Apliko de inteligentaj reto-teknologioj en la administro de liniperdoj en malaltvoltagecaj transformilo-zonoj

Kiel esenca komponanto de la distribua reto, malaltenspecaj distribuaj areoj (ĉiujare nomitaj "malaltensaj transformatoraj zonoj") tuje influas la ekonomiajn rezultojn de provizaj entreprenoj kiel ankaŭ la elektrokonsuman kaliton por finaj uzantoj per siaj liniperdoj. Tamen tradiciaj administradaj metodoj havas evidentajn mankojn en precizeco kiel efikeco. En tiu ĉi situacio, la apliko de inteligentaj retpartoj provizas novajn solvojn por administrado de liniperdoj. Per enkonduko de antaŭeniraj teknikaj rimedoj ne nur povas pliboniĝi efike la detaliga nivelo de liniperda administrado sed ankaŭ subteni celojn pri energi-ŝparo kiel emisio-malpliigo, kio estas tre grava por promotebla altnivela disvolviĝo en la elektrospeca industri.

1. Liniperdaj problemoj en malaltensaj transformatoraj zonoj
Liniperdaj problemoj en malaltensaj transformatoraj zonoj estas plejparte dividitaj en teknikajn perdokategoriojn kiel administratajn perdokategoriojn. Teknikaj perdokategorioj devenas el apartenantaj ekipaĵperdoj kiel funkci-limigoj—ekzemple feraj kiel kopraj perdokategorioj en transformiloj kiel elektra potencoperdoj kaŭzitaj de linirezisto. Prenante tipan malaltensan distribulonon kiel ekzemplon, kiam la konduktila transversa surfaco estas 50 mm² kiel la ŝarĝa fluo atingas 200 A, la potencoperdo po kilometro da linio estas proksimume 4 kW.

Kiam la konduktila transversa surfaco pligrandiĝas al 70 mm² samkondicie, la perdo povas malkreski je proksimume 30%. Administrataj perdokategorioj inverse ofte okazas pro mezureraroj, ŝtelita elektra energio aŭ neprofesia funkcio kiel prizorgado. Ekzemple, la mezurprecizeco de tradiciaj mekanikaj elektraj mezuriloj dum malfortaj ŝarĝoj estas nur proksimume 85%, multe pli malalta ol tiu de inteligentaj mezuriloj, kiuj superas 99%. Aldone, trifaza malekvilibro povas grave pligrandigi liniperdojn; se la trifaza fluo neegaleco en transformatora zono superas 15%, la liniperda indico plialtiĝos je 2% ĝis 5%. La ekzisto de ĉi tiuj problemoj montras ke sola mana inspektado jam ne plu povas plenumi postulojn de detala administrado, kio postulas urĝe inteligentajn metodojn por plibonigi regan efikecon.

2. Inteligentaj retpartoteknologioj aplikitaj en liniperda administrado de malaltensaj transformatoraj zonoj

2.1 HPLC (High-Speed Power Line Communication) Technology
La fundamenta principo de HPLC-teknologio estas uzi jam ekzistantajn malaltensajn distribuliniojn kiel komunikajn medion, kunligante alte frekvence modulitajn signalojn sur povaĵliniojn tra kunligaj cirkvitoj por atingi rapidan datumsendadon. Ĉi tiu teknologio ĉefe uzatas en scenaroj kiel realtempa monitoringo de linifunkciaj kondiĉoj en transformatoraj zonoj, kolekto de elektra energidatumoj kiel interago de uzantaj elektraenergiaj informoj.

Dum plenumo, unue necesas fari terenan enketon pri la linia medio de la transformatora zono por taksadi kanalajn ecojn kiel interferajn nivelojn, tiel difini optimuman portantan frekvencion (tipa inter 1,7–30 MHz) kiel kunligan metodon. Poste dediĉitajn kunligilojn kiel HPLC-komunikajn modulojn instalas je la malaltensa flanko de la distributransformilo, branĉkesto kiel uzantaj elektraenergimezuriloj por formi komunikacian reton tra la tuta transformatora zono. Samtempe instaliĝas mastrastacia sistemo por senprobleme integriĝi kun supraj apliksistemoj tra protokolakonvertado.

Dum la funkcia kiel prizorga fazo, devas regule inspekti kiel kalibri equipaĵojn, monitori komunikacian signalan kaliton, kiel rapide solvi ajnan neregulecon. Ekzemple, se portanta signalatenuo superas 30 dB aŭ la bitera erara indico altiĝas pli ol 1×10⁻⁴, necesas esplori linierilatojn aŭ elektromagnetajn interferfontojn. Se necese, devas adapti sendan povon (tipa inter –10 dBm ĝis 30 dBm) aŭ anstataŭi kunligilojn por certigi stabilan funkciadon de la sistemo. 

Por plibonigi komunikacian stabilecon, HPLC-sistemoj kutime uzas adapteblajn moduladskemojn, dinamike elektante moduladajn ilojn bazite sur kanala kalito. Malsamaj moduladskemoj varias en datuma rapideco, bruorezisto kiel amplekso da atingo, do postulas optimuman agordadon laŭ ŝarĝofluktuoj kiel bruokondiĉoj en la transformatora zono. Ekzemple, pli alta ordajn moduladojn povas aktivigi nokte, kiam ŝarĝoj estas pli malfortaj kiel bruo-niveloj pli malaltaj, por plibonigi datumtranspason, dum ŝanĝo al fortika reĝimo dum tagaj pinto-horoj certigu komunikacian fidindecon. Tabelo 1 listas tri kutime uzatajn moduladskemojn en HPLC-sistemoj kune kun iliaj teknikaj ecoj, provizante referencon por terenaj parametroj.

Tabelo 1 Komparo de teknikaj ecoj de kutimaj moduladmetodoj por HPLC

2.2 Intelekta fazŝanĝa ŝaltilo
La principo de la intelekta fazŝanĝa ŝaltilo estas mezuri tri-fazajn kurentojn kaj voltajojn, kalkuli la lastatempe neekvilibran ŝarĝon, kaj kiam la malsimetrio superas antaŭfiksitan limon (ĝenerale 10%–20%), kontroli la ŝanĝadon de ŝarĝoj por reekvilibri la tri-fazajn ŝarĝojn. Ĉi tiu aparato ĉefe aplikatas je la fino de transformilo-zonoj, speciale en areoj kun forta unufaza ŝarĝo.

Dum realigo:
Unue, devas elekti konvenan montlokon — ekzemple, ĉe branĉ-kutioj aŭ je la malalta tensioflanko de distribu-transformiloj — por certigi facilecon de konstruo kaj matroĉo.
Dua, devas farigi lokplorkurson por kompreni la ŝarĝ-distribuon kaj racie konfiguri la kapablon de la ŝaltilo (vidu Tabulon 2). Dum la montado kaj prizorgado, oni devas efektivigi simul-testojn de ŝarĝo por optimizi la regan strategion kaj protektajn agordojn; ekzemple, la supra kurta protekto estas ĝenerale agordita al 1.2 fojoj de la nominala kuro.
Tria, oni devas potenciigi la operacian monitoran sistemon de la transformilo-zono por ebligi informan interŝanĝon kaj malproksiman kontrolon kun la ŝaltilo.
Kvara, dum la operacio kaj matroĉo, oni devas regulare efektivigi preventivajn testojn sur la ŝaltilo por tempe detekti kaj solvi potencialajn defektojn, kiel mekanika usurado aŭ malbona kontaktado, por garantii sekuran kaj fidindan funkcion. Aldone, oni devas periodike analizi la ŝarĝ-variaĵtendencojn de la transformilo-zono por adapti la regan logikon kaj parametro-agordojn de la ŝaltilo laŭ bezono.

Tabulo 2 Referenco por Kapabla Konfiguro de Intelcta Ŝalt-aparato

2.3 Bajvola Linia Aŭtomata Tensionregulilo
La baza principo de la bajvola linia aŭtomata tensionregulilo estas kontinua mezurado de la linia tensio kaj kuranto, kalkulado de parametroj kiel linia rezisteco kaj efikecfaktoro, kaj aŭtomata ajusto de la pozicio de la transformila stekŝanĝilo laŭ la devio, por teni la eldonan tension en akceptebla amplekso. Ĉi tiu aparato ĉefe aplikatas en bajvolaj distribuaj retoj, speciale en areoj je la fino de linioj, kie la tensio tendencas iĝi tro alta aŭ malalta.

Unue, oni devas elekti konvenan instalamon—kiel la bajvola flanko de distribua transformilo aŭ ringa ĉefbloko—and faru lokan esploron por kompreni la provizadon de radiuso kaj uzantdistribuon laŭ la linio.
Dua, oni devas difini la regulilokapablecon (vidu Tablon 3) kaj kontrolstrategion. Dum la instalaĵo kaj komisionigo, oni devas fari senlasta kaj lasta testojn por kontroli la akuratecon de la tensionregulo (ĝenerale postulas esti en ±1.5%) kaj respondotempon (ĝenerale ne plu ol 30 sekundoj), same validigu protektfunkciojn kiel supertensio kaj subtensio.
Tria, post la komisionigo, oni devas starigi kompletan operacian administradsistemon, klare difinante postulojn por inspektado, operacio, kaj matenado por garantii la sekuran kaj stabilan funkcion de la regulilo. Ekzemple, se unufaza tensio daŭre devias pli ol ±7% de la nominata valoro dum 5 minutoj, aŭ se la tri-faza tensiobalanco superas 2%, oni devas rapide identigi la kaŭzon kaj preni korigajn mesaĝojn. Operaciadatena analizo montras, ke propraperformitaj aŭtomataj tensionreguliloj povas plibonori la linian tensionkonformecratenon je 5% ĝis 15%, signife malpliigante linian perdon kaŭzitan de tensiodevioj.

Tablo 3 Elektoreferenco por Bajvola Linia Aŭtomata Tensionreguliloj

3. Teknologia Apliko

3.1 Kazo Konteksto kaj Liniaj Perdoj
Transforma Zono A situas en la centro de malnova urba distrikto, kun elektrosupply radiuso de 1,5 km, servante 712 loĝantajn klientojn kaj 86 komercajn klientojn. La distribua infrastrukturo de la zono ĉefe inkluzivas unu S11-M.RL-400/10 tipo distribuan transformilon kun nombrita kapablo de 400 kVA; ses malaltvoltaj eliroj—du kun JKLGYJ-120 mm² kondukiloj kaj kvar kun JKLGYJ-70 mm² kondukiloj—kun meza linia longo de 510 metroj por ĉiu cirkvito; plie, estas kvar HXGN-12 ringmaj unuoj kaj 18 malaltvoltage integrigaj distribuaj ŝrankoj.

En lastaj jaroj, pro lokaj urbaj renovigoj kaj vastiĝo de komercaj etablajoj, la ŝarĝo en tiu transforma zono montris daŭran kreskon. Ekzemple, en 2018, la pika ŝarĝo atingis 285 kW, kun elektra konsumado pligrandiganta je 7,6% jare, tamen la linia perda rilatumo estis alta je 9,7%, signife super la administrada celo de 6,5% dum la sama periodo.

Surlokaj inspektadoj malkovris la sekvajn ĉefajn problemojn:

• Malbona kontakto ĉe konektaj punktoj de la distribua transformilo kaj linioj kaŭzis lokan varmigon kaj aldonaĵperdojn;

• Neevena tri-faza ŝarĝodistribuo, kun maksimuma disbalanco atinganta 18,2%;

• Neautorisitaj konduktadoj kaj elektra furto fare de certaj uzantoj;

• Aĝantaj mezuriloj kun mezuraj eraroj super ±5%.

Ĉi tiuj faktoroj kolektive kontribuis al persiste alta linia perdo en la zono, kreante severan regantan provon.

3.2 Selektado kaj Realigo de Teknologio
Por solvi la liniajn perdojn en Transforma Zono A, post grava evalvo, estis realigita kompleksa solvo integri HPLC-komunikon, inteligentajn fazŝanĝadswitches, kaj aŭtomatajn voltregulilojn.

Unue, HPLC-kuploj kaj komunikaj moduloj estis instalitaj sur la malalta-volta flanko de la transformilo, kaj respektiva aparataro estis disponebla je ĉiu branĉa skatolo kaj uzanto-mezurilo, starigante rapidan potvicon transportlinian komunikneton kovrantan la tutan transformzonon. Tiu reto ebligis realtempan monitoradon de operacia stato, inkluzive de voltaĝo, kuranto, potenco sur busbaroj kaj branĉoj, same kiel klavaj indikiloj kiel aparata varmo kaj harmona distordo. Operaciantaj kaj mantenaj personuloj povis tial pruntimige detektadi anomaliojn. Krome, la alta-prizorga energmezurdata provizis solidan subtenon por linia perdanalizo kaj administro.

Duaj, ses inteligentaj fazŝanĝadswitch-unuoj (nombrigitaj por maksimuma operaca kuranto de 250 A) estis instalitaj je ĉefaj branĉaj skatoloj kaj klavaj ŝarĝlokacioj. Tiuj switcheroj kontinuas mezuri tri-fazan kuranton disbalancan kaj aŭtomate redistribuas ŝarĝojn kiam disbalanco superas 15%, efektive balancigante la tri fazojn. Tereno testoj konfirmis ke switchaktadoj estis finitaj ene de 30 ms, kun glataj transiradoj ne interrompantaj uzantojn. Tri monatoj post komisionado, la tri-faza disbalanco en la zono malpliiĝis de 18,2% al 6,5%, kaj la linia perda rilatumo malpliiĝis je 1,7%.

Triaj, por trakti voltajn violecojn je la fino de la linioj, 200 kVA inteligenta voltregulilo estis instalita 710 metroj for de la transformilo. La regulilo akceptas eniga voltan rangon de 210–430 V kaj konservas eldonon de 220 V ±2%. Ĝi aŭtomate regulas sian turnraporton bazitan sur realtempa voltmezurado je la linefino, tenante terminalan voltan konstante ene de la akceptebla rango. Post komisionado, la regulilo respondis rapide tra diversaj ŝarĝaj picoj kaj valoj, altigante la voltan konformecracion je naŭ klavaj kontrolpunktoj de 87% al pli ol 98,5%.

Per fermitcikla administrada proksimo de “monitorado–kontrolo–optimizado,” tiuj mezuroj signife plibonigis la linian perdan performon de Transforma Zono A, atingante estimatan jaran energsavigon de proksimume 120,000 kWh, kun rimarkindaj ekonomiaj profitoj. Komparo de klavaj indikiloj estas montrita en Tablo 4.

Tablo 4 Klavaj Indikiloj de Arealo A Antaŭ kaj Post Kompleksa Administrado

En la efektiva realigo, ankaŭ la jenaj punktoj devas esti notitaj:
Unue, pri la fidobleco de la HPLC-komunikado, la transsenda forto, kanalkodado kaj aliaj parametroj devas esti racione konfiguritaj laŭ la specifaj kondiĉoj de la transforma zono; se necese, povas esti uzitaj relaismetodoj por etendi la komunikadon.
Dua, la tempigado kaj interblokada logiko de la fazŝanĝantaj operacioj devas esti atente agorditaj por eviti troan aŭ eraran ŝaltadon—ekzemple, la ŝalto povas esti agordita por aktivi nur kiam la malbalanco superas 15% kaj daŭras 3 minutojn.
Tria, la ĝusta elektado kaj kapacitakonfiguro de la voltregulilo devas inkluzivi certan margenton por preveni oftan reguladon, kiu povus kaŭzi mekanikan usuradon; vidu Tabelon 5 por gvidlinioj pri la selektado kaj konfiguro de aŭtomataj voltreguliloj.

Tabelo 5 Referenco por Modelselektado de Aŭtomataj Voltreguliloj

Kromeje, alta-kvalitata operaciga kaj mantena teamo estas ankaŭ esenca por garantii la longtempan stabilan funkciadon de la sistemo. Nur per streĉa alineo kun realaj bezonoj, elektado kaj optimigado de teknikaj solvoj laŭ lokaj kondiĉoj, kaj subteno per sana administra mekanismo, povas esti vere atingita daŭra plibonigo en regado de liniaj perdokcifroj.

4.Konkludo
La regado de liniaj perdokcifroj en malaltvolta transformero-zonoj havas grandan signifon por plibonigi la kvaliton de elektra provizado kaj ekonomian efektivemon, kaj la aplikiĝo de inteligenta retega teknologio proponas fortan subtenon en ĉi tiu rilato. En praktika laboro, teknologioj kiel HPLC (High-Speed Power Line Communication), inteligentaj fazŝaltaj aparatoj, kaj malaltvolta liniaj aŭtomataj voltreguliloj iĝis la fokusojn de esploro kaj realigo. Per ĉi tiuj teknologioj, povas esti realigitaj realtempa monitorado de la funkcianta stato de la zono, dinamika ekilibro de tri-fazaj lastaj, kaj akurata regado de finpunkta volto.

Prenante Transformeron Zonon A en certa urbo kiel ekzemplon, post komunuma sanigado, la linia perdokcifro malkreskis de 9,7% al 6,1%, kaj la konformecrango de volto plibonigis je 11,5%, atingante signifajn ekonomian kaj socian profiton.

Tamen, ankoraŭ estas areoj, kiuj bezonas plibonigon en aktuala teknologia aplikiĝo—ekzemple, pluan stiĉigon de komunikada kontraŭinterrompa kapablo kaj perfektigon de aŭtomata kontrolstrategio de aparatoj. Antaŭrigarde, la fokuso devus ŝovi al integrala disegno kaj koordinata kontrolado de inteligentaj aparatoj, kaj pliprofundigan esploron de liniaj perdokcifro-prognozmodeloj bazitaj sur grandaj datumoj kaj artificala inteligenco. Krome, fortigita teknika formado por operaciga kaj mantena personaro estas esenca por garantii la longtempan stabilan funkciadon de la sistemo. Ĉi tiuj mezuroj liveros pli efikajn kaj susteneblajn solvojn por la regado de liniaj perdokcifroj en malaltvolta transformero-zonoj.