Txertxoko bideratzaile-zoneren galduko lerroen kudeaketan teknologiako sarrerako aplikazioa

Txarrena batekiko banaketa sarearen osagai garrantzitsuenetako bat diren tensio baxuko banaketa eremuetan (aurrerantzean "tensio baxuko transformadore zonak" bezala izendatuko ditugu) sarrerako enpresa elektrikoen benefizio ekonomikoak eta amaierako erabiltzaileentzako indar elektrikoaren kalitatea zerrenda galerei esker doaz dira. Hala ere, tradizionalen hainbat lanbide-deskribapen metodoek zehaztasuna eta ekoizpenaldian arazo evidenteak dituzte. Kontextu honetan, smart grid teknologien aplikazioak lineako galereen kudeaketarako soluzio berriak eskaintzen dizkie. Teknologia aurreratuekin, lineako galereen kudeaketaren zehaztasuna hobetu daiteke, bai eta energia erreserketa eta emisio gutxiago lortzeko helburuak sustatu daitezke, elektrizitate industrian garapen onen baten aldetik ikusita.

1.Tensio baxuko transformadore zonetan oinarritutako galereen arazoak
Tensio baxuko transformadore zonetan oinarritutako galereen arazoak teknikoko galereen eta kudeaketako galereen bi motara banatzen dira. Teknikoko galereak maquinarien galere orokorretatik eta lanbide-deskribapenean duten murrizketetatik datorrenak dira—adibidez, transformadoreen fierro eta konplexuen galereak eta lerroaren ilarrazko galereak. Adibidez, tensio baxuko banaketa lerro tipiko bat hartuta, ilarra sekzio-batukoa 50 mm² bada eta karga-geiak 200 A luzeasunean, lerro kilometro bakoitzeko galerea hurbil 4 kW izango da.

Baldin eta ilarra sekzio-batukoa 70 mm²ra igotzen badu baldintza bereberetan, galera 30% inguruan jaitsi daiteke. Bestalde, kudeaketako galereak adierazpen akatsen, elektrizitate-hurtadunen edo kudeamendu eta mantentze okerraren ondorioz sortzen dira. Adibidez, mekanikoak diren elektrizitate-kontadore tradizionalen zehaztasuna karga txikietan bakarrik 85% inguru dago, askoz urrun geratzen dago smart kontadoreen baino, horiek 99% baino gehiago dituztelarik. Gainera, tres fasetako desegulotasuna lineako galereen handitzean eragin handia du; baldin eta transformadore zonetik tres fasetako korronte desegulotasuna 15% gainditzen badu, galere-tasa 2%tik 5%ra igoko da. Arazo hauek daude, horrek adierazten du eskuzko egiaztapen bakarra ez dela nahikoa kudeamendu zehatzeko beharrezkoa izan daitekeela, eta metodo inteligenteak beharrezkoak dira gobernuaren ekoizpena hobetzeko.

2.Tensio baxuko transformadore zonetan oinarritutako galereen kudeamendura aplikatutako smart grid teknologiak

2.1 HPLC (High-Speed Power Line Communication) teknologia
HPLC teknologiaren funtsezko printzipioa da, egoeran dauden tensio baxuko banaketa lerroak komunikazio media gisa erabiltzea, modulatutako signal altuen frekuentsiekin power lineen gainean kopplaketa circuituen bidez, datu transmitapen abiadura handira heltzeko. Teknologia hau, transformadore zonetan oinarritutako lerroen egoeraren monitorizazio errealean, elektrizitate-datu kolektuan, eta erabiltzaileen elektrizitate informazio interakzioan aplikatzen da.

Implementazioan, lehena egin beharrekoa da, transformadore zonetako lerroaren inguruko inspektio bat egin, kanal karakteristikak eta interferentzia mailak ebaluatzeko, horrela carrier frequency optimala (ohikoa 1.7–30 MHz tartean) eta kopplaketa metodoa zehazteko. Ondoren, banaketa transformadorearen tensio baxuko aldean, brankeko kutxetan, eta erabiltzaileen elektrizitate-kontadoretan instalatuko dira kopplatzaile espesifikak eta HPLC komunikazio moduluak, transformadore zonetik zabaltzen den komunikazio sare bat sortzeko. Bereziki, master station sistema bat instalatuko da, goiko aplikazio sistemarekin protocolo konbertsioaren bidez integratzeko.

Lanbide-deskribapenean, egitura eta kalibratze periodikoak egin behar dira, komunikazio signalaren kalitatea monitorizatu, eta anomaliak azkar ebaztu. Adibidez, carrier signalaren atenuazioa 30 dB gainditzen badu edo bit error ratea 1×10⁻⁴ gainditzen badu, lerroaren akatsak edo elektromagnetikoki interferentziak bilatu behar dira. Beharrezkoa bada, transmitapen-indarra (ohikoa –10 dBm eta 30 dBm artean) aldatu edo kopplatzaileak ordezkatu behar dira, sistema estabilizatzeko. 

Komunikazio estabilitatea hobetzeko, HPLC sistemetan normalki modulazio adaptibo esquematik erabili ohi dira, kanalaren kalitatearen arabera modulazio moduak dinamikoki hautatzen dituzte. Modulazio desberdinak datu tasa, soinu-tolerantzia, eta hedapen-erradio desberdinak dituzte, optimizatuta konfiguratzen dira transformadore zonetan oinarritutako kargaren aldaketari eta soinu-egoerari esker. Adibidez, gaitasuna handiagoa duen modulazioa aktibatu daiteke gauerdian, kargak txikiagoak eta soinu-maila txikiagoak direnean, datu throughputa hobetzeko, eta eguerdiaren orekan, konfiantzagarria izan dadin, modu robustora aldatu daiteke. Taula 1 HPLC sistemetan erabiltzen diren modulazio metodo ohikoen hiru daudela eta teknikoko ezaugarriak, eremuko parametroen konfigurazioari buruzko erreferentzia ematen die.

Taula 1 HPLCrako Modulazio Metodo Ohikoen Ezaugarri Teknikoak

2.2 Txertxu inteligente de aldatzea fasean
Txertxu inteligente hauren oinarriko printzipioa hiru fasetako korronteak eta tenperatura elektrikoak neurtzea, karga desorekatua errealpean kalkulatzea eta desorekatuak aurrez ezarritako muga gainditzen denean (ohikoa 10%–20%) kargen aldatzea kontrolatzea da. Gailu hau batez ere transformadore zonaren amaieran aplikatzen da, batez ere karga monofase handi dituzten lekuetan.

Egiteko prozesuan:
Lehenik, instalazio kokapen egokia aukeratu behar da—adibidez, adarr-kaxetan edo banaketa transformadorearen tenbord-tenperatura altxoko aldean—eraikuntza eta mantentze erraztasuna bermatzeko.
Bigarren, inkesta bat egin behar da kargen banaketari buruz ulertzeko eta txertxuaren kapazitatea (Ikusi Taula 2) konfiguratzea arrazoitzat jotzen da. Instalazio eta komisionamenduan, kargen simulazio probak egin behar dira kontrol estrategia eta babesa ezarpenak optimizatzeko; adibidez, gainkorronte babesaren ezarpena ohikoa da kontinua baten 1.2 aldiz.
Hirugarren, transformadore zonaren funtzionamendu monitorizazio sistema hobetu behar da informazio trukea eta distantziako kontrola txertxuarekin ahalbidetzeko.
Laugarren, funtzionamendu eta mantentze anetan, txertxurako preventsio probak egin behar dira mekaniko erosioa edo kontaktu txarra bezalako arriskuak aztertzea eta ebaztea, funtzionamendu seguru eta fidagarria lortzeko. Gehiago, transformadore zonaren kargen aldaketen tendentziak aztertzea beharrezkoa da txertxuaren kontrol logika eta parametro ezarpenak behar bezala aldatzeko.

Taula 2 Txertxu Adimentsuaren Kapazitate Konfigurazio Erreferentzia

2.3 Tension-reguladorea automatikoa batezbesteko linean
Tension-reguladorea automatikoaren oinarrizko printzipioa da lineako tensiona eta intensitatea errealpean neurtzea, linearen impedimentua eta faktore indarreragarria kalkulatzea eta transformagailuaren tapa aldatzailearen kokapena automatikoki egokitzeko desbideratzearen arabera, hala nola, irteera-tensiona onartgarri den tartean mantentzeko. Gailu hau batezbesteko banaketa sareetan, zehazki, lineen amaieran, non tensiona gehiegi altu edo baxu bihurtzen den, aplikatzen da.

Lehenik, instalazio-kokalekua egokia aukeratu behar da—adibidez, banaketako transformagailuaren alde batezbestekoa edo unitate biribilaren aldean—and siteko ikuskizuna egin behar da linean dagoen hornitzaile-erradioa eta erabiltzaileen banaketa ulertzeko.
Bigarren, reguladorearen kapasitatea (Ikusi Taula 3) eta kontrol-strategia zehaztu behar dira. Instalazio eta konfigurazio fasean, karga gabe eta kargarekin egin behar dira probak, tension-regulazio-zehaztasuna (ohikoa ±1.5% izan), erantzun-denbora (ohikoa ez da 30 segundo baino gehiago) eta baita gain-tension eta gutxi-tension babesa funtzioak ere egiaztatzeko.
Hirugarren, konfiguratuta, operazio-gestion sistema orokorra sortu behar da, inspektio, erabilera eta mantentze eskaintzen dituzten eskariak argi adieraziz, hala nola, reguladorearen funtzionamendu segurua eta estandarra bermatzeko. Adibidez, baldin eta fasa bakarreko tension bat 5 minutu osotan %7 baino gehiago desbideratzen badu balio osoarekin, edo fasa hiruretan tension-desberdintasuna %2 baino handiagoa bada, arrazoia azkar aurkitu eta neurriak hartu behar dira. Erabilera datuen analisia adierazten du konfigurazio egokiak duten tension-reguladore automatikoak lineako tensionen betetze maila 5%tik 15%ra hobetu dezakeela, hala nola, tension-lanbideak okertzen dituzten lineako galderak askoz murriztu.

Taula 3 Tension-reguladore automatiko batezbesteko linearako hautapen erreferentzia

3.Teknologia Aplikazioa

3.1 Kasuaren Oinarria eta Lerro Galtzerdi Arazoak
Trasformadore Zona A zentro historiko batean kokatuta dago, 1,5 kmko erabili-eskaintza erradioarekin, 712 etxeko kliente eta 86 negozio-kliente atendatzen dituena. Zonen banaketa infraestruktura nagusia S11-M.RL-400/10 motako banaketa trasformadore bat da, bere kapasitate mugatua 400 kVA; sei tenperatura ulteriorra irteera—bi JKLGYJ-120 mm² kondukatzaileekin eta lau JKLGYJ-70 mm² kondukatzaileekin—bakoitzaren batazbesteko lerro luzera 510 metrokoa; gehienbat, HXGN-12 erloju unitateen biruloak 4 eta 18 tenperatura ulteriorra integrazio koferetxoak dira.

Urte batzuetan, hiri zati horretan egindako aldaketak eta kontsumo komertzialaren hedapenagatik, trasformadore zonako karga jarraiturik handitu egin da. Adibidez, 2018ean, pikeko karga 285 kWra heltzen da, elektrizitate-kontsumoa urtean 7,6% gehitzen duela, baina lerro galtzerdi maila 9,7%ra heldu da, hainbat urteko 6,5%ko kudeaketa helburuaz askoz geroago.

Testuinguru-inspektaketak ondoren, honako arazo nagusiak aurkitu dira:

• Banaketa trasformadorearen eta lerroen konektatze puntuetako kontaktu txarrak lokalki ehunartea eta galderaldi gehigarriak sortzen dituzte;

• Hiru fasetako kargaren banaketa ez oso uniformea, desegulutasun handiena 18,2%ra heltzen da;

• Zenbait erabiltzaileen kanpo linealari eta elektrizitate-harremana ilegala;

• Zaharkitako neurtze gailuek ±5% baino handiagoak diren neurtze akatsak.

Aldi beranduago, faktore hauek kolektiboki zonako lerro galtzerdi altuak mantentzen dituzte, gobernu-erronka serioa sortzen dutenak.

3.2 Teknologiaren Hautapena eta Exekuzioa
Trasformadore Zona Ako lerro galtzerdi arazoak ebazteko, HPLC komunikazioko, intelektual fase aldatzeko sakelarren eta automatikoki tensio-regulatzaileentzako soluzio orokorra ebaluazio osagarriaren ostean exekutatu da.

Lehenik, HPLC koppler eta komunikazio moduluen instalazioa egin da trasformadorearen tenperatura ulteriorraren aldean, eta garrantzitsuak diren materialak instalatu dira har dezakeen beste edozein kutxa adierazle eta erabiltzaile-neurtzailean, trasformadore zonako osoa barne hartzen duen abiadura handiko lineako portzaile komunikazio sarea sortzeko. Sarea honek lan egite egoeraren monitorizazio erreala ahalbidetu du, barruan geratzen diren tensioa, intensitatea, indar elektrikoa, tresna-temperatura eta harmonikoen distorsio garrantzitsuen indikadoreak barne hartuz. Horrela, operazio eta mantentze pertsonalek anomaliak azkar detektu ditzakete. Gehienbat, neurketu-zehatzeko datuak lerro galtzerdi analisi eta kudeakuntza laguntza solida ematen diote.

Bigarren, sei intelektual fase aldatzeko sakelarrek (intentsitate lan egite maximoa 250 A) instalatu dira sakelarre nagusietan eta karga garrantzitsu puntuetan. Sakelarrek hiru faseko intentsitate desegulutasuna neurtzen dute jarraitu eta desegulutasuna 15% baino handiago denean kargak automatikoki banatzen dituzte, hiru faseak uniformeki mantentzen dituztenak. Testu praktikoak balioztatu dute sakelarre-aldaketak 30 ms baino gutxiagoan amaitzen direla, trantsizio arrunta erabiltzaileentzat ez duelako eraginik. Hiru hilabetetan, zonako hiru faseko desegulutasuna 18,2%tik 6,5%ra jaisten da, eta lerro galtzerdi maila 1,7% behera jaitsita.

Hirugarren, lerroen amaieran gertatzen diren tensio-ilegalizazioak ebazteko, 200 kVAko intelektual tensio-regulatzaile bat instalatu da trasformadoretik 710 metroetara. Regulatzaileak 210–430 V arteko sarrera-tensio maila onartzen du eta 220 V ±2% irteera mantentzen du. Linearen amaieran egin diren neurketu errealean oinarrituta bere espiralaren arrazoia automatikoki aldatzen du, amaierako tensioa beti balio onartuaren barruan mantentzen duena. Instalatutik aurrera, regulatzaileak erantzun azkarra egin du karga pike eta kolpe guztietan, bihamar neurketu puntu garrantzitsuenetan tensio-legalizazio maila 87%tik 98,5% baino gora joan da.

“Monitorizazioa–kontrola–optimizazioa” deituko den iturri-iturriko kudeaketa estilo baten bidez, neurri hauek Trasformadore Zona Ako lerro galtzerdi prestazioa oso handitzen dituzte, urteko 120.000 kWh inguru gordailu estimatua lortuz, ekonomikoki oso interesgarria. Taula 4an erakusten dira Trasformadore Zona Ako kudeaketa orokorraren aurretik eta ondoren oinarri-indikadore nagusiak alderatuta.

Taula 4 Trasformadore Zona Ako Kudeaketa Orokorraren Aurretik eta Ondoren Oinarri-Indikadore Nagusiak Alderatuta

Erabilitakoaren aplikazioan, honako puntu hauek ere kontuan hartu behar dira:
Lehenik eta behin, HPLC komunikazioaren fiabletasuna, transmititze-indarra, kanal-enkodaketa eta beste parametro asko konfiguratzen behar dira transformator-zonalaren egoerari dagozkion aldetan; kasu beharrezkoa bada, errelay metodoak erabil daitezke komunikazio-distantzia luzatzeko.
Bigarren, fase-aldaketarako iturriko aktibazio-denbora eta blokeo-logika zuzen ezarri behar dira, batez ere exzesibo edo okerroso aktibazioekin saihesteko—adibidez, iturriko aktibazioa soilik exekutatuko litzateke desorekatzeak 15% baino gehiago iritsi eta 3 minutu igaro badira.
Hirugarren, tensio-reguladorearen hautapena eta kapasitate-konfigurazioa, zehazki marjina bat dituen moduan egiten behar da, mekaniko usaina saihesteko; automatikoki tensio-reguladoreak hautatzeko eta konfiguratzeko osagarri gida Taula 5ean ikus daiteke.

Taula 5 Automatikoki Tensio-Reguladoreen Aukeraketa Erreferentzia

Gainera, kalitate handiko ekintza eta mantentze-taldea ere oso garrantzitsu da sistemaaren epe luzezko egituratuaren bidezkoa. Bakarrik behar bezain laster konparatuz, teknikari soluzioak lokalizazioaren arabera hautatuta eta hobetuta, eta hobe garatutako kudeaketarako mekanismoen laguntzan, lineako galderako gobernantzaren hobekuntza jarraitua lortu daiteke.

4.Konklusioa
Lineako galderen kudeaketa tensio baxuko transformadore-zonetan oso garrantzitsua da kontsumo-kalitatearen eta ekonomiaren efizientziaren hobekuntzarako, eta smart grid teknologien erabilera honek laguntza sendoa ematen du. Lan praktikan, HPLC (High-Speed Power Line Communication), inteligentea fase-aldaketarako aktibadoreak, eta tensio baxuko lineako automatikoki tensio-regulatzaileak ikertu eta aplikatu direla agertzen dira. Teknologi horiek transformadore-zonen egoeraren monitorizazio erreala, kolpeen tres phasen balantze dinamikoa, eta terminalaren tensiorako doinu erregulazioa lortzeko aukera ematen dute.

Adibide bat izanda, kontzeptu batzuekin, biztanle-batzuetan, lineako galdera ehunekoak 9.7%tik 6.1%ra jaitsi dira, eta tensio-konformitateko ehunekoak 11.5% igotu dira, ekonomiko eta sozialki onuragarriak lortuz.

Hala ere, teknologia aplikazioaren egoeran oraindik hobetzea beharrezkoa da—adibidez, komunikazioen interferentziei kontra duten ahalmenak hobetzea eta gailuen kontrol strategien hobetzea. Lehenik eta behin, zailtasunak integrazioa eta koordinazioa inteligente gailuen artean, eta datu handien eta adimen artifizialaren gainean oinarritutako lineako galderen aurreikustea aztertu behar dira. Gehiago, ekintza eta mantentze-taldeari teknikari formakuntza eman behar da sistemaaren epe luzezko egituratuaren bidezkoa. Neurriz horietan, lineako galderen kudeaketa tensio baxuko transformadore-zonetarako soluzio efiziente eta berrogeeneroak lor daitezke.