چه وضعیت جاری و روش‌های شناسایی خطاهای گراند تک‌فازی است؟

وضع فعلی تشخیص خطای زمینی تک‌فاز

دقت پایین تشخیص خطای زمینی تک‌فاز در سیستم‌های غیرموثر زمین شده به عوامل مختلفی نسبت داده می‌شود: ساختار متغیر شبکه‌های توزیع (مانند کنفیگوراسیون‌های حلقه‌ای و باز)، روش‌های متنوع زمین شدن سیستم (از جمله بدون زمین، با مدار قطع افت و با مقاومت کم)، افزایش نسبت سالانه کابل‌ها یا ترکیب سیم هوایی-کابل، و انواع پیچیده خطا (مانند ضربه برق، فلش درختان، شکست سیم‌ها و شوک الکتریکی شخصی).

طبقه‌بندی خطاها زمینی

خطاهای شبکه برق می‌توانند شامل زمین شدن فلزی، زمین شدن توسط صاعقه، زمین شدن با شاخه درخت، زمین شدن مقاومتی و زمین شدن با عایق ضعیف باشند. همچنین می‌توانند شامل سناریوهای مختلف زمین شدن با قوس الکتریکی باشند، مانند قوس‌های تخلیه کوتاه، قوس‌های تخلیه طولانی و قوس‌های متناوب. ویژگی‌های سیگنال خطای ناشی از شرایط مختلف زمین شدن در شکل و مقدار متفاوت است.

تکنولوژی‌های مدیریت خطا زمینی

• تکنولوژی جبران قطع افت و محافظت از شوک الکتریکی شخصی

• کاهش ولتاژ بیش از حد

• انتخاب خط خطا و فاز، محل‌یابی بخش خطا و موقعیت دقیق خطا

• محافظت رله: حذف خطا

• اتوماسیون خط تغذیه: جدا کردن خطا و بازسازی تأمین برق خودکار

مشکلات در خطاها زمینی

• روش‌های مختلف زمین شدن نقطه میانی

• ویژگی‌های مختلف زمین شدن: فرم‌های متغیر زمین شدن

• انواع مختلف خط: خطوط هوایی، خطوط کابل و خطوط ترکیبی هوایی-کابل

• مکان‌های مختلف خطا و زمان‌های وقوع خطا

پیچیدگی ویژگی‌های خطا زمینی

• جریان زمین شدن کوچک؛ جریان باقی‌مانده در زمین شدن هماهنگ کمتر از 10 آمپر است.

• جریان جبرانی مدار قطع افت باعث می‌شود که جریان دنباله‌ای خط خطا دارای دامنه کوچکتری نسبت به خطوط بدون خطا باشد، با جهت یکسان.

• زمین شدن متناوب با قوس‌های ناپایدار؛ حدود 10٪ از خطاها شامل زمین شدن متناوب است.

• نسبة بالایی از خطاهای مقاومت بالا (مقاومت بالاتر از 1000 اهم) که حدود 5% را تشکیل می‌دهند. حتی با زمین شدن با مقاومت کم، تشخیص خطاهای مقاومت بالا دشوار است.

• علل اصلی خطاها الکتریکی شبکه توزیع: ۱) تماس یا نزدیک شدن بدن انسان با هادی‌های عملیاتی عادی؛ ۲) سقوط هادی‌ها به زمین. هم خطاها الکتریکی و هم خطاها هادی-زمین شامل مقاومت زمینی بالا هستند. بنابراین، محافظت از خطاها الکتریکی در شبکه توزیع نیز یک مسئله محافظت از خطاها زمینی با مقاومت بالا است.

روش‌های محل‌یابی خطاهای زمینی تک‌فاز

در حال حاضر سه دسته، که مجموعاً 20 روش اساسی برای محل‌یابی خطاهای زمینی تک‌فاز وجود دارد:

هوش مصنوعی (AI) یک تکنولوژی پیشرفته در توسعه فناوری‌های مدرن است. این تکنولوژی با شبیه‌سازی ویژگی‌های انسان، حیوانات یا گیاهان، مدل‌های نظری متناظر را ایجاد کرده و با "فکر انسان‌مانند" مشکلات را حل می‌کند. به ویژه برای شبکه‌های برق که ذاتاً سیستم‌های غیرخطی بالا هستند، در دامنه کاربرد AI قرار می‌گیرند. علاوه بر این، استفاده از محاسبات کامپیوتری سرعت عمل را افزایش می‌دهد و امکان حل سیستم‌های پیچیده مانند شبکه‌های برق را فراهم می‌کند.

• پایگاه داده خبره: ایجاد پایگاه داده‌ای که دانش و تجربیات مربوطه را یکپارچه می‌کند.

• شبکه عصبی مصنوعی: شبیه‌سازی عملکرد نورون‌های انسان برای حل مشکلات، به عنوان یک سیستم غیرخطی بالا عمل می‌کند.

• بهینه‌سازی کلونی مورچه‌ها: الگوریتمی که رفتار زیستی مورچه‌ها در جستجوی غذا را شبیه‌سازی می‌کند تا مشکل فروشنده دوره‌گرد را حل کند.

• الگوریتم ژنتیک: شبیه‌سازی فرآیند تکامل زیستی برای به دست آوردن راه‌حل‌های بهینه یا نزدیک به بهینه جهانی.

• شبکه پتری: مدل‌سازی اجزای مرتبط در یک سیستم، توصیف پدیده‌هایی که اجزای مرتبط در آن به ترتیب زمانی تغییر می‌کنند.

• نظریه مجموعه‌های راف: استفاده از اطلاعات بیشتر از آنچه سیستم نیاز دارد به عنوان ورودی برای تضمین توصیف جامع وضعیت عملیاتی سیستم.

بسیاری از الگوریتم‌های هوشمند هنوز در مرحله نظری هستند و فقط تعداد کمی از آنها کاربرد عملی داشته‌اند. با این حال، الگوریتم‌های AI در دوره جدید برتری خود را نشان داده‌اند.