Ang Paggamit ng Bagong Pole-Mounted Circuit Breakers sa Mga Maliit na Hydroelectric Power Plant sa mga Bundok

Ang maliit na hidroelektriko tumutukoy sa mga planta ng kuryente na may iisang-instalasyon na kapasidad na mas mababa sa 50,000 kV. Ang integrasyon ng maliit na hidroelektriko sa distribusyon network ay nagbabago sa sistema topolohiya at direksyon ng power flow. Ang literatura ay nagsisiyasat at nagtalakay sa mga hamon sa regulasyon ng mga rehiyon na may maraming maliit na hidroelektriko, inaral ang mga estratehiya ng reclosing para sa mga linya ng distribusyon network na may maliit na hidroelektriko, at inihanda ang isang bagong uri ng automatic safety disconnection device para sa maliit na hidroelektriko.

​1 Kasalukuyang Kalagayan ng Maliit na Hidroelektriko sa Mga Bundok​
Ang kabuuang lugar ay 45,385 km², kung saan ang terreno ng bundok ay umuunlad sa 98.3% ng rehiyon. Mayroong 58 maliit na hidroelektrikong planta na may kabuuang instaladong kapasidad na 41.45 MW, karamihan sa kanila ay may instaladong kapasidad na mas mababa sa 1 MW. Ang mga planta ay malawak na nakalat at may mahirap na kondisyon ng komunikasyon.

Dahil sa kanilang edad, ang mga planta ay pangunahing gumagamit ng mekanikal na kontrol na kagamitan at kulang sa mga aparato ng awtomatikong kontrol. Karamihan sa mga gateway meter ay pulse meters, na umaasa sa manual na pagbasa nang walang kakayahang mag-remote transmission. Ang mga kontrol protection device at synchronization equipment ay kulang sa communication interfaces, kaya kinakailangan ang manual na pag-uulat ng operational data sa mga dispatcher sa pamamagitan ng telepono.

Ang 10 kV lines ng grid's 35 kV substations madalas na gumagana sa isang hybrid mode kung saan ang maliit na hidroelektriko at load consumption ay coexist. Ang high-voltage side ng main transformer ng planta ay gumagamit ng drop-out fuses, na simple sa structure at konektado sa 10 kV grid-connected lines sa pamamagitan ng T-connections.

​2 Analisis ng Problema​
​2.1 Impluwensya sa Pag-activate ng Automatic Control Devices ng Linya​
Sa aktibong distribusyon networks, pagkatapos ng tripping ng substation outlet circuit breaker, ang maliit na hidroelektrikong planta maaaring patuloy na magbigay ng kuryente sa fault point, na naghahambing sa fault arc extinction at pabababa sa success rate ng reclosing. Kung ang distributed energy resources (DERs) ay nananatiling konektado sa panahon ng reclosing, maaaring mangyari ang asynchronous closing, na nagreresulta sa inrush currents na maaaring sanhi ng reclosing failure at pagkasira ng maliit na hidroelektrikong unit.

Ang ilang 10 kV grid-connected power plants ay kulang sa under-voltage disconnection protection para sa kanilang grid-connected line protection at generator protection, na hindi sumasapat sa grid operation requirements. Ito ay malubhang nakakaapekto sa ligtas at maasintas na supply ng kuryente ng grid at operational lifespan ng mga generator.

Kapag may nangyaring fault sa grid-connected channel ng isang maliit na hidroelektrikong planta, ang generator ay hindi mabilis na nag-disconnect pagkatapos na linisin ng system side ang fault. Ito maaaring magresulta sa asynchronous grid reconnection pagkatapos ng system-side line reclosing action, na nagpapahinto sa system-side reclosing na mag-activate at nagdudulot ng hindi kinakailangang brownout sa mga user ng public transformer, na nagiging malaking negatibong social impact.

Kaya, kapag may nangyaring fault sa grid-connected channel, ang hindi mabilis na pag-disconnect ng generator ay malubhang nakakaapekto sa ligtas at maasintas na supply ng kuryente ng grid at maaaring sanhi ng asynchronous grid reconnection.

​2.2 Hindi Kompleto na Transmission ng Dispatch Information​
Batay sa field surveys, karamihan sa maliit na hidroelektrikong planta ay matatagpuan sa mga bundok, malayo sa central substations ng grid. Ang pag-install ng dedicated optical fiber cables sa pamamagitan ng mga kagubatan ay maging mahal at hindi maasintas. Ang pag-upgrade ng automation equipment at pag-transmit ng data sa pamamagitan ng secure wireless private networks pagkatapos ng cybersecurity assessment din nangangailangan ng malaking investment. Bukod dito, karamihan sa maliit na hidroelektrikong planta ay may limitadong capacity at mababang benepisyo sa pag-generate ng kuryente, na binabawasan ang kanilang insentibo para sa upgrade. Ang mga limitasyon sa communication channel ay nagreresulta sa hindi kompleto na information na ipinapadala sa dispatch center.

Gayunpaman, ang hindi pag-transmit ng real-time operational data sa regional dispatch center ay nakakaapekto sa analysis ng mga dispatcher ng grid at reliability ng 10 kV distribution transformers sa grid-connected lines. Ang dispatch platform ay mapipilitang mag-operate nang blind para sa maliit na hidroelektrikong planta sa mahabang panahon, na nagpapahamak sa ligtas na operasyon ng regional grid.

​3 Solusyon​
​3.1 Overview ng Solusyon​
Upang makamit ang epektibong monitoring at data acquisition para sa maliit na hidroelektrikong unit at palakasin ang seguridad at reliability ng grid, ang mga drop-out fuses sa high-voltage side ng main transformers ay pinapalitan ng bagong pole-mounted vacuum circuit breakers na may high-precision electronic sensors. Ito ay kasama ng Feeder Automation Terminals (FTUs) na may remote signaling, telemetry, remote control, at automatic disconnection functions upang makolekta ng data sa 10 kV grid connection point at switch status.

Ang umiiral na gateway pulse meters ay pinapalitan ng three-phase electronic multifunctional energy meters upang makolekta ng operational data mula sa generator units, na itinransmit sa FTU sa pamamagitan ng fieldbus. Ang FTU ay may dual-card communication vertical encryption module. Ang data ay ligtas na encrypted at in-upload sa integrated regional dispatch system sa pamamagitan ng dedicated public wireless network channel na may malakas na signal coverage.

Kapag may nangyaring fault sa grid-connected line na nagdulot ng tripping ng substation outlet switch, ang loss-of-voltage protection ng FTU ay nagsisimula, at ang pole-mounted circuit breaker ay bukas upang idisconnect ang maliit na hidroelektrikong planta mula sa grid. Ang re-synchronization at reconnection ay nangyayari pagkatapos ng restoration ng power supply.

​3.2 Digital Automation Package Equipment​
Ang digital automation package kasama ang ZW32-type pole-mounted circuit breakers, double-sided isolation disconnectors, power voltage transformers, at digital FTUs. Ang circuit breaker unit ay naglalaman ng tatlong combined electronic sensors (EVCT) at local digital unit (ADMU).

Ang kabuuang structure ay compact at lightweight, na nagpapadali sa installation at maintenance. Sa paghahambing sa traditional intelligent via monitoring software ng detection equipment, ang sistema na ito nagbibigay-daan sa monitoring software na makakuha ng operational data mula sa operating systems ng 32 units. Ito ay parehong nakakakuha ng file sizes mula sa camera images at nag-monitor kung ang software ng detection devices (small-package, bar-package, missing-bar-in-carton, five-wheel detection) ay normal na gumagana, kasama ang rejection action information data. Partikular na pagpapahayag:

• Ang software ay nagpapadala ng rejected image data sa console.
• Ang software ay nagpapadala ng lahat ng image data sa console.
• Ang software ay nagpapadala ng lahat ng statistical data (kasama ang brand, date, oras, unit information, etc.) sa console.

Gamit ang factory intranet server, kapag ang monitoring software ng detection equipment ay nag-generate ng fault information data, ito ay ina-transmit sa server, na nag-trigger ng on-site alarms sa pamamagitan ng factory intranet server. Ang fault information data ay ina-alert din nang remote sa pamamagitan ng PC at mobile terminals. Ang mga isyu tulad ng software crashes, camera disconnections, camera failure to capture images, faulty small-package detection sensors, failure to receive defect images, at rejection device malfunctions ay nag-trigger ng warning pop-ups sa PC at mobile interfaces. Ang alarm page ay nagpapakita ng device fault information, lokasyon, oras ng pag-occur, at handling records.

​3.3 Implementasyon ng Product Quality Early Warning Control​
Sa pamamagitan ng pag-analyze ng detection data mula sa equipment, inilalabas ang early warnings kapag ang bilang ng defective cigarette packets ay lumampas sa threshold o abnormal defect frequencies ay nangyari. Ang quality warning function ay nag-aalert sa maintenance personnel na i-adjust o i-repair ang relevant parts ng main production equipment, na agad na nagsasanggalang sa quality defects at nagpapahinto sa pagdeteriorate.

Ang data mula sa small-package detection devices, five-wheel detection devices, missing-bar-in-carton detection devices, at bar-package detection devices ay ina-analyze batay sa quality defect image name information (kasama ang oras ng pag-occur ng defect, bilang ng defective products, at location ng camera kung saan natuklasan ang defect). Inilalabas ang product defect warning kapag ang bilang ng defect ay lumampas sa warning threshold.

Sa pamamagitan ng pag-analyze ng oras at bilang ng defective products, ang frequency ng defects sa isang tiyak na panahon at long-term trends ay maaring istatistikal na i-analyze. Ito ay nagbibigay ng basehan para sa equipment evaluation management, timely alerts sa maintenance personnel para sa adjustments, at nagpapalakas ng scientific maintenance management.

​3.4 Centralized Management ng Detection Equipment Status​
Ang production management personnel (process quality staff, equipment managers) ay gumagamit ng monitoring system upang sentral na ikumpara at i-analyze ang operational status ng detection devices at product defect situations, na nagpapahiwatig ng centralized management ng detection equipment status. Ang detection equipment monitoring system ay maaaring ipakita ang real-time operational status, quality defect trends, at historical data statistical analysis para sa lahat ng detection equipment sa factory, na nagbibigay ng unified centralized management ng lahat ng factory equipment.

Ang comprehensive historical fault records ay maaaring i-analyze ang proporsyon ng faulty units, fault types, faulty equipment, at peak fault times. Ang planned maintenance management ay inilapat sa units, fault types, at equipment na may madalas na failures upang maiwasan ang occurrences.

​4 Conclusion​
Sa kabuoan, ang equipment detection system sa cigarette manufacturing workshop ng isang tobacco factory nangangailangan ng real-time online monitoring upang siguruhin ang operational status ng detection devices ay nasusundan, na nagbibigay ng alarms at fault localization. Ito ay nagbabawas sa production process ng cigarette packets, sinisiguro ang smooth production operations, at nagpapataas ng production efficiency.