リクローザー

配電では、 自動回路再閉路装置 （ ACR ）は、瞬間的な障害を検出して遮断するために、架空の配電ネットワークで使用するために設計されたスイッチギアのクラスです。 リクローザまたはオートリクローザとも呼ばれるACRは、本質的に、統合された電流および電圧センサーと保護リレーを備えた高電圧定格のサーキットブレーカであり、オーバーヘッドネットワーク配電保護資産としての使用に最適化されています。商用ACRは、ANSI / IEEE C37.60、IEC 62271-111およびIEC 62271-200規格に準拠しています。動作電圧の3つの主要なクラスは、15.5 kV、27 kV、および38 kVです。

架空配電網の場合、落雷、サージ、または露出した配電線と接触する異物など、障害の大部分は一時的なものです。このロジックにより、停止の80％を単純なクローズ操作で解決できます。リクローザは、短い開閉負荷サイクルを処理するように設計されており、電気技師は、ロックアウト段階に移行する前に、試行される閉じ操作の数をオプションで構成できます。

リクローサーは、1900年代半ばに米国で発明されました。初期のリクローザーの一部は、1940年代初期にカイルコーポレーション（イートンファミリーの一部であるクーパーパワーシステムズが買収）によって導入されました。このブランドは、他の多くのメーカーが市場に参入した2000年代まで、リクローザ、セクショナライザ、スイッチギアの業界リーダーでした。リクローザは元々、初歩的な機械的保護リレー機能を備えたオイル充填油圧装置でした。最新の自動回路リクローザは、元の油圧ユニットよりも大幅に進歩しています。 1980年代の半導体ベースの電子保護リレーの出現により、高度化が進み、配電網の異常動作または障害のさまざまなケースに対する異なる応答が可能になりました。最新のリクローザの高電圧絶縁および遮断デバイスは、通常、電流遮断およびアーク消光用の真空遮断器を備えた固体誘電体絶縁で構成されています。

リクローザは、SCADAまたは他の通信を使用してリモートで操作および調査できるコンピュータ制御のスイッチギアであるため、スマートグリッドの重要なコンポーネントとしてよく使用されます。この機能により、ユーティリティはネットワークパフォーマンスに関するデータを集約し、電源復旧のための自動化スキームを開発できます。この自動化は、分散（リモートリクローザレベルで実行）または集中化（リモートコントロールACRによって実行される中央制御室によって発行されるクローズおよびオープンコマンド）のいずれかです。

説明

損傷を防ぐため、ネットワークに沿った各ステーションは、回路ブレーカーまたはヒューズで保護されており、短絡が発生すると電源がオフになります。これは、一時的なイベントを処理するときに大きな問題となります。たとえば、電力線に着陸する暴風の間に木から吹き飛ばされた木の枝は、損傷を引き起こす可能性のある短絡を引き起こす可能性があります。しかし、手足が地面に落ちると、障害はすぐに解消されます。配電用変電所のブレーカーによって唯一の保護システムが提供されている場合、修理要員がブレーカーをリセットしている間、配電網の大部分が停電する可能性があります。リクローザは、リセットプロセスを自動化し、より詳細なアプローチでサービスを復元できるようにプログラムされています。その結果、供給の可用性が向上します。

リクローザは、ネットワークをさらに小さなセクションに分割することにより、この問題に対処します。たとえば、上記の都市グリッドの例では、ネットワーク上のすべての分岐点にリクローザが装備されている場合があります。リクローザは、ネットワーク内の上流に位置するため、フィーダステーションのブレーカよりもはるかに少ない電力を処理するため、はるかに低い電力レベルでトリップするように設定できます。これは、フィーダーステーションが問題に気付くよりずっと前に、グリッド上の単一のイベントが単一のリクローザーによって処理されるセクションのみを切断することを意味します。

最近のリクローザー設備には、多くの場合SCADA通信が装備されており、ほとんどのリクローザーをユーティリティ制御室のスタッフがリモートで操作できます。これにより、オペレータはフィールドのリクローザから提供された情報を使用してフィールドで障害が検出された場合に配電ネットワークを再構成したり、潮流の問題を修正したりできるため、ネットワークの再切り替えが可能になります。また、リクローザのリモート制御により、現場スタッフが現場に出向いてロックアウトに移行したデバイスをリセットする必要性を減らすことができるため、運用コストを大幅に節約できます。

自動リクローザは単相および三相バージョンで作られており、オイル、真空、またはSF6インタラプタのいずれかを使用します。リクローザの制御は、オリジナルの電気機械システムから、メータリングおよびSCADA機能を備えたデジタルエレクトロニクスまで多岐にわたります。リクローザの定格は、10〜1200 Aの負荷電流と1〜16 kAの障害電流に対して2.4〜38 kVで動作します。

3相回路では、3つの個別のヒューズカットアウトよりもリクローザーの方が有益です。たとえば、Y側でカットアウトが使用されていて、3つのうち1つだけが切断されている場合のYからデルタへの変換では、デルタ側の一部の顧客は、変圧器を介した電圧伝達により低電圧状態になります巻線。低電圧は、電子機器に重大な損傷を引き起こす可能性があります。しかし、リクローザが使用された場合、3つのフェーズすべてが開き、問題がなくなります。

クロージング原則

元の油圧式リクローザーの設計には基本的な保護機能がありましたが、最新の半導体制御デバイスは、配電ネットワーク上のさまざまなクラスの障害に対するさまざまな応答の構成を可能にする高度な制御システムを備えています。再閉鎖の試行回数は、再閉鎖標準により最大4回に制限されています。再クロージングの基本的な考え方は、障害事例を積極的に検討し、障害タイプに基づいて効果的な応答を提供することです。これは、障害タイプの検出と組み合わせて確率論的な方法論で行われます。

オーバーヘッド配信ネットワークで最も一般的な障害タイプは落雷です。雷サージは電圧の上昇を引き起こし、絶縁体の局所的な破壊を引き起こし、絶縁体上のアーク放電を可能にします。リクローザは、これを過電流または地絡（故障の非対称性に応じて）として検出できます。雷サージは非常に速く通過するため（50ミリ秒で短縮）、リクローザーの最初の再閉操作は、トリップと再閉の両方をすばやく行うように構成できます。この最初の再閉路により、雷によるアーク放電の中断が可能になりますが、電力は迅速に回復します。

リクローザーが障害に近づいた場合、障害は二次的な障害、植生の接触、または機器の障害である可能性があります。過電流障害は、ラインからラインへのクラス障害を示します。これは、逆相シーケンスの過電流保護によって確認できますが、地絡は、ラインからグランドまたはダブルラインからグランドへの障害を示します。その後、リクローザはヒューズ燃焼ポリシーを適用することができます。このポリシーでは、短期間閉じたままにして、側線のヒューズを燃焼させ、障害を特定します。故障が解消されない場合、リクローザーが再び作動します。この同じポリシーを使用して、障害サイトにエネルギーを供給し、障害を回線から焼き切ることができます。これは、複数の線をまたぐ枝、または導体と接触する動物（鳥、ヘビなど）である可能性があります。

リクローザの敏感な地絡保護は通常、即時ロックアウトに設定されています。中電圧線での小さな漏れ電流（1アンペア未満）のこの検出は、絶縁体の故障、ケーブルの破損、または木と接触する線を示している可能性があります。このシナリオに再クロージングを適用するメリットはありません。業界のベストプラクティスは、敏感な地絡で再クロージングしないことです。 500mA以下を検出できる高感度の地絡保護機能を備えたリクローザは、火災開始のリスクを80％低減するため、火災軽減技術として使用されますが、このアプリケーションでは、リクローザとして使用されることはありません。これらの障害の存在を検証する感度を可能にする回路ブレーカー。

用途

従来のリクローザは、トリップしたサーキットブレーカを閉じて電力を回復しようとするために、リモートの配電サイトを訪れるラインクルーの行動を自動化するように設計されていました。最新のリクローザの高度な保護機能により、これらのデバイスは多数の追加アプリケーションで使用されます

動作中のオートリクローザ

影響を受ける架空送電線が供給されている地域の住宅の顧客は、動作中の自動リクローザの効果を時々見ることができます。障害がお客様の配電回路に影響を与える場合、1つまたはいくつかの短時間の完全な停止に続いて、通常の動作（自動リクローザーが一時的な障害が解消された後、電力の復元に成功する）またはサービスの完全な停止（自動リクローサーとして）再試行を使い果たします）。障害が隣接回路にある場合、大きな障害電流が隣接回路に流れ込み、1回以上中断されると、電圧が数回「ディップ」（サグ）することがあります。典型的な症状は、雷雨時の家庭用照明の低下、または断続的な停電です。 Autorecloserの動作により、電子デバイスの時間設定が失われたり、揮発性メモリ内のデータが失われたり、停止したり、再起動したり、停電による損傷が発生する可能性があります。このような機器の所有者は、停電や電力サージの影響から電子機器を保護する必要がある場合があります。

セクショナライザー

リクローザは、セクショナライザーと呼ばれる下流の保護装置、通常はカウンターまたはタイマーによってトリガーされるトリップ機構を備えたディスコネクターまたはカットアウトと連携できます。セクショナライザは一般に障害電流を遮断する定格ではありませんが、多くの場合、より大きな基本絶縁レベルを備えているため、一部のセクショナライザを分離ポイントとして使用できます。各セクショナライザは、リクローザ（またはサーキットブレーカ）による障害電流の中断を検出してカウントします。所定の回数の中断の後、セクショナライザが開き、それによって回路の障害のあるセクションを隔離し、リクローザが他の障害のないセクションへの供給を回復できるようにします。一部の最新のリクローザコントローラは、リクローザがセクショナライザモードで動作するように構成できます。これは、保護格付けマージンが小さすぎて電気資産間の効果的な保護調整を提供できないアプリケーションで使用されます。

火災安全と山火事

火災リスクは、オーバーヘッド配信ネットワークの生来のリスクです。配電保護スイッチギアの選択に関係なく、火災のリスクは、地下の網状構造よりも架空導体の方が常に高くなります。

2009年の山火事へのビクトリア朝王立委員会は、高い山火事の危険な日に再閉鎖を無効にする必要があることを示しましたが、低リスクの日には供給の信頼性のために適用する必要があります。

誤って設定された、または古いモデルのリクローザは、山火事の開始または拡散に関係しています。オーストラリアの2009年ブラックサタデーブッシュファイアに関する調査では、500mAに設定された敏感な地絡保護を備えたシングルショット回路ブレーカーとして動作するリクローザが、火災開始リスクを80％低減することが示されました。火災リスクの高い日に再閉路の形式を削除する必要があり、一般的な再閉路は、検出された敏感な地球障害の障害には適用しないでください。

ビクトリア朝のユーティリティは、高リスク地域のオーバーヘッドネットワークの一部を地下ケーブルに変換し、露出したオーバーヘッド導体を絶縁ケーブルに置き換え、古いリクローザをリモート通信を備えた最新のACRに置き換えて、高い山火事で設定を調整できるようにすることで、王立委員会に対応しましたリスク日。