Ang Pagtumong sa mga Teknolohiya sa Smart Grid sa Paghahandle sa Pagkawala sa Kuryente sa mga Low-Voltage Transformer Zones

Isipadala sa mga network sa distribusyon, ang mga low-voltage distribution areas (makaabli nga isulti "low-voltage transformer zones") direkta mopuli sa ekonomiko nga benepisyo sa mga kompanya sa pag-suplay og kuryente ug sa kalidad sa pagkonsumo sa kuryente para sa end-users pinaagi sa ilang problema sa line loss. Apan, ang tradisyonal nga mga pamatasan adunay kasinat-an nga bulag sa aspeto sa akurasyon ug efektiwidad. Sa konteksto niini, ang paggamit sa teknolohiya sa smart grid naghatag og bag-ong solusyon alang sa pagpamahala sa line loss. Pinaagi sa pagkuha sa advanced nga teknikal nga mga hulagway, dili lamang mapailhan ang lebel sa pagpamahala sa line loss, apan masuportahan usab ang mga layunin sa energy conservation ug emission reduction, nga importante kaayo alang sa pagpromote sa high-quality development sa industriya sa kuryente.

1.Problema sa Line Loss sa Low-Voltage Transformer Zones
Ang problema sa line loss sa low-voltage transformer zones mahimong maklasi sa teknikal nga mga bulag ug sa mga bulag sa pagpamahala. Ang teknikal nga mga bulag gikan sa inherent nga mga bulag sa gamit ug sa mga limitasyon sa operasyon—halimbawa, ang iron ug copper losses sa mga transformers ug ang power losses gikan sa resistance sa mga linya. Isip halimbawa, sa usa ka typical nga low-voltage distribution line, kon ang cross-sectional area sa conductor mao ang 50 mm² ug ang load current nakaabot sa 200 A, ang power loss per kilometer sa linya mao ang humoltor 4 kW.

Kon ang cross-sectional area sa conductor naaasenso hangtod sa 70 mm² sa parehas nga kondisyon, ang bulag mahimo mapugos ngadto sa humoltor 30%. Ang mga bulag sa pagpamahala, sa uban bahin, kasagaran gikan sa mga bulag sa metering, theft sa kuryente, o dihang maayo nga pag-operate ug maintenance. Halimbawa, ang metering accuracy sa traditional nga mechanical electricity meters sa light-load conditions mao lang humoltor 85%, kaayo paubos kaysa sa smart meters, nga adunay higit sa 99%. Bisan pa, ang three-phase imbalance mahimong makapugos sa line losses; kon ang three-phase current unbalance sa usa ka transformer zone nakaabot sa 15%, ang line loss rate mahimo mapugos ngadto sa 2% hangtod 5%. Ang pag-abli sa mga problema niini nagpakita nga ang manual inspection ra wala na makapugos sa demand sa refined management, ug ang intelligent methods naa gyud ang kinahanglan aron mapugos ang governance efficiency.

2.Teknolohiya sa Smart Grid nga Gigamit sa Pagpamahala sa Line Loss sa Low-Voltage Transformer Zones

2.1 HPLC (High-Speed Power Line Communication) Technology
Ang fundamental nga prinsipyio sa HPLC technology mao ang paggamit sa existing nga low-voltage distribution lines isip media sa communication, pinaagi sa coupling circuits nga gigamit sa high-frequency modulated signals sa power lines aron makamit ang high-speed data transmission. Kini nga teknolohiya pangutana sa mga scenario sama sa real-time monitoring sa kondisyon sa linya sa transformer zones, collection sa electric energy data, ug interaction sa user electricity information.

Sa panahon sa implementasyon, ang unang paso mao ang pag-conduct sa site survey sa line environment sa transformer zone aron ebaluar ang channel characteristics ug interference levels, aron matukod ang optimal nga carrier frequency (kasagaran sa 1.7–30 MHz) ug coupling method. Sunod, ang dedicated couplers ug HPLC communication modules i-install sa low-voltage side sa distribution transformer, branch boxes, ug user electricity meters aron makatukod og communication network across the transformer zone. Samtang, ang master station system ideploy aron seamless integrate sa upper-layer application systems pinaagi sa protocol conversion.

Sa panahon sa operation ug maintenance, regular nga inspections ug calibrations sa equipment gibuhat, ang quality sa communication signal gi-monitor, ug anumang anomalya dapat agad giatiman. Halimbawa, kon ang carrier signal attenuation nakaabot sa 30 dB o ang bit error rate nakaabot sa 1×10⁻⁴, ang line faults o electromagnetic interference sources dapat i-investigate. Kon kinahanglan, ang transmission power (kasagaran sa –10 dBm hangtod 30 dBm) dapat i-adjust o ang couplers i-replace aron masiguro ang stable nga sistema sa operasyon. 

Arong mapugos ang stability sa communication, ang HPLC systems kasagaran magamit og adaptive modulation schemes, dynamic selection sa modulation modes batas sa channel quality. Ang ub-uban nga modulation schemes nagbago sa data rate, noise immunity, ug coverage range, requiring optimized configuration batas sa load fluctuations ug noise conditions sa transformer zone. Halimbawa, ang higher-order modulation mahimo mapabilin sa nighttime kon ang loads mas light ug ang noise levels mas baba aron mapugos ang data throughput, apan switching sa robust mode sa daytime peak hours sigurado ang reliability sa communication. Table 1 list sa tulo ka commonly used modulation schemes sa HPLC systems samtang ang ilang technical characteristics, providing reference sa field parameter configuration.

Table 1 Technical Characteristics Comparison of Common Modulation Methods for HPLC

2.2 Maong Device nga Intelligente sa Pagsulay sa Phase
Ang prinsipyo sa maong device nga intelligente sa pagsulay sa phase mao ang pagkuha sa mga three-phase currents ug voltages, pagkalkula sa load imbalance sa real time, ug kon ang imbalance mobohe sa usa ka gihatag nga threshold (tipikong 10%–20%), kontrol sa pag-sulay sa mga loads aron mobalanse ang three-phase loads. Kini nga device gamiton sa dili pa molabaw sa mga transformer zone, espetially sa mga lugar nga adunay dakong single-phase loads.

Sa panahon sa implementasyon:
Unang, ang maong installation location kinahanglan mopili—sama sa branch boxes o sa low-voltage side sa mga distribution transformers—aroon masiguro ang ease of construction ug maintenance.
Pangutana, ang site survey kinahanglan gihapon isagawa aron maintindahan ang load distribution ug makareasonable ang configuration sa switch capacity (tanan Table 2). Sa panahon sa installation ug commissioning phase, ang load simulation tests kinahanglan isagawa aron optimisaha ang control strategy ug protection settings; halimbawa, ang overcurrent protection setting tipikong configure sa 1.2 times sa rated current.
Tatlo, ang operation monitoring system sa transformer zone kinahanglan mapataas aron mahimo ang information exchange ug remote control sa switching device.
Upat, sa panahon sa operation ug maintenance phase, ang preventive tests kinahanglan regular nga isagawa sa switch aron mobati ug mobo ang potential faults sama sa mechanical wear o poor contact, aron masiguro ang safe ug reliable operation. Ania, ang analysis sa load variation trends sa transformer zone kinahanglan regular nga isagawa aron iadjust ang switch’s control logic ug parameter settings kung kinahanglan.

Table 2 Capacity Configuration Reference para sa Smart Switchgear

2.3 Automatic Voltage Regulator sa Low-Voltage Line
Ang basic nga prinsipyo sa automatic voltage regulator sa low-voltage line mao ang pagpamaos sa line voltage ug current sa real time, pagkuha sa mga parametro sama sa line impedance ug power factor, ug automatic adjustment sa position sa transformer tap changer batasan sa deviation, aron mapabilin ang output voltage sa maong acceptable nga range. Kini nga device gamiton kaniadtto sa low-voltage distribution networks, kasagaran sa mga lugar sa end sa lines diin ang voltage mahimong magdako o mobaba.

Unang, kinahanglan ang pagpili og appropriate nga installation location—tulad sa low-voltage side sa distribution transformer o ring main unit—ug isunod ang site survey aron maabtan ang supply radius ug user distribution along the line.
Pangutana, ang capacity sa regulator (tingali Table 3) ug control strategy kinahanglan nimo mapilia. Sa panahon sa installation ug commissioning phase, ang no-load ug load tests kinahanglan nimo gihapon ipatuman aron mapatunayan ang accuracy sa voltage regulation (normal nga required naa sa ±1.5%) ug response time (normal nga dili mogawas sa 30 seconds), same sa validation sa protection functions sama sa overvoltage ug undervoltage.
Tatlo, human sa commissioning, ang comprehensive nga operation management system kinahanglan nimong i-establish, klaro nga gi-define ang requirements para sa inspection, operation, ug maintenance aron sigurado ang safe ug stable nga operation sa regulator. Tumong, kon ang single-phase voltage nag-differe kontinuho sa ±7% sa rated value sa 5 minutes, o kon ang three-phase voltage unbalance mogawas sa 2%, kinahanglan ka agad mopatunay ug action-on sa cause. Ang operational data analysis nagpakita nga ang properly configured nga automatic voltage regulators makakapadako sa compliance rates sa line voltage tali sa 5% hangtod 15%, makakapalubog sa significant nga line losses resultante sa voltage violations.

Table 3 Pilihan nga Reference alang sa Low-Voltage Line Automatic Voltage Regulators

3. Paggamit sa Teknolohiya

3.1 Kasinodnon ug mga Isyu sa Line Loss
Ang Transformer Zone A nahimutang sa downtown area sa usa ka lumulun-og distrito sa lungsod, may radius sa pagsumpli og kuryente nga 1.5 km, nagserbisyo sa 712 ka residente ug 86 ka komersyal nga customers. Ang infrastruktura sa distribusyon sa zone kasagaran nagsama sa usa ka S11-M.RL-400/10 tipo nga distribution transformer nga may rated capacity nga 400 kVA; ang kuwatro ka low-voltage outgoing feeders—duha may JKLGYJ-120 mm² conductors ug apat may JKLGYJ-70 mm² conductors—may average line length nga 510 metros per circuit; daghan pa, adunay upat ka HXGN-12 ring main units ug 18 ka low-voltage integrated distribution cabinets.

Sa katapusan nga mga tuig, tungod sa lokal nga pagbag-o sa lungsod ug pagdako sa mga komersyal nga establishments, ang load sa kining transformer zone nagpakita og patulobon nga pagdako. Tumong, sa 2018, ang peak load nakarating sa 285 kW, ang pagkonsumo sa kuryente nakasabot og 7.6% year-on-year, apan ang line loss rate gitawag nga asa ka 9.7%, labi na gihapon sa management target nga 6.5% sa sama nga panahon.

Ang on-site inspections mibisog sa mga sumala nga key issues:

• Dili maayo ang contact sa connection points sa distribution transformer ug lines mibuto sa localized heating ug additional losses;

• Uneven three-phase load distribution, ang pinakadako nga imbalance nakarating sa 18.2%;

• Unauthorized wiring ug electricity theft sa ilang mga users;

• Aging metering devices may measurement errors nga lisud sa ±5%.

Ang tanan niini mibuto sa persistently high line losses sa zone, naghatag og severe governance challenge.

3.2 Paghimo og Teknolohiya ug Implementasyon
Arangkada sa line loss issues sa Transformer Zone A, ang comprehensive solution nga nagintegro sa HPLC communication, intelligent phase-switching switches, ug automatic voltage regulators gi-implementar human sa thorough evaluation.

Primer, ang HPLC couplers ug communication modules gibutang sa low-voltage side sa transformer, ug ang corresponding equipment gibutang sa bawhong branch box ug user meter, gitukod ang high-speed power line carrier communication network nga nag-cover sa entire transformer zone. Kini nga network naghatag og real-time monitoring sa operational status, kasagaran ang voltage, current, power sa busbars ug branches, ug ang critical indicators sama sa temperature sa equipment ug harmonic distortion. Ang operation ug maintenance personnel mahimong mogamit sa anomalies. Mas, ang high-accuracy energy metering data naghatag og solid support alang sa line loss analysis ug management.

Segundo, ang six intelligent phase-switching switch units (rated for a maximum operating current of 250 A) gibutang sa major branch boxes ug key load locations. Kini nga mga switches continuous measured three-phase current imbalance ug automatically redistributed loads when imbalance exceeded 15%, effectively balancing the three phases. Field tests confirmed that switching actions were completed within 30 ms, with smooth transitions causing no disruption to users. Three months after commissioning, the three-phase imbalance in the zone decreased from 18.2% to 6.5%, and the line loss rate dropped by 1.7%.

Tertio, arangkada sa voltage violations sa end sa lines, ang 200 kVA intelligent voltage regulator gibutang 710 meters away from the transformer. The regulator accepts an input voltage range of 210–430 V and maintains an output of 220 V ±2%. It automatically adjusts its turns ratio based on real-time voltage measurements at the line end, keeping terminal voltage consistently within the acceptable range. Since commissioning, the regulator has responded quickly through various load peaks and valleys, raising the voltage compliance rate at nine key monitoring points from 87% to over 98.5%.

Through a closed-loop management approach of “monitoring–control–optimization,” these measures have significantly improved the line loss performance of Transformer Zone A, achieving an estimated annual energy saving of approximately 120,000 kWh, with notable economic benefits. A comparison of key indicators is shown in Table 4.

Table 4 Key Index Comparison of Area A Before and After Comprehensive Governance

Sa implementasyon nga aktwal, ang mga sumusunod nga puntos usab kini dapat mahimong maobserbahan:
Unang, ang kaugalingong pag-configure sa reliabilidad sa komunikasyon sa HPLC, lakas sa transmision, channel coding, ug uban pang mga parametro dapat masayran gamit ang espesipikong kondisyon sa area sa transformer; kon kinahanglan, ang mga paraan sa relay mahimong gamiton aron mapalihok ang distansya sa komunikasyon.
Pangaduha, ang timing ug interlock logic sa operasyon sa phase-switching switch dapat masayran gamit ang atensyon aron malikayan ang sobra o mali nga paglihok—tumong, ang switch mahimong ipag-configure nga mogamit lamang kon ang imbalance adunay 15% ug nagpuyo sa 3 minuto.
Pangatulo, ang maayo nga pagpili ug capacity configuration sa voltage regulator dapat adunay usa ka certain margin aron malikayan ang paborito nga pag-adjust nga makapukaw sa mechanical wear; referiha sa Table 5 alang sa guidelines sa pagpili ug configuration sa automatic voltage regulator.

Table 5 Model Selection Reference for Automatic Voltage Regulators

Gitod, ang usa ka high-quality nga operasyon ug maintenance team usab nakauban sa dako nga importansya aron masiguro ang long-term nga stable nga operasyon sa sistema. Ang pagpadayon nga pagpuno sa mga pangutana sa aktwal, ang pagpili ug pag-optimize sa teknikal nga solusyon batas lokal nga kondisyon, ug ang pag-suporta nian sa usa ka sound nga management mechanism mahimong makapahimulos sa continuous nga pag-amping sa line loss governance.

4.Konklusyon
Ang line loss management sa low-voltage transformer zones labi na importante alang sa pag-amping sa kalidad sa power supply ug economic efficiency, ug ang paggamit sa smart grid technologies naghatag og matigasa nga suporta niining bahin. Sa praktikal nga trabaho, ang mga teknolohiya sama sa HPLC (High-Speed Power Line Communication), intelligent phase-switching switch devices, ug low-voltage line automatic voltage regulators naging key nga focus sa research ug implementation. Pinaagi niini, mahimo ang real-time monitoring sa operating conditions sa transformer zone, dynamic balancing sa three-phase loads, ug precise regulation sa terminal voltage.

Pinaagi sa pagkuha og Transformer Zone A sa usa ka county town isip ehenpilo, human sa comprehensive nga remediation, ang line loss rate gikurason gikan sa 9.7% ngadto sa 6.1%, ug ang voltage compliance rate gikurason ngadto sa 11.5%, nailhan sa significant nga economic ug social benefits.

Gayom, adunay kasagaran nga areas nga gibutangan sa pag-amping sa kasagaran nga aplikasyon sa teknolohiya—tumong, ang pag-amping sa communication anti-interference capabilities ug pag-refine sa equipment self-adaptive control strategies. Ang pagpanaw, ang focus kinahanglan moadto ha integrated design ug coordinated control sa intelligent devices, ug deeper exploration sa line loss prediction models batas big data ug artificial intelligence. Kasagaran, ang pag-amping sa technical training alang sa operation ug maintenance personnel essential aron masiguro ang system’s long-term nga stable nga operasyon. Kini nga mga pamaagi mahimong maghatag og mas efficient ug sustainable nga solusyon alang sa line loss management sa low-voltage transformer zones.