Μέθοδος για Αυτόματη Απομόνωση Σφαλμάτων Εξοπλισμού Πελατών με Φορτία σε Διανομικά Δίκτυα

1 Επισκόπηση

Η ασφάλεια του διανομικού δικτύου έχει μακρώς παραβλέφθει, με την αυτοματοποίησή του να παραμένει πίσω από την αυτοματοποίηση των υποσταθμίων. Η χρήση διαστημάτων 10 kV σε υπάρχοντα υποσταθμία για τον καθορισμό σημείων τμήματος εξυπηρετεί τις μελλοντικές ανάγκες του δικτύου. Η διάταξη των διανομικών στροφίων, των στροφίων τμήματος και της προστασίας πρέπει να ταιριάζει με την προστασία των εξόδων των υποσταθμίων για αξιοπιστία. Η απομόνωση παρακμώσεων, η αυτο-αποκατάσταση και η επαναφορά είναι κλειδί για την αυτοματοποίηση του διανομικού.

Οι ερευνητές έχουν μελετήσει τη βελτιστοποίηση της αποκατάστασης παρακμώσεων σε εξυπνά διανομικά δίκτυα (πολλαπλές πηγές ενέργειας, διακοπτόμενες πηγές, αποθήκευση ενέργειας), αλλά όχι την απομόνωση παρακμώσεων εξοπλισμού χρηστών με βάση την φορτοστροφή. Στη γραμμή του Σχήματος 1, η στρόφη τμήματος S3 εξυπηρετεί τους A, B, C. Η παρακμωση του A προκαλεί την αποστροφή της S3. Οι προσωρινές παρακμώσεις επιτρέπουν επιτυχή επανασύνδεση· οι μόνιμες παρακμώσεις προκαλούν απορρυθμίσεις στους B/C, βλάπτοντας την παραγωγή, μειώνοντας την παροχή ενέργειας και αυξάνοντας την εύρεση λύσης (αφού η S3 δεν μπορεί να καθορίσει την παρακμωση, απαιτώντας ελέγχους ένα-ένα). Έτσι, χρειάζεται επείγουσα μέθοδος/συσκευή με βάση τη φορτοστροφή για την απομόνωση παρακμώσεων και την ταυτοποίηση των χρηστών με παρακμώσεις. Να εξασφαλίζεται η επιτυχής επανασύνδεση της S3 για τους χρήστες χωρίς παρακμώσεις, ανεξάρτητα από τον τύπο χρήστη/παρακμώσεις (προσωρινές/μόνιμες).

2 Μέθοδος Αποτελεσματικής Απομόνωσης Παρακμώσεων Εξοπλισμού Χρηστών Με Φορτοστροφές

Η φορτοστρόφη, ένα στροφικό όργανο μεταξύ στροφίου και απομονωτικής στροφίας, διαθέτει απλή συσκευή κατάσβεσης τόξου. Μπορεί να διακόψει την ροή φορτίου κατανομής και κάποιες υπερφορτώσεις, αλλά όχι την ροή παρακμώσεων. Έτσι, όταν αποτυγχάνει οποιοδήποτε εξοπλισμός χρήστη, μόνο η στρόφη τμήματος S3 αποστρέφεται για προστασία. Εάν ένα συστήμα ανιχνεύσει τον χρήστη με παρακμώσεις και αποστρέψει την φορτοστροφή του πριν από την επανασύνδεση της S3, ο χρήστης με παρακμώσεις απομονώνεται και η S3 επανασυνδέεται επιτυχώς. Η αποστολή πληροφοριών για τον χρήστη με παρακμώσεις στο προσωπικό λειτουργίας & συντήρησης (O&M) του διανομικού δικτύου μέσω μηνυμάτων κειμένου επιτρέπει την ταχεία επεξεργασία των παρακμώσεων, μειώνοντας το φόρτο εργασίας O&M, βελτιώνοντας την αξιοπιστία της παροχής ενέργειας και εξασφαλίζοντας την παροχή ενέργειας για τους χρήστες χωρίς παρακμώσεις.

3 Τεχνική Διαδρομή Για Αποτελεσματική Απομόνωση Παρακμώσεων Εξοπλισμού Χρηστών Με Φορτοστροφές
3.1 Λογική Διαδικασία Μονάδας

Παραδείγματος χάρη, η παρακμωση του εξοπλισμού του Χρήστη A. Εγκαταστήστε ένα συστήμα ανίχνευσης παρακμώσεων στη φορτοστροφή του (όπως στο Σχήμα 2). Θεσμικός μεταξύ της φορτοστροφής και της εισερχόμενης γραμμής, διαθέτει μέτρηση τάσης, μέτρηση ροής, λογική κρίση & επεξεργασία, επαφή αποστροφής, επαφή σήμανσης και μεταφορά σήματος μέσω ασύρματης (λογική διαδικασία στο Σχήμα 3). Τα εξόδα των μονάδων μέτρησης τάσης και ροής συνδέονται με την είσοδο της λογικής μονάδας. Το έξοδος της συνδέεται με ένα άκρο της επαφής αποστροφής και της επαφής σήμανσης. Το άλλο άκρο της επαφής αποστροφής συνδέεται με τον κύριο εξοπλισμό του χρήστη μέσω της περίστροφης της φορτοστροφής· το άλλο άκρο της επαφής σήμανσης συνδέεται με την ασύρματη μονάδα. Αυτό επιτρέπει την αποτελεσματική απομόνωση παρακμώσεων, την ταχεία επεξεργασία των παρακμώσεων από το προσωπικό συντήρησης, τη μείωση του φόρτου εργασίας εύρεσης παρακμώσεων και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της εργασίας.

3.2 Φυσική Σύνδεση Υλοποίησης

Παραδείγματος χάρη, η παρακμωση του εξοπλισμού του Χρήστη A (βλέπε Σχήμα 4), η μονάδα μέτρησης τάσης συνδέεται με τον μετατροπέα τάσης της κοινής διανομικής αίθουσας, και η μονάδα μέτρησης ροής συνδέεται με το CT1 (μετατροπέας ροής της εισερχόμενης γραμμής του Χρήστη A). Η λογική μονάδα κρίσης του Χρήστη A επεξεργάζεται την εισερχόμενη ροή και τάση.

Όταν ο Χρήστης A έχει παρακμωση σύνδεσης, η ροή μέσω της λογικής μονάδας του αυξάνεται (και υπερβαίνει) την προεπιλεγμένη ροή παρακμώσεων, σημειωμένη ως “1”. Στη συνέχεια, η στρόφη τμήματος S3 αποστρέφεται, προκαλώντας την απώλεια τάσης στην κοινή διανομική αίθουσα. Όλες οι λογικές μονάδες των χρηστών ανιχνεύουν αυτή την απώλεια τάσης (σημειωμένη “1”), αλλά μόνο η μονάδα του Χρήστη A ανιχνεύει και την ροή παρακμώσεων και την απώλεια τάσης (και τα δύο “1”). Αυτά τα “1s” σχηματίζουν ένα AND gate, ταυτοποιώντας τον Χρήστη A ως χρήστη με παρακμώσεις.

Η λογική μονάδα του Χρήστη A εξάγει την επαφή αποστροφής TJ1 και την επαφή σήμανσης TJ2. Η TJ1 κλείνει, συνδέοντας με την θετική πηγή ενέργειας και την περίστροφη της φορτοστροφής για την αποστροφή της φορτοστροφής του Χρήστη A. Η TJ2 κλείνει, στέλνοντας πληροφορίες για την παρακμωση στο προσωπικό λειτουργίας & συντήρησης (O&M) του διανομικού δικτύου μέσω ασύρματης. Αυτό εξασφαλίζει ότι η φορτοστροφή του χρήστη με παρακμώσεις δεν διακόπτει την ροή παρακμώσεων, αλλά απομονώνει την παρακμωση. Οι χρήστες χωρίς παρακμώσεις, παρά την απώλεια τάσης (χωρίς ανίχνευση ροής παρακμώσεων), δεν αποστρέφουν τις φορτοστροφές τους (AND gate δεν ενεργοποιείται).

Όμοια, οι δευτερεύουσες ροές των μετατροπέων ροής των εισερχόμενων γραμμών CT2 (Χρήστης B) και CT3 (Χρήστης C) συνδέονται με το συστήμα ανίχνευσης. Η λογική παρακμώσεων ακολουθεί την αρχή του Χρήστη A, απομονώνοντας τις παρακμώσεις για B/C για να εξασφαλίσει την κανονική παροχή ενέργειας για τους άλλους.

4 Συντονισμός Με την Προστασία Τμήματος Στροφίων & Μέτρα Αντιμετώπισης Λανθασμένης Λειτουργίας

• Για αεροφωρητικές γραμμές: Το συστήμα ανίχνευσης παρακμώσεων συντονίζεται με τον χρόνο επανασύνδεσης της S3 (συνήθως 1.2s καθυστέρηση μετά την αποστροφή). Σε 1.2s, πρέπει να αποστρέψει τη φορτοστροφή του χρήστη με παρακμώσεις (προστατεύοντας την S3 από επανασύνδεση σε παρακμώσεις). Η πληροφορία για την παρακμωση αποστέλλεται μέσω μηνυμάτων κειμένου στο προσωπικό O&M για ταχείες επισκευές.

• Για καλωδιακές γραμμές: Επειδή η S3 δεν έχει επανασύνδεση, το συστήμα ανίχνευσης αποστρέφει τη φορτοστροφή του χρήστη με παρακμώσεις και αποστέλλει πληροφορίες για την παρακμωση. Το προσωπικό O&M τότε κλείνει την S3, εξασφαλίζοντας την παροχή ενέργειας για τους χρήστες χωρίς παρακμώσεις και μειώνοντας τον χρόνο απορρυθμίσεων.

• Για να αποφευχθεί η λανθασμένη αποστροφή φορτοστροφών χωρίς παρακμώσεις μετά την επανασύνδεση της S3: Η λογική του συστήματος ανίχνευσης απαιτεί πρώτα την ανίχνευση της αύξησης της ροής παρακμώσεων, στη συνέχεια την απώλεια τάσης (δημιουργώντας ένα AND gate). Προστίθεται καθυστέρηση στην κρίση της απώλειας τάσης (για να αποφευχθούν λανθασμένες αποστροφές από την αύξηση της ροής πριν από την απώλεια τάσης).

5 Συμπέρασμα

Η εγκατάσταση συστημάτων ανίχνευσης παρακμώσεων στις φορτοστροφές εισερχόμενων γραμμών των χρηστών (συντονισμένη με την προστασία των στροφίων τμήματος) επιτρέπει στις φορτοστροφές να απομονώνουν αυτόματα παρακμώσεις και να ειδοποιούν το προσωπικό O&M. Αυτό αυξάνει την αξιοπιστία των κοινών διανομικών γραμμών, μειώνει το φόρτο εργασίας εύρεσης παρακμώσεων και περιορίζει την εξάπλωση απορρυθμίσεων. Το συστήμα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε φορτοστροφές κύριων διανομικών γραμμών (συντονισμένη με την προστασία των στροφίων τμήματος υψηλότερου επιπέδου), απομονώνοντας παρακμώσεις μετά τη φορτοστροφή και εξασφαλίζοντας την παροχή ενέργειας για τους χρήστες μεταξύ των στροφίων. Αυτό μειώνει τους εύρος απορρυθμίσεων και βελτιώνει την αξιοπιστία των διανομικών γραμμών.