Unha análise breve do recolocador automático de circuitos na automatización da alimentación de distribución
Un recierre automático de circuito é un dispositivo de conmutación de alta tensión con control integrado (posee inherentemente detección de corrente de fallo, control de secuencia de operación e funcións de execución sen necesidade de protección relé adicional ou dispositivos de operación) e capacidades protexentes. Pode detectar automaticamente a corrente e a tensión no seu circuito, interromper automaticamente as correntes de fallo segundo as características de protección inversa no tempo durante os fallos, e realizar múltiples recierres segundo retardos e secuencias predeterminados.
1. Principio e Características da Automatización de Acometidas Implementada polo Esquema do Recierre Automático de Circuito
A automatización das liñas de distribución aérea usando o esquema do recierre automático de circuito aproveita a capacidade do recierre para interromper as correntes de cortocircuito e as súas funcións integradas de protección, monitorización e comunicación. Sen depender das accións protectivas dos equipos de conmutación da subestación, este esquema localiza e isola automaticamente os fallos mediante a coordinación das configuracións de protección e o temporizado entre os recierres, estendendo eficazmente a barra da subestación á liña de distribución. Na acometida principal, os recierres automáticos de circuito actúan como dispositivos de protección, permitindo a segmentación rápida dos fallos e a isolación automática dos fallos nas liñas de ramal.
A función principal do esquema do recierre automático de circuito é lograr a automatización da acometida. Pode isolar automaticamente os fallos mesmo sen un sistema de automatización baseado en comunicación, permitindo que o proxecto de automatización global sexa implementado en etapas. Cando as condicións o permitan, poden mellorarse posteriormente os sistemas de comunicación e automatización para lograr a funcionalidade de automatización completa.
A automatización de acometidas baseada no recierre automático de circuito é adecuada para estruturas de rede relativamente simples, como redes en anel “de man en man” con dúas fontes de enerxía. Nesta configuración, dúas acometidas están conectadas por medio dun interruptor de ligazón intermedio. Baixo operación normal, o interruptor de ligazón permanece aberto, e o sistema opera en modo de anel aberto. Cando ocorre un fallo nunha sección, a reconfiguración da rede permite a transferencia de carga para manter o suministro de enerxía ás seccións non afectadas, mellorando significativamente a fiabilidade do suministro. Cando a distancia entre as dúas fontes de enerxía non excede os 10 km, tendo en conta o número de segmentos e a coordinación da automatización, recoméndase unha configuración de tres recierres (recierre automático de circuito) e catro segmentos, cunha lonxitude media de aproximadamente 2,5 km por segmento.
Tomando como exemplo o diagrama de conexión na Figura 1: B1 e B2 son interruptores salientes das subestacións; R0 a R2 son interruptores de seccionamento de liña (recierres automáticos de circuito). Baixo condicións normais, B1, B2, R1 e R2 están pechados, mentres que R0 está aberto.
Fallo na Sección ①: Para fallos transitórios, o suministro de enerxía é restablecido pola primeira ou segunda operación de recierre de B1. Para fallos permanentes, despois de que B1 realice un recierre e logo bloqueie (abre e impide ulteriores recierres), R1 detecta unha perda de tensión sostenida na Sección ①. Despois dunha duración predefinida t₁, R1 abre. Posteriormente, R0 detecta unha perda de tensión sostenida na Sección ② durante un período máis longo t₂ (t₂ > t₁) e pecha correctamente de forma automática, aínda así isolando o fallo dentro da Sección ①.
Fallo na Sección ②: Os fallos transitórios son eliminados pola acción de recierre de R1 (a coordinación de protección prevén que B1 tripe). Para fallos permanentes, despois de que R1 recerre e logo bloqueie, R0 detecta a perda de tensión sostenida na Sección ② durante un período t₂ e pecha automaticamente. Ao pechar sobre a liña con fallo, tría inmediatamente e bloquea, isolando o fallo dentro da Sección ②. O proceso de isolación e restabelecemento do fallo para as dúas seccións ao outro lado do interruptor de ligazón segue a mesma lóxica.
Consideracións adicionais na aplicación inclúen:
Para implementar a isolación de fallos usando o esquema do recierre automático de circuito, debe desactivarse a función de protección contra sobrecorrente instantánea (cero tempo) do interruptor saliente da subestación e substituírse por protección instantánea con retardo.
Cando ocorren fallos transitórios ou permanentes nas liñas de ramal, son eliminados polos recierres automáticos de circuito montados nos ramales. As configuracións de protección e os tempos de operación dos recierres de ramales deben ser menores e máis curtos, respectivamente, que os dos recierres principais a montante.
Un sistema de automatización de distribución que usa control local pode mellorar a fiabilidade do suministro con unha inversión relativamente baixa. Ademais, xa que os modernos recierres automáticos de circuito son baseados en microprocesador e inteligentes, proporcionan interfaces para futuras expansións de monitorización remota. Cando a infraestrutura de comunicación e os sistemas de estación maestra están dispoñibles, o sistema pode transicionar de forma sinxela a un esquema de automatización de acometida controlada pola estación maestra.
2. Como Melorar a Fiabilidade do Suministro Eléctrico e Reducir a Duración das Interrupcións de Liña
Usar un PLC (Controlador Lóxico Programable) de alto rendemento como centro de control do recierre automático de circuito.
Eliminar rapidamente os fallos transitórios para minimizar o tempo de interrupción. Nos sistemas de enerxía, máis do 70% dos fallos de liña son transitórios. Se os fallos transitórios trátanse do mesmo xeito que os permanentes, resultan interrupcións prolongadas. Polo tanto, foi engadida unha función de recierre rápido inicial aos recierres automáticos de circuito, que pode eliminar os fallos transitórios no prazo de 0,3–1,0 segundos (as configuracións varían en función das condicións da liña), reducindo significativamente a duración da interrupción para eventos transitórios.
Bloqueo simultáneo en ambos os extremos da sección con fallo. Os interruptores convencionais só poden bloquear un extremo dunha liña con fallo ao producirse o fallo. En contraste, os recierres automáticos de circuito poden isolar simultaneamente ambos os extremos dunha sección con fallo permanente, evitando interrupcións nas áreas non afectadas, acortando o tempo de restabelecemento, reducindo o número de tentativas de recierre e minimizando a tensión na rede.
3. Princípios de Aplicación dos Recierres Automáticos de Circuito nas Redes de Distribución
Condicións de operación:Debe darlle a todas as faltas a oportunidade de ser tratadas como faltas transitarias, evitando a mala operación debido á corrente de inrush. O bloqueo despois do salto debe ocorrer só no caso de faltas permanentes.
Seleccione e implique Reclosers Automáticos de Circuito de maneira económica e razonable baseándose na magnitude da carga e na lonxitude da liña.
Escolla a corrente nominal, a capacidade de interrupción, a valoración de corrente de cortocircuíto e a corrente de resistencia dinámica/térmica do Recloser Automático de Circuito segundo a súa localización de instalación. A máxima valoración de corrente de cortocircuíto xeralmente debe estar por encima dos 16 kA para acomodar a capacidade da rede en continuo aumento.
Coordine correctamente as configuracións de protección, incluíndo a corrente de salto, o número de tentativas de recierre e as características de retardo temporal.
Coordine entre os Reclosers Automáticos de Circuito a montante e a jusante: o número de operacións de corrente de falta permitidas debe diminuír nivel por nivel, e o retardo temporal para o recierre debe aumentar nivel por nivel (xeralmente establecido a 8 segundos por etapa).
