du schéma du disjoncteur automatique de réseau est d'atteindre l'automatisation du réseau alimentaire. Il peut isoler automatiquement les pannes même sans un système d'automatisation basé sur la communication, permettant ainsi la mise en œuvre progressive du projet global d'automatisation. Lorsque les conditions le permettent, les systèmes de communication et d'automatisation peuvent être améliorés ultérieurement pour réaliser une fonctionnalité d'automatisation complète.
L'automatisation du réseau alimentaire basée sur le disjoncteur automatique de réseau est adaptée aux structures de réseau relativement simples, comme les réseaux en boucle "main dans la main" à double alimentation. Dans cette configuration, deux alimentations sont connectées via un interrupteur de liaison intermédiaire. En opération normale, l'interrupteur de liaison reste ouvert, et le système fonctionne en mode boucle ouverte. Lorsqu'une panne se produit sur une section, la reconfiguration du réseau permet le transfert de charge pour maintenir l'alimentation électrique des sections non affectées, améliorant considérablement la fiabilité de l'alimentation. Lorsque la distance entre les deux sources d'alimentation ne dépasse pas 10 km, en tenant compte du nombre de segments et de la coordination de l'automatisation, une configuration avec trois disjoncteurs automatiques (disjoncteurs automatiques de réseau) et quatre segments est recommandée, chaque segment ayant une longueur moyenne d'environ 2,5 km.
En prenant le schéma de câblage de la Figure 1 comme exemple : B1 et B2 sont des disjoncteurs sortants des postes ; R0 à R2 sont des interrupteurs de sectionnement de ligne (disjoncteurs automatiques de réseau). Dans des conditions normales, B1, B2, R1 et R2 sont fermés, tandis que R0 est ouvert.
Panne dans la section ① : Pour les pannes transitoires, l'alimentation est rétablie par la première ou la deuxième reclosure de B1. Pour les pannes permanentes, après qu'une reclosure de B1 ait été effectuée puis verrouillée (ouverte et bloquée pour toute autre reclosure), R1 détecte une perte de tension prolongée dans la section ①. Après une durée prédéfinie t₁, R1 s'ouvre. Par la suite, R0 détecte une perte de tension prolongée dans la section ② pour une durée plus longue t₂ (t₂ > t₁) et ferme automatiquement avec succès, isolant ainsi la panne dans la section ①.
Panne dans la section ② : Les pannes transitoires sont éliminées par l'action de reclosure de R1 (la coordination de protection empêche B1 de sauter). Pour les pannes permanentes, après que R1 ait effectué une reclosure puis verrouillé, R0 détecte la perte de tension prolongée dans la section ② pour une durée t₂ et ferme automatiquement. En se fermant sur la ligne en panne, il saute immédiatement et verrouille, isolant la panne dans la section ②. Le processus d'isolement de la panne et de restauration pour les deux sections de l'autre côté de l'interrupteur de liaison suit la même logique.
Des considérations supplémentaires dans l'application incluent :
Pour mettre en œuvre l'isolement de la panne à l'aide du schéma du disjoncteur automatique de réseau, la fonction de protection contre les surintensités instantanées (à temps zéro) du disjoncteur sortant du poste doit être désactivée et remplacée par une protection instantanée à temporisation.
Lorsque des pannes transitoires ou permanentes se produisent sur les lignes secondaires, elles sont éliminées par les disjoncteurs automatiques de réseau montés sur les branches. Les paramètres de protection et les temps d'opération des disjoncteurs de branche doivent être inférieurs et plus courts, respectivement, que ceux des disjoncteurs de ligne principale en amont.
Un système d'automatisation de distribution utilisant un contrôle local peut améliorer la fiabilité de l'alimentation avec un investissement relativement faible. De plus, comme les disjoncteurs automatiques de réseau modernes sont basés sur des microprocesseurs et intelligents, ils offrent des interfaces pour une expansion future de la surveillance à distance. Lorsque l'infrastructure de communication et les systèmes de poste maître deviennent disponibles, le système peut passer en douceur à un schéma d'automatisation de réseau alimentaire contrôlé par le poste maître.
2. Comment améliorer la fiabilité de l'alimentation et réduire la durée des coupures de ligne
Utiliser un automate programmable (PLC) de haute performance comme centre de contrôle du disjoncteur automatique de réseau.
Éliminer rapidement les pannes transitoires pour minimiser la durée de coupure. Dans les systèmes électriques, plus de 70% des pannes de ligne sont transitoires. Si les pannes transitoires sont traitées comme des pannes permanentes, cela entraîne des coupures prolongées. Par conséquent, une fonction de reclosure initiale rapide a été ajoutée aux disjoncteurs automatiques de réseau, qui peut éliminer les pannes transitoires en 0,3 à 1,0 seconde (les paramètres varient en fonction des conditions de la ligne), réduisant considérablement la durée de coupure pour les événements transitoires.
Verrouillage simultané des deux extrémités de la section en panne. Les disjoncteurs traditionnels ne peuvent verrouiller qu'une extrémité d'une ligne en panne au moment de la panne. En revanche, les disjoncteurs automatiques de réseau peuvent isoler simultanément les deux extrémités d'une section en panne permanente, empêchant les coupures dans les zones non affectées, raccourcissant le temps de restauration, réduisant le nombre de tentatives de reclosure et minimisant la contrainte sur le réseau.
3.Principes d'application des disjoncteurs automatiques de réseau dans les réseaux de distribution
Conditions de fonctionnement : Toutes les pannes doivent avoir la possibilité d'être traitées comme des pannes transitoires, évitant ainsi une mauvaise opération due au courant de démarrage. Le verrouillage après le déclenchement ne doit se produire que dans le cas de pannes permanentes.
Sélectionnez et déploiez des Reclosers Automatiques de Circuit de manière économique et raisonnable en fonction de l'ampleur de la charge et de la longueur de la ligne.
Choisissez le courant nominal, la capacité de coupure, la cote de courant de court-circuit et le courant de tenue dynamique/thermique du Recloser Automatique de Circuit en fonction de son emplacement d'installation. La cote maximale de courant de court-circuit doit généralement être supérieure à 16 kA pour s'adapter à la capacité croissante du réseau.
Coordonnez correctement les paramètres de protection, y compris le courant de déclenchement, le nombre de tentatives de reclosing et les caractéristiques de temporisation.
Coordonnez entre les Reclosers Automatiques de Circuit en amont et en aval : le nombre d'opérations de courant de panne autorisées doit diminuer de niveau en niveau, et le délai de reclosing doit augmenter de niveau en niveau (généralement fixé à 8 secondes par étape).
