Name: fault coordination with reclosers and fuses
Uploaded: 2024-11-21T14:54:34.000Z
Duration: 1 min 26 s
Channel: JoVE

Les réenclencheurs automatiques protègent les circuits de distribution en interrompant et en refermant automatiquement un circuit CA selon une séquence prédéfinie.
Les défauts temporaires, souvent causés par des branches d’arbres ou des animaux sauvages sur les circuits aériens, sont éliminés par des réenclencheurs, ce qui minimise les interruptions de service et améliore l’expérience client.
Cependant, les réenclencheurs peuvent être dangereux s’ils entrent en contact avec des conducteurs au sol sous tension.
Dans les circuits de distribution radiale, la protection est assurée par une combinaison de fusibles, de réenclencheurs et de relais de surintensité temporisés. Ces relais, avec des caractéristiques inverses, sont coordonnés avec les réenclencheurs et les fusibles de type T.
Les paramètres du relais donnent la priorité au fonctionnement du réenclencheur pour éliminer les défauts avant l’activation du relais.
Si un défaut persiste, le réenclencheur se verrouille ou les fusibles agissent sur les défauts en aval. Après plusieurs refermetures, des relais de surintensité temporisée ouvrent le disjoncteur de la sous-station.
Les courbes temps-courant représentent la coordination entre les réenclencheurs et les fusibles de type T.
Les réenclencheurs se déclenchent à des valeurs nominales minimales supérieures au courant de charge maximum, effectuant des opérations rapides et différées pour éliminer les défauts temporaires tout en permettant aux fusibles de traiter les défauts permanents.

réenclencheurs et fusibles

Reclosers and Fuses

Les disjoncteurs à réenclenchement automatique améliorent la protection des circuits de distribution en interrompant et en réenclenchant automatiquement un circuit AC selon une séquence prédéfinie. Ils gèrent efficacement les défauts temporaires sur les lignes de distribution aériennes, souvent causés par des branches d'arbres ou des animaux sauvages, en interrompant brièvement le service pour améliorer la fiabilité globale. Cependant, le contact avec des disjoncteurs à réenclenchement ou des conducteurs cassés sous tension au sol peut présenter de graves dangers.

Un système de protection complet pour les circuits de distribution radiale intègre des fusibles, des réenclencheurs et des relais de surintensité temporisés. Ces relais, souvent caractérisés par une courbe temps-courant extrêmement inverse, sont conçus pour être coordonnés avec les réenclencheurs et les fusibles de type T. Les paramètres du relais donnent la priorité aux opérations de réenclenchement pour éliminer les défauts avant que les relais ne s'activent. Si le défaut persiste, le réenclencheur finit par se verrouiller après plusieurs tentatives, ce qui permet aux fusibles de traiter les défauts en aval. Les relais de surintensité temporisés ouvrent ensuite le disjoncteur du poste après plusieurs opérations de réenclenchement.

Cette coordination est visualisée à l'aide de courbes temps-courant. Les fusibles de type T sont sélectionnés en fonction des charges de prise maximales pour assurer une coordination appropriée avec les réenclencheurs. Les réenclencheurs sont réglés avec des valeurs nominales de déclenchement minimales en fonction du courant de charge maximal, annulant ainsi le démarrage à froid. Ils effectuent généralement deux opérations rapides suivies de deux opérations retardées, permettant aux défauts temporaires de se résoudre d'eux-mêmes et aux fusibles en aval de résoudre les défauts permanents.

L'efficacité de la protection dans les systèmes radiaux dépend de la coordination minutieuse des relais de surintensité et d'une compréhension approfondie du comportement du système dans diverses conditions de défaut. Cette coordination garantit que les défauts sont isolés efficacement, minimisant ainsi l'impact sur le système et préservant la fiabilité. Les réenclencheurs et relais numériques modernes améliorent encore cette coordination en offrant des fonctionnalités avancées telles que la surveillance en temps réel, les capacités de communication et les réglages de synchronisation précis, contribuant ainsi à la stabilité et à la protection globales du système électrique.

Réenclencheurs et fusibles

Les réenclencheurs automatiques protègent les circuits de distribution en interrompant et en refermant automatiquement un circuit CA selon une séquence prédéfinie.
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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

fault coordination with reclosers and fuses

Fault coordination with reclosers and fuses helps protect radial distribution circuits. A recloser is an automatic switch that interrupts AC power and then closes again on a preset schedule. This brief outage can clear temporary faults on overhead lines, such as those caused by tree limbs or wildlife, and it can improve overall reliability.

Reclosers and their ground-level hazards also matter. Contact with a recloser or with a broken energized conductor on the ground can be dangerous. That is why protection in distribution systems must be planned so faults are isolated quickly and safely.

A full protection scheme uses fuses, reclosers, and time-delay overcurrent relays. A time-delay overcurrent relay is a relay that waits longer to trip when the fault current is smaller. These relays often use an extremely inverse time-current curve. They are set to let the recloser act first, while still protecting the substation breaker if the fault remains.

Coordination is shown with time-current curves. Type T fuses are chosen from the maximum tap load so they work properly with reclosers. Reclosers are set with minimum trip ratings based on the maximum load current, which helps them override cold load pickup. In many cases, they make two fast operations and then two delayed ones. This gives temporary faults a chance to clear and lets downstream fuses clear permanent faults. If the fault still does not clear, the recloser locks out after several tries, and the overcurrent relay opens the substation breaker after the recloser operations.

Fault Coordination with Reclosers and Fuses

fault-coordination-with-reclosers-and-fuses

instrument transformers

Voltage and Current Sensing in Power Grids

Instrument transformers help power substations measure voltage and current safely. They create isolated replicas of electrical signals for measurement and protection. These devices support protective relays and other monitoring equipment that keep power systems stable and reliable. The two main types are voltage transformers, or VTs, and current transformers, or CTs. A voltage transformer reduces the primary voltage to a lower level that relays and measuring devices can use. A current...

overcurrent relays

Relay Settings for Circuit Fault Protection

Overcurrent relays protect circuits by sensing excess current through the secondary side of a current transformer. They are an important part of circuit protection and help keep power systems stable when a fault occurs. Two main relay types are used here: instantaneous and time-delay overcurrent relays. An instantaneous relay trips right away when current rises above the pickup current, which is the preset level that starts the relay. It then energizes the circuit breaker trip coil at once,...

radial system protection

Breaker Coordination in Radial Systems

Breaker coordination in radial systems uses time-delay overcurrent relays to limit load interruption. When a fault happens, the nearest breaker should open first. Upstream breakers stay closed because they are set with longer delays. This lets the fault be isolated while the rest of the system keeps running. If a fault is downstream of the third breaker, only the third breaker should trip. That removes power from the load beyond the fault. The second breaker keeps a longer delay setting, so...

reclosers and fuses

Fault coordination with reclosers and fuses helps protect radial distribution circuits. A recloser is an automatic switch that interrupts AC power and then closes again on a preset schedule. This brief outage can clear temporary faults on overhead lines, such as those caused by tree limbs or wildlife, and it can improve overall reliability. Reclosers and their ground-level hazards also matter. Contact with a recloser or with a broken energized conductor on the ground can be dangerous. That is...

directional relays

Directional Relays in Power System Protection

Directional relays help protect power systems by telling forward faults from reverse faults. They are used when fault current flows mainly in one direction on a line. This makes the relay useful for safe and efficient fault clearing. On a protected line, a fault downstream, or to the right of the current transformer, usually makes the fault current lag the bus voltage by about 90 degrees. This is called the forward direction. A fault upstream, or to the left, may make the fault current lead...

zones of protection

Power System Protection Zones

Power system protection zones divide the network into sections so faults can be isolated quickly. These zones can include generators, transformers, buses, transmission lines, distribution lines, and motors. Each zone is shown with closed dashed lines and contains one or more components. Circuit breakers are placed at the borders where protection zones meet. If a fault happens in one zone, the related breakers open and disconnect only that section. A fault in one area, such as a kitchen in the...

line protection with impedance relays

Impedance Relays for Fault Detection

Impedance relays help protect power lines by watching the voltage-to-current ratio on a line. They measure the apparent impedance, which is the electrical opposition the relay sees at that point in the system. This makes them useful when time-delay overcurrent relays are hard to coordinate in complex radial systems and when directional overcurrent relays are difficult to use in multi-source transmission loops. These relays respond strongly during a fault. As current rises and voltage falls,...

differential relays

Differential Relay Protection in Power Systems

Differential relays protect generators, buses, and transformers by comparing currents at different points in a power system. When the currents do not match, the relay detects the difference and opens the circuit breaker. Under normal conditions, the current entering a generator, i1, equals the current leaving it, i2. If a fault occurs, these currents become unequal, and the difference current flows through the relay operating coil to trip the relay. An electromechanical differential relay is...

pilot and numeric relaying

Pilot Relays and Digital Protection

Pilot relays and numeric relays help protect power systems. Pilot relaying is a form of differential protection, which compares electrical quantities at equipment terminals through a communication channel instead of a direct relay link. It is especially useful for transmission lines with terminals far apart, often up to 80 km on 69 to 115 kV lines. Pilot relaying can use several communication channels. Pilot wires are separate electrical circuits that operate at DC, 50 to 60 Hz, or audio...

key terms and concepts

Learn how reclosers, type T fuses, and time-delay overcurrent relays coordinate to clear temporary faults, lock out persistent faults, and protect distribution circuits.

Fault Coordination with Reclosers and Fuses | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

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Fault Coordination with Reclosers and Fuses

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