Jaký je aktuální stav a metody detekce jednofázových zemních přechodů

Aktuální stav detekce jednofázového zemního zkratu

Nízká přesnost diagnostiky jednofázového zemního zkratu v neefektivně zazemlených systémech je způsobena několika faktory: proměnlivou strukturou distribučních sítí (jako jsou smyčkové a otevřené konfigurace), různými způsoby zemlení systémů (včetně nezazemlených, zazemlených pomocí kruhové cívky a nízkoodporově zazemlených systémů), rostoucím ročním poměrem kabelového nebo hybridního vzdušné-kabelového vedení a složitými typy poruch (jako jsou bleskové zásahy, elektrické záblesky na stromech, prasknutí drátů a osobní elektrické šoky).

Klasifikace zemních zkratů

Poruchy v elektrické síti mohou zahrnovat kovové zemlení, zemlení bleskem, zemlení větví stromů, odpornostní zemlení a zemlení s chudou izolací. Mohou také zahrnovat různé scénáře obloukového zemlení, jako jsou krátké oblouky, dlouhé oblouky a přerušované oblouky. Charakteristiky signálů poruch pro různé podmínky zemlení se liší ve formě a velikosti.

Technologie zpracování zemních zkratů

• Technologie kompenzace kruhovou cívkou a ochrana před osobními elektrickými šoky

• Potlačení přepětí

• Výběr vadné linky a fáze, lokace vadného úseku a přesné určení místa poruchy

• Relé ochrana: Odstranění poruchy

• Automatizace napájecích vodičů: Izolace poruchy a automatické obnovení dodávky energie

Obtíže při zemních zkratech

• Různé způsoby zemlení neutrálního bodu

• Různé atributy zemlení: Proměnlivé formy zemlení

• Různé typy vodičů: Vzdušné vedení, kabelové vedení a hybridní vzdušné-kabelové vedení

• Různá místa poruch a časy výskytu poruch

Složitost charakteristik zemních zkratů

• Malý zemní proud; reziduální proud v rezonančně zazemleném systému je menší než 10 A.

• Kompensační proud kruhové cívky způsobuje, že nulový proud vadné linky má menší amplitudu než u nevadných linek, s tím samým směrem.

• Přerušované zemlení s nestabilními oblouky; přibližně 10 % poruch zahrnuje přerušované zemlení.

• Velký podíl vysokoodporových (odpor nad 1 000 ohmů) poruch, které představují asi 5 %. I při nízkoodporovém zemlení je obtížné detekovat vysokoodporové poruchy.

• Hlavní příčiny elektrických šoků v distribuční síti: ① Člověk se dotýká nebo se blíží normálně fungujícím vodičům; ② Vodiče spadnou na zem. Oba případy – elektrické šoky a zemlení vodičů – zahrnují vysoký zemní odpor. Proto je ochrana před elektrickými šoky v distribuční síti také otázkou ochrany před vysokoodporovými zemními zkraty.

Metody pro lokalizaci jednofázového zemního zkratu

Momentálně existují tři kategorie, celkem 20 základních metod, pro lokalizaci jednofázového zemního zkratu:

Umělá inteligence (AI) je pokročilá technologie v moderním vývoji. Vytváří odpovídající teoretické modely simulací charakteristik lidí, zvířat nebo rostlin a řeší problémy pomocí "lidštějšího" myšlení. Zvláště pro elektrické sítě, které jsou v podstatě vysoko nelineární systémy, spadají do oblasti aplikací AI. Kromě toho použití výpočetní techniky zvyšuje rychlost provozu, což umožňuje řešit komplexní systémy, jako jsou elektrické sítě.

• Expertní databáze: Vytvoření databáze, která integruje relevantní znalosti a zkušenosti.

• Umělá neuronová síť: Simuluje funkci lidských neuronů k řešení problémů, funguje jako vysoko nelineární systém.

• Optimalizace kolonií mravenců: Algoritmus, který simuluje biologické chování mravenců hledajících potravu, aby vyřešil problém cestovního prodejce.

• Genetický algoritmus: Simuluje biologický evoluční proces k získání globálního optimálního nebo suboptimálního řešení.

• Petriho síť: Modeluje propojené komponenty v systému, popisuje jevy, kdy související komponenty mění svůj stav v chronologickém pořadí.

• Teorie hrubých množin: Používá více informací, než systém vyžaduje, jako vstup, aby zajistila komplexní popis operačního stavu systému.

Většina inteligentních algoritmů stále zůstává v teoretické fázi, pouze několik bylo prakticky uplatněno. Nicméně, algoritmy AI ukázaly svou superiortitu v nové éře.