Aplikazzjoni ta' Teknoloġiji tal-Grid Smart fil-Gestjoni tal-Loss ta' Kurrent f'Zones ta' Transformers ta' Bajtal-Kurrent

Bħala komponent essenzjali tal-netwerk tad-distribuzzjoni, l-àrees tad-distribuzzjoni ta' voltagġ bass (mexxej wara bħal "zonet ta' trasformaturi ta' voltagġ bass") jaffettwaw direttament il-benefiċċji ekonomiċi tas-silġ tas-silġ elektriku u l-qualità tal-konsum tal-elettricitaj għall-utenti finali permezz tal-problemi ta' perdita tal-linja. Imma, l-aċċessijiet tradizzjonali ta' manigġament għandhom limitazzjonij ċariss fil-preċiżjoni u l-effiċjenza. F'din il-kontest, l-applikazzjoni tat-teknoloġiji tal-grid smart tprovdi soluzzjonij ġodda għal manigġament ta' perdita tal-linja. Permezz tal-introduzzjoni ta' mezzi tekniki avvanzati, mhux biss isir possibli li sseffettwa inbesserament effektiv fil-livell ta' raffinement tal-manigġament ta' perdita tal-linja, imma anke ssostenghu l-obiettivi ta' konservazzjoni tal-enerġija u żminjament ta' emizzjonij, li huma ta' importanza għoli ħafna għal promozzjoni ta' dwejjar ta' għoljien fi s-settur tas-silġ.

1.Problemi ta' Perdita tal-Linja f'Zonet ta' Trasformaturi ta' Voltagġ Bass
I problemi ta' perdita tal-linja f'zonet ta' trasformaturi ta' voltagġ bass huma prinċipalment klassifikati bħala perditi tekniki u perditi ta' manigġament. Il-perditi tekniki jmissnu minn perditi inerenti tal-eqwuipment u limiti operattivi - pereżempju, il-perditi ta' ferro u rami f'trasformaturi u l-perditi ta' potenza mkausati mill-resistenza tal-linja. Jekk nikkunsidraw linja tipika ta' distribuzzjoni ta' voltagġ bass, meta l-area tas-sezzjoni tal-konduċtur hi 50 mm² u l-korrent tal-carigo jillumta lil 200 A, il-perdita ta' potenza għal kull kilometru tal-linja tkun approssimativament 4 kW.

Meta l-area tas-sezzjoni tal-konduċtur tiżdied lil 70 mm² fid-kondizzjonij stess, il-perdita tistgħal tiżdied b'30%. Il-perditi ta' manigġament, inkontu, huma sovent mkausati minn erori ta' misurazzjoni, furterija tal-elettricitaj, jew operazzjoni u manutenzjoni mhux korretta. Pereżempju, l-akku rat ta' preċiżjoni ta' kontaturi elettriku mekanici tradizzjonali fl-istat ta' karigħ xih, hija biss 85%, ta' qisgħa minn dak tal-kontaturi smart, li jiġi superat 99%. B'assosjazzjoni, l-imballanċ tal-faz trej jistgħu jiżdiedu sostanzjalment il-perditi tal-linja; jekk l-imballanċ tal-kurrent tal-faz trej f'zona ta' trasformaturi jillumta lill-15%, l-rapport ta' perdita tal-linja se jiżdied bejn 2% u 5%. L-esistenza ta' dawn il-problemi tindika li l-inspezzjoni manwali waħda qatt ma tista' tkun suffiċjenti għal l-ebbieġi ta' manigġament raffinat, u metodi intelliġenti huma urgenti biex jiżdiedu l-effiċjenza tal-governanż.

2.Teknoloġiji tal-Grid Smart Applikati fl-Manigġament ta' Perdita tal-Linja f'Zonet ta' Trasformaturi ta' Voltagġ Bass

2.1 Teknoloġija HPLC (High-Speed Power Line Communication)
Il-prinċipju fundamentali tal-teknoloġija HPLC hu l-użu tal-linji ta' distribuzzjoni ta' voltagġ bass esistenti bħala media ta' komunikazzjoni, bil-modulazzjoni ta' segnali ad alta frequenza fuq il-linji tal-potenza permezz ta' sirkiti ta' koppliment biex isir possibli it-tifdal ta' data ad alta velocità. Din it-teknoloġija tapplikata prinċipalment f'skenarij bħal monitoraġġ real-time tal-kundizzjonij operattivi tal-linja f'zonet ta' trasformaturi, kolezzjoni ta' data ta' enerġija elettrika, u interaġiment tal-informazzjoni tal-konsum tal-elettricitaj tal-utent.

Fl-implementazzjoni, il-pass primar hu l-esplorazzjoni tal-mogħdija tal-linja tal-zona ta' trasformaturi biex tagħmel valurazzjoni tal-karatteristiċi tal-kanal u l-livell ta' interferenza, biex tiddetermina l-frekwenza tal-porteur ottimali (tipikament bejn 1.7–30 MHz) u l-metodu ta' koppliment. Wara, jinsablu koppli u moduli ta' komunikazzjoni HPLC fis-silġ ta' voltagġ bass tal-trasformatur ta' distribuzzjoni, kasij tal-rami, u kontaturi tal-elettricitaj tal-utent biex isir possibli l-istabbilizzazzjoni ta' rete ta' komunikazzjoni transzona. Fis-silġ stess, jsir deplojat sistema ta' master station sabiex isir integrazzjoni seamless mal-sistemi ta' applikazzjoni superjuri permezz ta' konverżjoni ta' protokolli.

Fase tal-operazzjoni u manutenzjoni, għandhom ikunu eseguiti inspezzjonij u kalibrar regolari tal-eqwuipment, monitorar la qualità tal-segnali ta' komunikazzjoni, u affrontar immediatament qualsiasi anomalija. Pereżempju, jekk l'attenuazzjoni tal-segnali ta' porteur supera 30 dB jew l'errore bit rate supera 1×10⁻⁴, għandhum tkun investigati possibili difetti tal-linja jew sorgenti ta' interferenza elettromagnetika. Meta necessarju, għandha tkun ajustata l-potenza ta' trasmissjoni (tipikament bejn –10 dBm u 30 dBm) jew isirraddizzjonalment koppli biex isir assicurata l-operazzjoni stabbili tas-sistema. 

Biex isir possibli l-inbesserament tal-stabilità tal-komunikazzjoni, is-sistemi HPLC solitamente adottu skemi ta' modulazzjoni adaptattivi, selezzjonando dinamicament modi ta' modulazzjoni permezz tal-kwalità tal-kanal. Differenzi skemi ta' modulazzjoni fit-taxxa ta' data, resistenza tal-rumur, u ampiezza ta' copertura, richiedu konfigurazzjoni ottimizzata permezz tal-fluttuazzjonij tal-carigo u livell tal-rumur f'zona ta' trasformaturi. Pereżempju, modulazzjoni ta' ordni ħafi u sejrin jistgħu tkunu attivati ftit tal-lejl meta l-carigi huma iktar levi u l-livell tal-rumur hu inferjur biex isir possibli l-inbesserament ta' throughput ta' data, mentri fl-ore ta' punta tan-nhar isir possibli l-switching għal modalità robusta biex isir assicurata l-affidabilità tal-komunikazzjoni. Tavola 1 elenka tri skemi ta' modulazzjoni komuni f'sistemi HPLC kun l-karatteristiċi tekniki tagħhom, providend referenza għal konfigurazzjoni ta' parametri ta' field.

Tavola 1 Konfront tal-Karatteristiċi Tekniki ta' Metodi ta' Modulazzjoni Komuni għal HPLC

2.2 Dispożitiv Awtomatiku ta' Kambi tal-Fażi
Il-prinċipju tal-dispożitiv awtomatiku ta' kambi tal-fażi huwa li jimmisura l-akurrenti u l-voltiġġi tat-tliet fażijiet, jikkelkula l-imbażil tal-karġa fit-tagħlim, u meta l-imbażil jiġi superat is-sogħġġa predefinita (tipikament bejn 10%–20%), jagħti direzzjonijiet għal kambi tal-karġa biex jiġi reblanċjat il-karġa tal-tliet fażijiet. Dan id-dispożitiv jiġi applikat waħran fil-parti finali tal-zones tal-transformatur, speċjalment f’l-areji b’karġa unifażija moxxa.

Waqt it-talbien:
L-ewwel, għandu tkun selezzjonata posta ġusta għall-installazzjoni – b’mod eżempjar fil-kaxxi tal-rami jew fuq is-silġ tas-sottan tal-transformatur – biex tiżguradili l-eżegwibilità u l-manutenzjoni.
Tnejn, għandu tkun miftuħa studju tal-post biex tinfetaħ il-distribuzzjoni tal-karġa u tkun konfigurata rasonabilment kapasità tad-dispożitiv (ara Tavola 2). Waqt fazi tal-installazzjoni u tal-konfigurazzjoni, għandhom tkun iftuh test tas-simulazzjoni tal-karġa biex toptimizzaw it-strategija ta’ kontroll u s-setting tal-protezzjoni; pereżempju, il-setting tal-protezzjoni mill-akurrenti sovrastanti huwa tipikament konfigurat b’1.2 darba l-akurrent nominali.
Tliet, għandu tkun potenzjata s-sistema ta’ monitoraġġ tal-operazzjoni tal-zone tal-transformatur biex timmaterializza scambju ta’ informazzjoni u kontrol remot mal-dispożitiv tad-deċiżjoni.
Raba’, waqt fazi tal-operazzjoni u manutenzjoni, għandhum tkun iftuh regolarment test preventivi fuq id-dispożitiv biex jidentifikaw u jindirizzaw potenzjalment difetti bħal l-usajjar mekaniku jew il-kontatt moxxa, bl-iskop li tiżguradili l-operazzjoni sigura u fidwa. Fittex ukoll analizz ta’ trendi tal-varjazzjoni tal-karġa tal-zone tal-transformatur biex jinkisebu l-logika ta’ kontroll u s-setting tal-parametri tad-dispożitiv skond il-necessita.

Tavola 2 Referenza għal Konfigurazzjoni tal-Kapasità għal Switchgear Smart

2.3 Regolatur Automatiku tal-Volttagġ għal Lini ta' Volttagġ Baxx
Il-prinċipju bażiku tal-regolatur automatiku tal-volttagġ għal lini ta' volttagġ baxx huwa li jimmisur il-volttagġ u t-taliens tal-linja fi tempo reali, jiġi kalkulat parametri kif huma l-impediment tal-linja u l-fattur tal-potenza, u jagħmel regolazzjoni awtomatika tal-pożizzjoni tal-kammi tal-trasformatur in base lil devjazzjoni, sabiex ikkonservja l-volttagġ tal-output f'ranġ akċessabbli. Din id-dispożitiv hija applikata preponderantement f'reti ta' distribuzzjoni ta' volttagġ baxx, speċjalment f'zones fil-aħħar tal-linji fejn il-volttagġ solfissa jkun eċċessivament alt jew baxx.

L-ewwel, għandu tkun selezzjonat post installazzjoni opportunu—kif issib fit-tara ta' baxx tal-trasformatur ta' distribuzzjoni jew unità ta' anell prinċipali—andir is-sit biex tiftakkar ir-radju ta' fornitur u t-distribuzzjoni tal-utenti lung il-linja.
Tieni, għandu tkun determinati l-kapaċità tal-regolatur (ara Tavola 3) u l-strategija ta' kontrlu. Durante l-installazzjoni u l-kommissjonar, għandhom tkun effettwati provi ta' xejn u ta' karigg sabiex tiverifikaw l-assiguratà tal-regolazzjoni tal-volttagġ (tipikament rikjestgħa li tkun f'ranġ ta' ±1.5%) u t-tiempi ta' risposta (normalment mhux ikollox jiġi superat 30 sekondi), kif ukoll biex tivalidaw funzjonijiet ta' protezzjoni kif huma l-overvoltage u l-undervoltage.
Tlet, wara l-kommissjonar, għandu tkun stabilit sistema komprendevel ta' manġament operattiv, bl-identifikazzjoni chiara tal-rilevanza għall-inspezzjonijiet, l-operazzjoni, u l-manutenzjoni sabiex tasekura l-operazzjoni sagra u stabili tal-regolatur. Pereżempju, jekk volttagġ ta' fasa waħda jkun kontinwament devjanti barra mill-±7% tal-valur nominati għal 5 minuti, jew jekk l-imballanċ tal-volttagġ tat-tliet fasijiet ikun fuq il-2%, għandu ssir identifikata l-għażla u ssir miżuri ta' korezzjoni. L-analiżi tad-data tal-operazzjoni turi li l-regolaturi automatiku tal-volttagġ konfigurati saħħa jistgħu j żdiedu l-assiguratà tal-volttagġ tal-linja b'5% sa 15%, bi riddutt drastic tal-perdi ta' linja causata mill-infringimenti tal-volttagġ.

Tavola 3 Referenzi ta' Selezzjoni għal Regolaturi Automatiku tal-Volttagġ għal Linji ta' Volttagġ Baxx

3.Aplikazzjoni tal-Teknoloġija

3.1 Kontest Kliemat u Problemi ta' Perdita tal-Linja
L-Area tal-Transformer A hija sitwata fid-downtown tal-belt vecja, b'radju ta' forniture tal-enerġija ta' 1.5 km, servizzant 712 klijenti reżidenti u 86 klijenti komċerċjali. L-infrastruttura ta' distribuzzjoni tal-zona inkludiviwa waħda transformer ta' distribuzzjoni S11-M.RL-400/10 b'kapasità nominata ta' 400 kVA; sitt feeders ta' low-voltage—żewġ bl-konduċturi JKLGYJ-120 mm² u erbgħa bl-konduċturi JKLGYJ-70 mm²—b'medja ta' 510 metri ta' linja għal kull circuit; fuq il-għalb, kellha erbgħa unitajiet HXGN-12 ring main u 18 armadi ta' distribuzzjoni integrati ta' low-voltage.

Fl-aħħar snin, minħabba l-irnexxun urban lokali u l-mixja ta' establimenti komċerċjali, il-kożta fl-area tal-transformer daħħalt kontinwament. Pereżempju, fl-2018, il-kożta ta' peak ragġunġiet 285 kW, kunsum tal-enerġija zidet b'7.6% sewwa sewwa, imma rata ta' perdita tal-linja kienu ta' 9.7%, qishom mhux miskin is-silġa ta' gestjoni ta' 6.5% għad-dawl tal-istess perjodu.

L-ispezzjonijiet fuq is-sit wasslu l-problemi segwenti:

• Kuntatt ħalih fil-punti ta' konnessjoni tat-transformer ta' distribuzzjoni u l-linja li kkażaw tis-silġa lokali u x-xejjet addizzjonali;

• Distribuzzjoni mhux ugwal ta' tri-faċi, bil-maksimum ta' disimballanġ tar-reġistra 18.2%;

• Kablaggio mhux autorizzat u furterija tal-enerġija minn xi utenti;

• Dispozitivi ta' misuragg vecji b'erruri ta' misuragg li żidew ±5%.

Dawn il-fatturi kollha għamru għal perditi ta' linja persistenti f'l-areal, biex jkunu sfida serja ta' gestjoni.

3.2 Selezzjoni u Implementazzjoni tal-Teknoloġija
Biex jindirizzaw il-problemi ta' perdita tal-linja f'l-Area tal-Transformer A, soluzzjoni komplessiva li integraw komunikazzjoni HPLC, swicci tal-intelligenti ta' phase-switching, u regolaturi awtomatiku tal-volttagġ implementat wara valurazzjoni approfondita.

Liġen, koppli HPLC u moduli ta' komunikazzjoni installati fuq is-silġa ta' low-voltage tal-transformer, u l-equipament korrispondenti deplojati f'kull box tal-branch u meter tal-utent, stabbilita reti ta' komunikazzjoni ta' carrier ta' linja tal-enerġija ta' high-speed li kivvrapa l-areal kollu tal-transformer. Din ir-reti permise monitoraġġ real-time ta' status operattivi, inkluż volttagġ, kurrent, potenza fuq busbars u branches, kif ukoll indikaturi kritici kif temperatura tal-equipament u distorzjoni armonika. Il-personal ta' operazzjonijiet u manutenzjoni ikun jistgħu jidhru anomali promptament. Fuq il-għalb, id-data ta' misuragg tal-enerġija ta' high-accuracy fornissera support solidu għall-analiżi u gestjoni ta' perdita tal-linja.

Tieni, sitt unitajiet ta' swicci ta' intelligenti ta' phase-switching (rata maxima ta' kurrent ta' operazzjoni ta' 250 A) installati f'box tal-branch prinċipali u posti klienti importanti. Dawn is-swicci misuraw disimballanġ ta' tri-faċi kontinwament u redistribuwaw automatikament il-kożti meta l-disimballanġ iżommex 15%, effettivament bilanċjaw it-tri faċi. Iktarjar testi konfermaw li l-azzjonijiet ta' switching kienu magħmla fi 30 ms, b'transizzjonijiet sovrani li ma kafu l-utenti. Tliet xahar wara l-installazzjoni, il-disimballanġ ta' tri-faċi f'l-areal inqas mill-18.2% sal-6.5%, u rata ta' perdita tal-linja inqas b'1.7%.

Tlet, biex jindirizzaw violazzjonijiet ta' volttagġ fis-silġa, regolatur ta' volttagġ intelligenti ta' 200 kVA installat 710 metri mill-transformer. Il-regolatur jikketti range ta' input ta' volttagġ ta' 210–430 V u jiġi mmaintjeni output ta' 220 V ±2%. Jadjusta automaticament ir-ratio ta' turnsu basiwar misurazzjonijiet ta' volttagġ real-time fis-silġa, jikkopji lil terminali ta' volttagġ konsistenti ftit tas-silġa akċessibbli. Minn dak li kkummissjonat, il-regolatur responsa veloċi skont varjazzjonijiet diversi ta' kożta, raffa l-assuredza ta' volttagġ f'nine punti ta' monitoraġġ importanti mill-87% sal-98.5% u għal barra.

Tramit l-approċċ ta' gestjoni ta' "monitoraġġ–kontroll–ottimizzazzjoni," dawn il-misuri mhux biss għammru l-prestazzjoni ta' perdita tal-linja f'l-Area tal-Transformer A, imma wkoll raggiungew saving ta' enerġija annwi ta' approssimativament 120,000 kWh, b'benefiċċji ekonomi notevoli. Komparazzjoni ta' indikaturi importanti hija mostrata fit-Tavola 4.

Tavola 4 Komparazzjoni ta' Indikaturi Kliemat tal-Area A Qabel u Wara l-Governanza Komplessiva

Fl-implementazzjoni effettiva, is-sigħat li jmissu hawn taħt għandhom jiġu osservati:
L-ewwel, dwar ir-reliablezza tal-komunikazzjoni HPLC, l-potenza tas-silġ, il-kodifikar tar-rwol u l-oqgor in-necessarju għandhom jiġu konfigurati f’mod raġonevoli skond il-kondizzjonijiet speċifika tas-sedda tal-transformator; jekk neċessarju, is-sistemi tad-dawl wara l-aħħar jistgħu jiġu użati biex jiżdiedu t-taqsim tal-komunikazzjoni.
It-tnejn, it-timing u r-razionali tal-operazzjonijiet tal-switch tal-mixta tal-fas għandhom jiġu settjati b’dinja, biex jiġu ivvitaw l-azzjonijiet ta’ switch eċċessivi jew erratini – pereżempju, is-switċ jista’ jiġi konfigurat biex jagħmel azzjoni tikka l-inbilanċija tkun aktar minn 15% u tagħmil 3 minuti.
Tal-ġmiem, is-scelta u t-tas-silġ tal-regulator tal-voltiġġ għandhom jiġu determinati b’mod ċorrect, inkluż certa margen biex jiġu iktarbut il-modifikazzjonijiet mekanika tat-talb; referi lil Tabella 5 għal direttivi dwar is-scelta u t-tas-silġ tal-automatic voltage regulator.

Tabella 5 Referenza għall-Selezzjoni tal-Model ta’ Automatic Voltage Regulators

Fuqishom, l-ġumma ta’ operazzjoni u manutenzjoni ta’ kwalità huwa wkoll importanti biex jingħata l-operazzjoni stabbli għal tlettax-xhur tas-sistema. Biss billi tkun qariża mal-bisogna reali, b’scelta u ottimizzazzjoni tas-soluzzjonijiet tekniki skond il-kundizzjonijiet lokali, u sustinuta mill-mekanizmi tad-dministrazzjoni sovrastanti, tista’ tikseb il-migliorament kontinwu fl-ammirana tal-perdita tal-linja.

4. Konklussjoni
L-ammirana tal-perdita tal-linja fil-zones ta’ transformaturi ta’ baż-volti hija ta’ importanza kbira biex timprova l-qualità tal-fornitura tal-enerġija u l-effiċjenza ekonomika, u l-applikazzjoni tat-teknoloġiji tal-grid smart qed tgħaddi appoġġ vjalenti f’din l-istanza. Fl-avvukat prattiku, tecnoloġiji kif l-HPLC (High-Speed Power Line Communication), dispożitivi switċ tal-fażi intelligenti, u regolaturi awtomatiċi tal-volti tal-linja ta’ baż-volti sebħu l-punti ġewwieni tal-istudju u l-implementazzjoni. Meħtieg dawn it-teknoloġiji, tista’ tiġi realizzata l-osservazzjoni real-time tal-kondizzjonijiet operattivi tal-zone tal-transformatur, l-bilanciġġ dinamiku tal-karriġi tri-fażi, u r-regolazzjoni preċiża tal-volti terminali.

Bħal esempju, meta nikkunsidraw il-Zona tal-Transformatur A fi ċertu paġna ta’ bandiera, wara r-remedja komprensiva, l-assajju tal-perdita tal-linja inqas minn 9.7% għal 6.1%, u l-konformità tal-volti saret azzjentat b’11.5%, waqqfu benefiċċji ekonomiċi u soċjali sostanzjali.

Iwa, għal dawn il-kazijiet, għandhom ikunu aħjar fit-talbija attuali tat-teknoloġija – pereżempju, iż-żidul tal-kapaċità anti-interferenzi tal-komunikazzjoni u l-aħdarezza tal-strategiji tal-kontroll auto-adaptivi tad-dispożitiv. L-għada, l-attenzjoni għaddejx tieħu suġġett għall-progettar integratu u l-kontroll koordinat tad-dispożitiv smart, u l-esplorazzjoni akkura tal-modelli tal-prevediment tal-perdita tal-linja bsedati fuq id-data kbira u l-artificial intelligence. Fittex ukoll, l-iż żid tal-formazzjoni teknika tal-personal tal-operazzjoni u manutenzjoni huwa essenzjali biex jingħata l-operazzjoni stabbli għal tlettax-xhur tas-sistema. Dawn il-misuri huma li jiġibu soluzzjonijiet aktar effiċjenti u sostenibbli għall-ammirana tal-perdita tal-linja fil-zones ta’ transformaturi ta’ baż-volti.