تغییرات انقلابی در حفاظت از شبکه‌های برق با ولتاژ بالا در محیط آزاد از طریق ریکلوسرها به جای قطعکننده‌های معمولی

Ⅰ. تفاوت‌های اساسی در جایگاه عملکردی

​1. ریکلوسر: سوئیچ هوشمند خودرویی​

• ​محتوا: ادغام سیستم خاموش‌کننده قوس، مکانیسم عملیاتی و واحد کنترل هوشمند. قادر به تشخیص خطا به صورت خودکار → قطع → بسته شدن با تأخیر → قفل شدن.
• ​مزایای اصلی:
• ​توالی‌های عملیاتی برنامه‌ریزی شده: حمایت از توالی‌های قابل تنظیم (مانند "یک سریع + سه تأخیری" یا "دو سریع + دو تأخیری") برای تمایز خطاهای موقتی/پایدار. مثال: اولین قطع سریع خطاهای موقتی را پاک می‌کند؛ قطع‌های بعدی با تأخیر با فیوز‌ها هماهنگ می‌شوند.
• ​بدون کنترل خارجی: ترانسفورماتورهای جریان داخلی (CTs) و میکروپروسسورها مستقیماً از جریان خط برای تأمین انرژی استفاده می‌کنند، بدون نیاز به پنل‌های محافظ رله‌ای.

​2. برش‌کننده ولتاژ بالا خارجی: دستگاه اساسی قطع​

• ​محتوا: فقط مسئول قطع جریان کوتاه‌مداری، با استفاده از رله‌های خارجی برای منطق کنترلی.
• ​محدودیت‌ها:
• توالی‌های عملیاتی ثابت (مانند "قطع → 0.3 ثانیه → بسته شدن-قطع → 180 ثانیه → بسته شدن-قطع")، نمی‌توانند به شبکه‌های توزیع پیچیده تطبیق یابند.
• نیاز به کابین‌های کنترلی و منابع تغذیه DC، پیچیدگی و هزینه سیستم را افزایش می‌دهند.

 II. مزایای اصلی ریکلوسرها

​ 1. یکپارچگی و هوشمندی بالا

• ​کنترل خودکفای: تشخیص جریان داخلی، قضاوت منطقی و عملکرد با تأمین انرژی از خط، اتوماسیون کامل را فراهم می‌کند و مداخله دستی را به حداقل می‌رساند.
• ​الگوریتم‌های محافظت پیشرفته:
• منحنی‌های مشخصه زمانی معکوس به طور دقیق با مشخصات آمپر-ثانیه فیوز‌ها تطبیق می‌یابند برای هماهنگی بهینه.
• ماژول‌های CT صفر اختیاری دقت تشخیص خطا در زمین را افزایش می‌دهند.

​ 2. پیشرفت در قابلیت اطمینان تأمین برق

• ​مکانیسم چند بسته شدن: 3–4 تلاش برای بسته شدن (مانند "یک سریع + سه تأخیری") 80٪ از خطاهای موقتی را در اولین تلاش بازنشانی می‌کند.

• ​جداکردن سریع خطا: با استفاده از بخش‌بندی‌کننده‌ها، خطا را در ≤30 ثانیه مکان‌یابی و جدا می‌کند، محدوده قطع برق را 70٪+ کاهش می‌دهد.
• ​جلوگیری از بازگشت برق: منطق بسته شدن با تأخیر ریکلوسر پیوندی (QR0) از جریان برق معکوس در حین نگهداری زیرстанیون جلوگیری می‌کند.

​ 3. کارایی هزینه و نصب​

• ​40٪ کاهش TCO:
• حذف پنل‌های محافظ رله‌ای، صفحات DC و فضای اتاق کلید.
• نصب روی ستون (200–300 پوند) در مقابل برش‌کننده‌هایی که نیاز به 1,800–3,000 پوند + پایه‌های بتنی دارند.
• ​دوره‌های نگهداری 3 برابر طولانی‌تر:
• نوع خلاء/SF₆ 10,000 عملیات تحمل می‌کند؛ نگهداری هر 3–5 سال در مقابل تعمیرات مکرر مکانیزم فنری در برش‌کننده‌ها.

​ 4. انطباق با محیط‌های سخت​

• ​مقاومت بهتر در برابر هوا:
• مخزن مشترک سه‌فاز (با عایق SF₆) می‌تواند دمای -40°C تا 40°C را تحمل کند.
• طراحی فاز تقسیم‌شده با عایق اپوکسی برای مناطق معدنی/ساحلی مناسب است.
• ​انعطاف‌پذیری توپولوژیکی:
• واحد تک‌فاز برای شاخه‌های روستایی؛ مجموعه‌های سه‌فاز برای حل مشکلات زمین‌گذاری خنثی.

III. مقایسه پارامترهای کلیدی

IV. کاربردهای نمونه

1. ​شبکه‌های روستایی/کوهستانی:
• تقسیم خطوط هوایی بلند (مانند گذرگاه‌های شعاعی 10kV)، جایگزین "برش‌کننده + پنل محافظ" می‌شود.
2. ​اتوماسیون شبکه شهری:
• گره‌های واحد اصلی حلقه (RMU) (QR0 انتقال بار خودکار را فعال می‌کند) با FTU برای کنترل "سه دور" (遥测、遥控、遥信).
3. ​مکان‌های خاص: میدان‌های نفتی/معادن (طراحی مقاوم در برابر فرسودگی + عملکرد رمز ضد دزدی).

V. محدودیت‌ها و راه‌حل‌ها

1. ​محدودیت ظرفیت قطع: استفاده از برش‌کننده‌ها برای جریان‌های کوتاه‌مداری >16kA.
2. ​سیستم‌های بدون زمین‌گذاری: اضافه کردن CTs صفر برای بهبود تشخیص خطای زمینی تک‌فاز.