Mga Karaniwang Kamalian at Pamamaraan ng Paggamot sa mga Sistema ng Automatikong Substation

1. Pagkaklase ng Struktura ng mga System ng Automasyon ng Substation
1.1 Strukturang Nakabahaging Sistema

Ang strukturang nakabahaging 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 sistema na ito ay binubuo ng maraming pangunahing modulyo, kasama ang mga yunit ng pagsusuri at imbakan ng datos. Ang mga modulyong ito ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang maasahan na network ng komunikasyon at nagsasagawa ng mga operasyon ng automasyon ng substation ayon sa nakatakdang lohika at estratehiya ng kontrol.

Sa isang strukturang nakabahagi, bawat yunit ay may sariling kakayahan ng pagproseso at paggawa ng desisyon, na nagbibigay-daan sa lokal na kontrol at pagdiagnose ng kaparaanan.

Samantala, ang mga yunit na ito ay maaaring i-upload ang datos sa isang sentral na sistema ng kontrol sa tunay na oras, at ang substation ay maaaring sentral na mai-manage sa pamamagitan ng isang plataporma ng remote monitoring. Sa paghahambing sa tradisyonal na sentral na mga sistema ng kontrol, ang mga sistemang nakabahagi ay may mas mataas na fleksibilidad at redundansiya, na maaaring makapagbigay ng epektibong pag-iwas sa epekto ng single-point failures at pagpapataas ng estabilidad at kapani-paniwalan ng sistema. Ang strukturang nakabahaging sistema ay maaaring suportahan ang mas komplikadong mga function ng automasyon, na nagbibigay-daan sa mga substation na maging flexible sa harap ng mga komplikadong power grid environment at nag-uugnay sa seguridad at estabilidad ng suplay ng kuryente.

1.2 Sentral na Strukturang Sistema

Ang sentral na strukturang sistema ay gumagamit ng 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 sentral na pagproseso ng datos at mga function ng kontrol. Ang strukturang 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 pinagsamang kontrol at pagmamanage ng iba't ibang kagamitan sa substation.

Sa isang sentral na sistema, lahat ng mga function ng pagsusuri 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. Bagaman ang strukturang ito ay may mataas na unity at convenience sa pagmamanage at maintenance ng sistema, dahil ang lahat ng proseso ng kontrol at paggawa ng desisyon ay umuukol sa isang sentral na sistema ng kontrol, kapag ang sentral na sistema ay nabigo, maaari itong magresulta sa pagkawala ng kontrol o pagputol ng operasyon ng buong substation, na nagreresulta sa pagbawas ng seguridad at kapani-paniwalan ng sistema ng kuryente.

1.3 Hierarkikal na Strukturang Sistema

Ang hierarkikal na strukturang sistema ay isang arkitektura na naghihiwalay ng mga function ng sistema sa maraming layer, kung saan ang bawat layer ay independiyenteng responsable para sa tiyak na mga gawain. Ang strukturang ito ay karaniwang binubuo ng apat na pangunahing layer: ang field layer, control layer, monitoring layer, at management layer. Ang data exchange at control coordination ay ginagawa sa pagitan ng bawat layer sa pamamagitan ng isang high-speed communication network.Ang field layer ay nasa ilalim ng sistema at pangunahing binubuo ng mga intelligent device at relay protection devices sa substation. Ang field layer ay responsable sa mga basic operations tulad ng pagkolekta ng electrical parameters, pagsusuri ng estado ng kagamitan, at paggawa ng lokal na automatic control.

Ang control layer ay nasa gitna ng field layer at monitoring layer at pangunahing binubuo ng mga remote terminal units at programmable logic controllers. Ang control layer ay responsable sa pagkuha ng data mula sa field layer at pagkontrol ng field equipment ayon sa control logic at operation strategies, kaya natutapos ang automated scheduling ng kagamitan sa substation.Ang monitoring layer ay nasa itaas na gitna ng sistema at karaniwang binubuo ng isang supervisory control and data acquisition (SCADA) system. Ang monitoring layer ay responsable sa sentral na pagproseso at pag-imbak ng data mula sa control layer at field layer, real-time monitoring ng operasyon ng substation, at pagbibigay ng mga function tulad ng alarm at pagmamanage ng kagamitan.

Ang management layer ay nasa tuktok ng sistema at pangunahing 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 Kaparaanan sa Mga System ng Automasyon ng Substation
2.1 Mga Kaparaanan sa Communication Network

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

Ang mga communication equipment maaaring mabigo dahil sa aging o quality issues. Ang hardware damage sa mga switch o router maaaring maprevent ang normal na forwarding ng data, at ang disconnection ng transmission lines maaaring magresulta sa communication interruption. Ang mga problema sa power supply ay din isang mahalagang sanhi ng mga hardware failure. Ang unstable power supply maaaring maprevent ang proper na pag-operate ng communication equipment.

Sa communication network ng mga substation, ang electromagnetic interference na lumilikha sa panahon ng operasyon ng mga aparato maaaring makaapekto sa kalidad ng mga 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 maaari ring magdulot ng signal attenuation o distortion, na umaapekto 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 unti-unting nagweaken sa panahon ng transmission, na maaaring maprevent ang receiving end na accurately na tumanggap ng data.

2.2 Mga Kaparaanan sa Data Acquisition

Ang data acquisition sa substation automation system ay ang pundasyon para sa pagkamit ng remote monitoring at dispatching management. Ang data acquisition system ay responsable sa pagkuha ng real-time data mula sa iba't ibang mga aparato sa substation at pagtransmit nito sa central control system o SCADA system. Kung ang data acquisition ay mabigo, maaaring makaapekto sa normal na operasyon ng substation at kahit na mag-endo ng seguridad ng power system.

Ang data acquisition system ay umaasa sa maraming hardware devices. Kung ang mga device na ito ay mabigo, hindi maaaring magproceed ng normal ang data acquisition. Ang sensor damage o aging maaaring magresulta sa inaccurate measurement ng key parameters tulad ng current o temperature. Ang power failures ng remote terminal units (RTUs) o intelligent electronic devices (IEDs) maaaring maprevent ang mga device na magsimula o makuha ang kanilang pag-operate, na umaapekto sa data transmission at acquisition.

Ang data acquisition umaasa sa stable na communication network upang ipadala ang data mula sa field devices patungo sa central control system. Kung ang communication network ay mabigo, tulad ng signal loss o data transmission delay, ito ay magreresulta sa mabigo ng data acquisition. Ang mga problema tulad ng damaged communication lines, faulty network switching equipment, o protocol incompatibility ay direktang umaapekto sa reliability at real-time nature ng data transmission.

Kung ang mga device sa data acquisition system ay hindi properly configured o calibrated, maaaring maging inaccurate o nawawala ang collected data. Kung ang mga device ay hindi naconfigure ng parameters ayon sa specifications sa panahon ng installation o hindi regular na calibrated sa huli, madali rin itong magresulta sa 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 maeexecute ng normal ang data acquisition.

2.3 Mga Kaparaanan sa False Alarm

Sa daily operation ng substation automation system, ito ay maaaring monitorin ang estado ng power equipment sa real-time at mag-issue ng alarm signals upang maaaring gawin ang corresponding measures sa tamang oras. Gayunpaman, ang mga false alarms ay isa sa mga common fault types sa mga automation system. Ang mga false alarms maaaring hindi lamang makaapekto sa normal na operasyon ng staff kundi maaari ring magresulta sa waste of resources at unnecessary interference. Sa severe cases, maaari itong magresulta sa inappropriate emergency responses.

Ang alarm function ng substation automation system karaniwang umaasa sa set thresholds. Kung ang mga threshold na ito ay set too sensitively o hindi sumasang-ayon sa actual operating conditions, maaaring magresulta ng frequent false alarms. Ang malaking voltage fluctuations o transient changes sa mga equipment sa ilang operating conditions maaaring maling-interpret bilang faults, na nag-trigger ng alarms. Kaya, ang reasonable threshold setting ay crucial para sa pag-iwas sa false alarms.

Ang operational errors ng mga operators ay din isang common cause ng mga false alarms. Sa panahon ng system configuration o equipment debugging, ang mga error ng mga operators maaaring magresulta sa unreasonable alarm conditions o trigger false alarms. Kung ang mga operators ay hindi naconfigure ang system ayon sa standard operating procedures o hindi na-recalibrate ang alarm parameters kapag palitan ang equipment, maaaring hindi magmatch ang estado ng equipment sa alarm conditions, na nagresulta sa false alarms.

3. Mga Paraan para sa Handling ng Common Faults sa Substation Automation Systems
3.1 Pagsusulong ng Hardware Equipment Management System

Ang pagtatatag ng maayos na equipment management system ay isang prerequisite para sa pag-iwas sa mga hardware failures. Ang mga substation dapat mag-formulate ng detailed na management specifications para sa buong life cycle ng mga equipment, kasama ang procurement at maintenance, upang masiguro na bawat piraso ng equipment ay dumaan sa strict na quality inspection at acceptance bago ang installation at sumasang-ayon sa technical requirements kapag ginamit. Samantala, para sa iba't ibang uri ng equipment, dapat na itayo ang special maintenance cycles at inspection standards, na may regular na inspections at updates upang palawakin ang service life ng equipment at bawasan ang mga failures dahil sa aging o damage ng equipment. 

Pangalawa, ang mga substation dapat palakasin ang monitoring at recording ng mga equipment sa panahon ng operasyon. Sa pamamagitan ng real-time monitoring ng mga equipment, maaaring matukoy ang potential fault hazards sa agaran. Gamitin ang online monitoring system upang patuloy na monitorin ang operasyon status at key parameters tulad ng current ng mga 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 makagawa ng fault prediction at analysis, effectively identify abnormal changes sa equipment, at kunin ang preventive measures upang iwasan ang mga failures.

3.2 Regular na Maintenance at Servicing Work
Ang regular na maintenance work dapat kumatawan sa 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 the software system, including updating and optimizing the operating system and control algorithms, to ensure that the software does not experience "failure" or "crash" when handling complex operations.Ang regular na backup work ay din crucial, dahil ito ay maaaring iwasan ang system downtime dahil sa program damage o data loss. Kaya, ang regular na system backups at data recovery drills ay bahagi ng maintenance work.

3.3 Pagpapatupad ng Elimination Method

Ang pagpapatupad ng elimination method nangangailangan ng malinaw na pagtakda ng fault symptoms at pag-record ng detalyadong impormasyon. Ang mga operator dapat mabilis na matukoy ang manifestation ng fault batay sa mga system alarms at performance ng equipment, at maintindihan ang basic situation ng fault. Kung ang sistema ay may data loss o transmission delay, ang mga operator dapat unang suriin ang communication links ng lahat ng bahagi ng sistema upang masigurong hindi naputol ang data transmission channel. Sa pamamagitan ng careful observation, maaaring i-exclude ang ilang obvious fault causes, ensuring na ang subsequent fault troubleshooting ay mas targeted.

Ang pagpapatupad ng elimination method kailangan sundin ang tiyak na mga hakbang. Bilang halimbawa, sa mga fault sa data acquisition sa substation automation system, una, suriin ang acquisition equipment mismo, tulad ng sensors at transformers, upang konfirmahin ang operasyon status ng mga device na ito. Kung okay ang acquisition equipment, suriin pa 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 fault source. Ang method na ito ay effectively naririnig ang scope ng troubleshooting, avoiding blind inspection at waste of resources.

4. Conclusion

Sa kabuuan, ang substation automation system ay may kaugnayan sa maraming device at teknolohiya, na may malawak na variety ng system faults, at mataas na complexity sa fault location at handling. Sa parehong panahon, sa panahon ng operasyon ng substation automation system, ang ilang mga device maaaring mabigo dahil sa mga factor tulad ng aging at pagbabago ng external environment. Kung ang mga fault na ito ay hindi mabilisan na na-handle, maaaring magresulta sa damage ng equipment at pagbaba ng efficiency ng operasyon ng sistema, na nagdadagdag sa maintenance at repair costs. Kaya, ang mga paraan tulad ng pagsusulong ng hardware equipment management system, conduct ng regular na maintenance work, at pagpapatupad ng elimination method ay kinakailangan upang mapataas ang kakayahan sa fault detection at prevention.