Isang Maikling Pagsusuri ng Automatic Circuit Recloser sa Distribution Feeder Automation

Ang Automatic Circuit Recloser ay isang high-voltage switching device na may built-in control (mayroon itong inherent na fault current detection, operation sequence control, at execution functions nang hindi kailangan ng karagdagang relay protection o operating devices) at protective capabilities. Ito ay maaaring awtomatikong detekta ang kasalukuyan at voltaje sa kanyang circuit, awtomatikong interrumpto ang fault currents batay sa inverse-time protection characteristics sa panahon ng mga fault, at gumawa ng maramihang reclosures batay sa pre-determined time delays at sequences.

1.Prinisipyong at Karunungan ng Feeder Automation na Inimplemento ng Automatic Circuit Recloser Scheme

Ang automation ng overhead distribution lines gamit ang Automatic Circuit Recloser scheme ay gumagamit ng kakayahan ng recloser na interrumpto ang short-circuit currents at ang integrated functions nito ng protection, monitoring, at communication. Nang walang pagkakadepende sa mga protective actions ng substation switchgear, ang scheme na ito ay awtomatikong lokasyon at isolate ang mga fault sa pamamagitan ng coordination ng protection settings at timing sa pagitan ng mga reclosers, na nagpapahaba nang epektibong ang substation bus patungo sa distribution line. Sa main feeder, ang Automatic Circuit Reclosers ay gumagampan bilang mga protective devices, na nagbibigay ng mabilis na segmentation ng mga fault at awtomatikong isolation ng branch-line faults.

Ang pangunahing tungkulin ng Automatic Circuit Recloser scheme ay makamit ang feeder automation. Ito ay maaaring awtomatikong isolate ang mga fault kahit wala ang communication-based automation system, na nagbibigay-daan para maipatupad ang buong automation project sa mga yugto. Kapag ang kondisyon ay pinahihintulutan, ang communication at automation systems ay maaaring mapalakas pa sa huli upang makamit ang full automation functionality.

Ang Automatic Circuit Recloser–based feeder automation ay angkop para sa mas simpleng network structures, tulad ng dual-power “hand-in-hand” looped networks. Sa configuration na ito, dalawang feeders ay konektado sa pamamagitan ng intermediate tie switch. Sa normal na operasyon, ang tie switch ay nananatiling bukas, at ang sistema ay gumagana sa open-loop mode. Kapag ang isang bahagi ay may fault, ang network reconfiguration ay nagbibigay-daan para sa load transfer upang mapanatili ang power supply sa mga non-faulted sections, na nagpapataas nang malaking paraan ang reliabilidad ng supply. Kapag ang distansya sa pagitan ng dalawang power sources ay hindi lumampas sa 10 km, sa pag-consider ng bilang ng segments at automation coordination, inirerekomenda ang three-recloser (Automatic Circuit Recloser), four-segment configuration, na bawat segment ay may average na humigit-kumulang 2.5 km ang haba.

Tinutukoy ang wiring diagram sa Figure 1 bilang halimbawa: B1 at B2 ay mga outgoing circuit breakers mula sa mga substations; R0 hanggang R2 ay mga line sectionalizing switches (Automatic Circuit Reclosers). Sa normal na kondisyon, B1, B2, R1, at R2 ay nakasara, samantalang R0 ay bukas.

• Fault sa Section ①: Para sa mga transient faults, binabalik ang power sa pamamagitan ng unang o ikalawang reclosing operation ng B1. Para sa permanenteng faults, pagkatapos ng B1 mag-reclose at lock out (bukas at block further reclosing), ang R1 ay natutuklasan ang sustained loss of voltage sa Section ①. Pagkatapos ng preset dead-time duration t₁, ang R1 ay bukas. Pagkatapos, ang R0 ay natutuklasan ang sustained loss of voltage sa Section ② sa mas mahabang duration t₂ (t₂ > t₁) at awtomatikong nakasara nang matagumpay, na nagreresulta sa isolation ng fault sa loob ng Section ①.

• Fault sa Section ②: Ang mga transient faults ay natutunasan sa pamamagitan ng reclosing action ng R1 (protection coordination prevents B1 from tripping). Para sa permanenteng faults, pagkatapos ng R1 mag-reclose at lock out, ang R0 ay natutuklasan ang sustained loss of voltage sa Section ② sa duration t₂ at awtomatikong nakasara. Pagkatapos ng closing onto the faulted line, ito ay agad na trips at lock out, na nagreresulta sa isolation ng fault sa loob ng Section ②. Ang proseso ng fault isolation at restoration para sa dalawang section sa kabilang dako ng tie switch ay sumusunod sa parehong linya ng pag-iisip.

Ang karagdagang considerations sa application ay kinabibilangan:

• Upang maisakatuparan ang fault isolation gamit ang Automatic Circuit Recloser scheme, ang instantaneous overcurrent (zero-time) protection function ng substation outgoing breaker ay dapat i-disable at palitan ng time-delayed instantaneous protection.

• Kapag ang mga transient o permanenteng faults ay nangyayari sa branch lines, ito ay natutunasan ng branch-mounted Automatic Circuit Reclosers. Ang protection settings at operating times ng branch reclosers ay dapat mas mababa at mas maikli, respectively, kaysa sa mga upstream main-line reclosers.

Ang isang distribution automation system na gumagamit ng local control ay maaaring mapabuti ang reliabilidad ng supply nang may relatibong mababang investment. Bukod dito, dahil ang modern na Automatic Circuit Reclosers ay microprocessor-based at intelligent, ito ay nagbibigay ng interfaces para sa future remote monitoring expansion. Kapag ang communication infrastructure at master station systems ay naging available, ang sistema ay maaaring seamless transition sa isang master-station-controlled feeder automation scheme.

2. Paano Mapabuti ang Power Supply Reliability at Bawasan ang Line Outage Duration

• Gamitin ang high-performance PLC (Programmable Logic Controller) bilang control center ng Automatic Circuit Recloser.

• Mabilis na tanggalin ang mga transient faults upang mabawasan ang outage time. Sa mga power systems, higit sa 70% ng mga line faults ay transient. Kung ang mga transient faults ay tratuhin nang pareho sa permanenteng faults, magresulta ito sa prolonged outages. Dahil dito, idinagdag ang initial fast reclosing function sa Automatic Circuit Reclosers, na maaaring tanggalin ang mga transient faults sa loob ng 0.3–1.0 seconds (settings vary depending on line conditions), na nagreresulta sa malaking pagbawas ng outage duration para sa mga transient events.

• Simultaneous lockout sa parehong dako ng faulted section. Ang traditional na circuit breakers ay maaaring mag-lock out ng isang dako lamang ng faulted line sa panahon ng fault. Sa kabilang banda, ang Automatic Circuit Reclosers ay maaaring simultaneously isolate ang parehong dako ng permanently faulted section, na nagpaprevent ng outages sa mga non-faulted areas, nagpapakurta ng restoration time, nagpapababa ng bilang ng mga reclosing attempts, at nagpapababa ng stress sa grid.

3.Application Principles ng Automatic Circuit Reclosers sa Distribution Networks

• Kondisyon ng Paggamit: Dapat ibigay ang pagkakataon sa lahat ng mga sirain na ito ay tratuhin bilang pansamantalang mga sirain, na iwasan ang maling operasyon dahil sa inrush current. Ang lockout pagkatapos ng tripping ay dapat mangyari lamang sa kaso ng permanenteng mga sirain.

• Pumili at ihanda nang ekonomiko at maaring Automatic Circuit Reclosers batay sa magnitude ng load at haba ng linya.

• Pumili ng rated current, breaking capacity, short-circuit current rating, at dynamic/thermal withstand current ng Automatic Circuit Recloser ayon sa kanyang lugar ng pag-install. Ang maximum short-circuit current rating ay karaniwang dapat na higit sa 16 kA upang makatugon sa patuloy na lumalaking kapasidad ng grid.

• Maayos na i-coordinate ang mga setting ng proteksyon, kasama ang trip current, bilang ng mga reclosing attempts, at mga time-delay characteristics.

• I-coordinate ang mga Automatic Circuit Reclosers na nasa itaas at ibaba: ang bilang ng pinahihintulutang fault current operations ay dapat bumaba level by level, at ang time delay para sa reclosing ay dapat tumaas level by level (karaniwang itinatakda sa 8 segundo bawat stage).