Mga Karaniwang Kamalian at Lunas sa mga Sistema ng Awtomatikong Substation

1. Pagkaklase ng Struktura ng mga System ng Substation Automation
1.1 Istraktura ng Distributibong Sistema

Ang istraktura ng distributibong sistema ay isang teknikal na arkitektura na nagpapatupad ng pagkolekta ng datos at kontrol sa pamamagitan ng pakikipagtulungan ng maraming de-sentralisadong mga aparato at yunit ng kontrol. Ang sistemang ito ay binubuo ng maraming functional na module, kabilang ang mga yunit para sa pagmomonito at pag-imbak ng datos. Ang mga module na ito ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang mapagkakatiwalaang network ng komunikasyon at nagpapatupad ng mga operasyon ng substation automation ayon sa pre-set na kontrol na lohika at estratehiya.

Sa isang distributibong istraktura, bawat yunit ay may independiyenteng kakayahang magproseso at gumawa ng desisyon, na nagbibigay-daan sa lokal na automatikong kontrol at pagtukoy ng kapinsalaan.

Sama-samang, ang mga yunit na ito ay maaaring i-upload ang datos sa isang sentralisadong sistema ng kontrol sa real-time, at ang substation ay maaaring ma-manage nang sentral sa pamamagitan ng isang remote monitoring platform. Sa paghahambing sa mga tradisyonal na sentralisadong sistema ng kontrol, ang mga distributibong sistema ay may mas mataas na fleksibilidad at redundancy, na maaaring makapag-iwas ng mabuti sa epekto ng single-point failures at mapataas ang estabilidad at reliabilidad ng sistema. Ang istraktura ng distributibong sistema ay maaaring suportahan ang mas komplikadong mga function ng automation, na nagbibigay-daan sa mga substation na sumagot nang mahusay sa harap ng mga komplikadong power grid environment at nag-aalamin ang kaligtasan at estabilidad ng suplay ng kuryente.

1.2 Istraktura ng Sentralisadong Sistema

Ang istraktura ng sentralisadong sistema ay ginagamit ang isang sentral na yunit ng kontrol bilang core at nagmamanage at nagko-coordinate ng operasyon ng iba't ibang mga aparato sa substation sa pamamagitan ng sentralisadong pagproseso ng datos at mga function ng kontrol. Ang istrakturang ito ay binubuo ng isang sentral na sistema ng kontrol at intelligent electronic devices. Ang sentral na sistema ng kontrol ay responsable sa pagtanggap at pagproseso ng datos mula sa iba't ibang mga aparato, at nagbibigay ng mga utos ayon sa mga estratehiya ng kontrol upang makamit ang uniporme na kontrol at management ng iba't ibang substation equipment.

Sa isang sentralisadong sistema, lahat ng mga function ng pagmomonito at kontrol ay nakonsentrado sa sentral na yunit ng kontrol, at ang iba't ibang mga aparato sa substation ay konektado sa pamamagitan ng isang high-speed communication network. Bagama't ang istrakturang ito ay may mataas na unity at convenience sa system management at maintenance, dahil ang lahat ng proseso ng kontrol at desisyon ay umuukol sa isang sentral na sistema ng kontrol, kapag ang sentral na sistema ay nabigo, maaari itong maging sanhi ng pagkawala ng kontrol o interupsiyon ng operasyon ng buong substation, na kaya'y nakakaapekto sa seguridad at reliabilidad ng power system.

1.3 Hierarkikal na Istraktura ng Sistema

Ang hierarkikal na istraktura ng sistema ay isang arkitektura na hinahati ang mga function ng sistema sa maraming layer, kung saan ang bawat layer ay independiyenteng responsable para sa tiyak na mga gawain. Ang istrakturang ito karaniwang kasama ang apat na pangunahing level: ang field layer, control layer, monitoring layer, at management layer. Ang pagpalit ng datos at koordinasyon ng kontrol ay isinasagawa sa pagitan ng bawat layer sa pamamagitan ng isang high-speed communication network.Ang field layer ay nasa ilalim ng sistema at karaniwang binubuo ng mga intelligent device at relay protection device sa substation. Ang field layer ay responsable para sa basic operations tulad ng pagkolekta ng electrical parameters, pagmomonito ng estado ng equipment, at paggawa ng lokal na automatic control.

Ang control layer ay nasa gitna ng field layer at monitoring layer at karaniwang binubuo ng mga remote terminal units at programmable logic controllers. Ang control layer ay responsable para sa pagkuha ng datos mula sa field layer at kontrolin ang field equipment ayon sa kontrol na lohika at operation strategies, kaya natutugunan ang automated scheduling ng equipment sa substation.Ang monitoring layer ay nasa itaas na bahagi ng sistema at karaniwang binubuo ng isang supervisory control and data acquisition (SCADA) system. Ang monitoring layer ay responsable para sa sentral na pagproseso at pag-imbak ng datos mula sa control layer at field layer, pagmomonito ng operasyon status ng substation sa real-time, at nagbibigay ng mga function tulad ng alarms at equipment management.

Ang management layer ay nasa tuktok ng sistema at karaniwang responsable para sa comprehensive management at decision-making support ng substation. Ang management layer ay nagbibigay ng mga function tulad ng overall monitoring at maintenance management ng power system upang matiyak ang coordinated operation ng substation sa buong power grid.

2. Karaniwang Mga Kapansanan sa Substation Automation Systems
2.1 Communication Network Faults

Ang communication network ng substation automation system ay gumaganap ng mahalagang papel sa modernong power systems, responsable sa pagpapatupad ng real-time data transmission at information sharing sa pagitan ng iba't ibang mga aparato. Gayunpaman, ang mga kapansanan sa communication network ay maaaring malubhang makaapekto sa automated control at remote monitoring ng mga substation, na nagdudulot ng unstable operation ng power system.

Maaaring mabigo ang communication equipment dahil sa aging o quality issues. Ang hardware damage sa mga switch o router ay maaaring hindi normal na ipagbigay ang datos, at ang disconnection ng transmission lines ay maaaring magresulta sa communication interruption. Ang mga problema sa power supply ay din isang mahalagang sanhi ng hardware failures. Ang unstable power supply ay maaaring hindi payagan ang communication equipment na mag-operate nang maayos.

Sa communication network ng mga substation, ang electromagnetic interference na lumilikha sa panahon ng operasyon ng equipment ay maaaring makaapekto sa kalidad ng communication signals, lalo na para sa low-frequency signals o wireless communication. Ang malakas na electric at magnetic fields na lumilikha mula sa high-voltage equipment sa power system ay maaaring maging sanhi ng signal attenuation o distortion, na nakakaapekto sa reliability ng data transmission. Ang signal attenuation sa long-distance transmission lines ay din isang common problem, lalo na kapag ginagamit ang cable communication. Ang signal ay paulit-ulit na nai-weaken sa panahon ng transmission, na maaaring hindi payagan ang receiving end na accurately receive data.

2.2 Data Acquisition Faults

Ang data acquisition sa substation automation system ay ang pundasyon para sa pagpapatupad ng remote monitoring at dispatching management. Ang data acquisition system ay responsable para sa pagkuha ng real-time data mula sa iba't ibang mga aparato sa substation at pagpapadala nito sa sentral na sistema ng kontrol o SCADA system. Kung mabigo ang data acquisition, maaaring makaapekto ito sa normal na operasyon ng substation at kahit na mapanganib ang seguridad ng power system.

Ang data acquisition system ay umaasa sa maraming hardware devices. Kung mabigo ang mga device na ito, hindi maaaring magpatuloy nang maayos ang data acquisition. Ang sensor damage o aging maaaring maging sanhi ng inaccurate measurement ng key parameters tulad ng current o temperature. Ang power failure ng mga remote terminal units (RTUs) o intelligent electronic devices (IEDs) maaaring hindi payagan ang mga device na magsimula o huminto, na kaya nakaapekto sa data transmission at acquisition.

Ang data acquisition umaasa sa isang stable na communication network upang ipadala ang data mula sa field devices sa sentral na sistema ng kontrol. Kung mabigo ang communication network, tulad ng signal loss o data transmission delay, ito ay magdudulot ng mabigo ang data acquisition. Ang mga problema tulad ng damaged communication lines, faulty network switching equipment, o protocol incompatibility ay direktang maaapekto sa reliability at real-time nature ng data transmission.

Kung hindi maayos na nakonfigure o calibrated ang mga device sa data acquisition system, maaaring inaccurate o nawawala ang kinolekta na data. Kung hindi naconfigure ang mga device na may mga parameter ayon sa specifications sa panahon ng installation o hindi regular na calibrated sa huli, madali itong maging sanhi ng data acquisition errors. Ang normal na operasyon ng data acquisition system umaasa sa suporta ng corresponding software platform o program. Kung may loopholes sa software o version incompatibility, maaaring hindi mabigyan ng husto ang data acquisition.

2.3 False Alarm Faults

Sa araw-araw na operasyon ng substation automation system, ito ay maaaring monitorin nang real-time ang estado ng power equipment at maglabas ng alarm signals upang maaaring gawin ang mga naaangkop na hakbang sa oras. Gayunpaman, ang mga false alarms ay isa sa mga karaniwang uri ng kapansanan sa mga automation system. Ang mga false alarms maaaring hindi lamang makaapekto sa normal na operasyon ng staff kundi maaari rin itong maging sanhi ng pagwastong gamit ng resources at walang kailangang interference. Sa mga seryosong kaso, maaari itong maging sanhi ng hindi naaangkop na emergency responses.

Ang alarm function ng substation automation system karaniwan ay umaasa sa set na threshold. Kung ang mga threshold na ito ay masyadong sensitively na set o hindi tumutugon sa aktwal na operating conditions, maaaring maging sanhi ito ng paborito na mga false alarms. Ang malaking voltage fluctuations o transient changes sa equipment sa ilang operating conditions maaaring maliitin bilang mga kapansanan, na nag-trigger ng mga alarm. Kaya, ang reasonable na setting ng threshold ay crucial para maiwasan ang mga false alarms.

Ang operational errors ng mga operator ay din isang karaniwang sanhi ng mga false alarms. Sa panahon ng system configuration o equipment debugging, ang mga error ng mga operator maaaring maging sanhi ng unreasonable na alarm conditions o trigger ng mga false alarms. Kung hindi configure ang mga operator ang system ayon sa standard operating procedures o hindi recalibrate ang alarm parameters kapag palitan ang equipment, ang estado ng equipment maaaring hindi tugma sa alarm conditions, na nagresulta sa mga false alarms.

3. Mga Paraan para sa Pag-handle ng Karaniwang Mga Kapansanan sa Substation Automation Systems
3.1 Pag-improve ng Hardware Equipment Management System

Ang pagtatatag ng isang mahusay na equipment management system ay isang prerequisite para sa pag-iwas sa mga hardware failures. Ang mga substation dapat magbuo ng detalyadong management specifications para sa buong life cycle ng equipment, kabilang ang procurement at maintenance, upang siguruhin na bawat piraso ng equipment ay dumaan sa strict na quality inspection at acceptance bago ang installation at sumasang-ayon sa teknikal na requirements kapag inilunsad. Sa parehong oras, para sa iba't ibang uri ng equipment, dapat magkaroon ng espesyal na maintenance cycles at inspection standards, na regular na inspeksyon at updates upang palawakin ang service life ng equipment at bawasan ang mga kapansanan dulot ng aging o damage ng equipment. 

Pangalawa, ang mga substation dapat paigtingin ang pag-monitor at pag-record ng equipment sa panahon ng operasyon. Sa pamamagitan ng real-time monitoring ng equipment, maaaring mabilis na matukoy ang potential fault hazards. Gumamit ng online monitoring system upang patuloy na monitorin ang operasyon status at key parameters tulad ng current ng substation automation equipment at ipadala ang data sa central monitoring system. Sa basehan nito, gawin ang regular na fault diagnosis, irecord ang detalyadong data ng operasyon ng equipment, form historical files, upang magsagawa ng fault prediction at analysis, effectively identify abnormal changes sa equipment, at kumuha ng preventive measures upang iwasan ang mga kapansanan.

3.2 Regular maintenance at servicing work
Dapat kasama sa regular na maintenance work ang pag-maintain ng software system ng automation system. Ang core part ng automation system ay ang computer monitoring system at control software. Ang stability ng kanilang operasyon ay direktang umaapekto sa automation level at fault diagnosis capability ng substation. Regularly maintain ang software system, kabilang ang updating at optimizing ng operating system at control algorithms, upang siguruhin na ang software ay hindi mag-experience ng "failure" o "crash" sa panahon ng pag-handle ng complex na operasyon.Regular backup work ay din crucial, dahil ito ay maaaring iwasan ang system downtime dahil sa program damage o data loss. Kaya, regular system backups at data recovery drills ay bahagi ng maintenance work.

3.3 Implementing the Elimination Method

Ang pag-implement ng elimination method nangangailangan ng malinaw na pag-define ng mga sintomas ng kapansanan at paggawa ng detailed na records. Dapat mabilis na matukoy ng mga operator ang manifestation ng kapansanan batay sa mga alarm ng sistema at performance ng equipment, at maintindihan ang basic situation ng kapansanan. Kung ang sistema ay may data loss o transmission delay, dapat unang suriin ng mga operator ang communication links ng lahat ng bahagi ng sistema upang siguruhin na hindi interrupted ang data transmission channel. Sa pamamagitan ng careful observation, maaaring mailayo ang ilang obvious na mga cause ng kapansanan, ensuring na mas targeted ang subsequent fault troubleshooting.

Ang pag-implement ng elimination method kailangan sundin ang tiyak na mga step. Bilang halimbawa, sa mga kapansanan ng data acquisition sa substation automation system. Unang-una, suriin ang acquisition equipment mismo, tulad ng mga sensor at transformers, upang kumpirmahin ang operasyon status ng mga device na ito. Kung okay ang acquisition equipment, suriin ang communication connections at data transmission protocols sa pagitan ng mga device. Kung normal ang communication equipment at network connections, suriin kung tama ang software settings ng automation system, at kung may abnormal configurations o program errors. Sa huli, sa pamamagitan ng step-by-step elimination, matutukoy ang pinagmulan ng kapansanan. Ang metodyong ito ay effectively naririnig ang scope ng troubleshooting, avoiding blind inspection at waste of resources.

4. Conclusion

Sa kabuuan, ang substation automation system ay kasama ang maraming devices at teknolohiya, na may wide variety ng sistema ng kapansanan, at mataas ang complexity sa fault location at handling. Sa parehong oras, sa panahon ng operasyon ng substation automation system, maaaring mabigo ang ilang devices dahil sa mga factor tulad ng aging at pagbabago ng external environment. Kung hindi agad na-handle ang mga kapansanan, maaaring maging sanhi ito ng equipment damage at bawas ang efficiency ng operasyon ng sistema, na kaya nakaapekto sa maintenance at repair costs. Kaya, kailangan ang mga paraan tulad ng pag-improve ng hardware equipment management system, conduct ng regular na maintenance work, at implement ng elimination method upang mapataas ang kakayahan ng fault detection at prevention.