יישום של מפרקי חשמל חדשים על עמודים בתחנות הידרואלקטריות קטנות במחוזות הרריים

ההידרואלקטריקות הקטנות מתייחסת לתחנות כוח עם קיבולת מותקנת של פחות מ-50,000 kV. אינטגרציה של הידרואלקטריקות קטנות לרשת התפוצה משנה את הטופולוגיה של המערכת וכיוון זרימת החשמל. בספרות נדונה והוערכה את האתגרים ברגולציה של אזורים עשירים בהידרואלקטריקות קטנות, נחקרו אסטרטגיות חיבור מחדש עבור קווי רשת תפוצה עם הידרואלקטריקות קטנות, ונעשתה הצעה לנתק אוטומטי חדש לסיכונים להידרואלקטריקות קטנות.

​1 מצב ההידרואלקטריקות הקטנות באזורים הרריים​
השטח הכולל הוא 45,385 קמ"ר, כאשר טופוגרפיה הררית מהווה 98.3% מהאזור. ישנם 58 תחנות הידרואלקטריקות קטנות עם קיבולת מותקנת כוללת של 41.45 MW, רובן בעלות קיבולת מותקנת מתחת ל-1 MW. תחנות אלה מפוזרות באופן רחב ומחלות מהתנאים לקשרי תקשורת לקויים.

בשל גילן, תחנות אלה משתמשות בעיקר בציוד הבקרה מכני וחסרות אמצעי אוטומציה. מרבית המונים בשער הם מונים פולסיים, המסתמכים על קריאה ידנית ללא יכולת העברת נתונים מרוחקת. אמצעי הגנה ושילוב חסרים חיבורים תקשורתיים, מה שדורש דיווח ידני של נתוני פעולה למתכננים באמצעות טלפון.

הקווי 10 kV של תחנות המרת 35 kV של הרשת פעילים לעתים קרובות במצב מעורב שבו הידרואלקטריקות קטנות ואנרגיה מצריכה קיימות יחד. הצד בעל הלחץ הגבוה של הממריא הראשי של התחנה משתמש במפעלי נפילת גלאי, שהם פשוטים בנושאים ומחוברים לקווי החיבור של 10 kV באמצעות חיבורי T.

​2 ניתוח בעיות​
​2.1 השפעה על הפעלת אמצעי בקרה אוטומטית לקו​
ברשתות תפוצה פעילות, לאחר שבריח המתג במוצא תחנת המרת נפלט, תחנות הידרואלקטריקות קטנות עשויות להמשיך לספק אנרגיה לנקודת התקלה, מה שמפריע לכיבוי התקלה ומעלים את הסיכוי להצלחת חיבור מחדש. אם משאבים של אנרגיה מבוזרת (DERs) נשארים מחוברים במהלך חיבור מחדש, עשוי להתרחש חיבור לא סינכרוני, מה שיכול לגרום לזרמים חזקים שיכולים לגרום לכישלון בחיבור מחדש ולפגוע ביחידות הידרואלקטריקות קטנות.

חלק מהתחנות המחוברות לרשת ב-10 kV חסרות הגנה לנתק תחת לחץ נמוך הן עבור הגנה על קו החיבור שלהן והן עבור הגנה על הגנרטור, מה שלא עומד בדרישות הפעילות של הרשת. זה משפיע בצורה חמורה על אספקת החשמל בטוחה ומאמינה של הרשת ועל תוחלת החיים של הגנרטורים.

כאשר מתרחשת תקלה בנתיב החיבור של תחנת הידרואלקטריקה קטנה, הגנרטור אינו מתנתק במהירות לאחר שהצד המערכת מנקה את התקלה. זה עשוי להוביל לחיבור מחדש לא סינכרוני לאחר פעולה של חיבור מחדש של הקו של הצד המערכת, מה שמנע מהחיבור מחדש של הצד המערכת להפעיל ולהביא לשיבושים בלתי נחוצים באספקת החשמל למשתמשי הממריא הציבורי, מה שגורם להשפעה חברתית שלילית משמעותית.

לכן, כאשר מתרחשת תקלה בנתיב החיבור, אי יכולת הגנרטור להתנתק במהירות משפיעה בצורה חמורה על אספקת החשמל בטוחה ומאמינה של הרשת ויוצרת אפשרות לחיבור מחדש לא סינכרוני.

​2.2 העברת מידע מתכנן חלקית​
על בסיס סקרים בשטח, רוב תחנות ההידרואלקטריקות הקטנות ממוקמות באזורים הרריים, רחוק מתחנות המרת המרכזיות של הרשת. התקנת כבלים אופטיים מוקדשים דרך יערות תהיה יקרה ולא אמינה. עדכון ציוד אוטומציה והעברת נתונים דרך רשתות אלחוט פרטיות מאובטחות לאחר הערכה של אבטחת מידע גם דורש השקעה משמעותית. בנוסף, מרבית תחנות ההידרואלקטריקות הקטנות בעלות קיבולת מוגבלת ורווחי ייצור חשמל נמוכים, מה שמפחית את המוטיבציה שלהם לעדכונים. מגבלות ערוץ תקשורת מביאות להעברת מידע חלקי למרכז המתכנן.

עם זאת, אי יכולת להעביר נתונים תפעוליים בזמן אמת למרכז המתכנן האזורי משפיעה על ניתוח הרשת של המתכננים ובמימוניות של הממריאים של 10 kV בקווי חיבור. הממשק המתכנן יהיה חייב לפעול באופן עיוור לתחנות הידרואלקטריקות הקטנות למשך זמן רב, מה שמדגדג את הפעילות הבטוחה של הרשת האזורית.

​3 פתרונות​
​3.1 סקירת הפתרונות​
כדי להשיג מעקב ורכישה נתונים יעילה עבור יחידות הידרואלקטריקות קטנות ולחזק את הבטיחות והאמינות של הרשת, מוחלפים הגלאים הנופלים בלחץ גבוה של הממריא הראשי במפסקים וקואם מספקים עם חיישנים אלקטרוניים מדויקים. הם מותקנים עם טרמינלים אוטומטיים לקו (FTUs) המאפשרים תקשורת מרוחקת, מדידה, בקרה ופונקציות ניתוק אוטומטי כדי לאסוף נתונים בנקודת החיבור של 10 kV וסטטוס המפסקים.

המונים הפולסים הקיימים בשער מוחלפים במונים חשמל אלקטרונים רב-תכליתיים של שלושה פאזה כדי לאסוף נתונים תפעוליים מהיחידות הגנרטוריות, שמועברים ל-FTU דרך אוטובוס שדה. ה-FTU מצויד במודול הצפנה אנכי דו-כרטיסי. הנתונים מוצפנים באופן מאובטח ומועלים למערכת המתכנן האזורית המאוחדת דרך ערוץ רשת אלחוט ציבורית מוקדש עם כיסוי אות חזק.

כאשר התקלה בקו החיבור גורמת למפסק המוצא של תחנת המרת לנפילת בריח, הגנה על אובדן מתח ב-FTU מופעלת, ומפסק המוט מופעל כדי לנתק את תחנת ההידרואלקטריקה הקטנה מהרשת. סינכרון מחדש וחיבור מחדש מתרחשים לאחר שחזור אספקת החשמל.

​3.2 חבילת ציוד אוטומציה דיגיטלית​
חבילת האוטומציה הדיגיטלית כוללת מפסקים מוטות מסוג ZW32, מפסקים מבודדים משני הצדדים, מתחים חשמליים, ו-FTUs דיגיטליים. יחידת המפסק משלבת שלושה חיישנים אלקטרוניים משולבים (EVCT) ויחידה דיגיטלית מקומית (ADMU).

המבנה הכללי הוא קומפקטי וקל משקל, מה שמאפשר התקנה和服务结束，以下是翻译的希伯来语文本：

המבנה הכללי הוא קומפקטי וקל משקל, מה שמאפשר התקנה ותחזוקה קלות. בהשוואה לתוכנות מעקב אינטליגנטיות מסורתיות של ציוד Freund, מערכת זו מאפשרת לתוכנה המעקב לקבל נתונים תפעוליים מערכות הפעלה של 32 יחידות. היא מרכזת בו זמנית את גודל הקבצים מתמונות מצלמה ומעקב אחר הפעילות הנורמלית של תוכנות Freund (חבילות קטנות, חבילות פס, חסרים בארגז, Freund חמשת הגלגלים), כולל מידע על פעולות דחייה. התוכנה מעבירה:

• נתונים של תמונות דחייה לקונסולת הבקרה.
• כל נתוני התמונה לקונסולת הבקרה.
• כל נתוני הסטטיסטיקה (כולל מותג, תאריך, זמן, מידע על היחידות וכו') לקונסולת הבקרה.

באמצעות שרת האינטרנט הפנימי של המפעל, כאשר תוכנות מעקב Freund מפיקות נתונים של מידע תקלה, הם מועברים לשרת, ומשתתפים באלרמות במקום באמצעות שרת האינטרנט הפנימי של המפעל. מידע תקלה מודיע גם דרך טרמינלים של מחשבים ומוביילים. בעיות כגון תקלה בתוכנה, ניתוק מצלמה, כשל במצלמה לתפיסה, כשל ב-Freund חיפוש מקומות, כשל בקבלת תמונות פגומים, וכשל במכשירי דחייה מפעילה תצוגה בקופצים ב借口结束了，以下是翻译的希伯来语文本：

המבנה הכללי הוא קומפקטי וקל משקל, מה שמאפשר התקנה ותחזוקה קלות. בהשוואה לתוכנות מעקב אינטליגנטיות מסורתיות של ציוד Freund, מערכת זו מאפשרת לתוכנה המעקב לקבל נתונים תפעוליים מערכות הפעלה של 32 יחידות. היא מרכזת בו זמנית את גודל הקבצים מתמונות מצלמה ומעקב אחר הפעילות הנורמלית של תוכנות Freund (חבילות קטנות, חבילות פס, חסרים בארגז, Freund חמשת הגלגלים), כולל מידע על פעולות דחייה. התוכנה מעבירה:

• נתונים של תמונות דחייה לקונסולת הבקרה.
• כל נתוני התמונה לקונסולת הבקרה.
• כל נתוני הסטטיסטיקה (כולל מותג, תאריך, זמן, מידע על היחידות וכו') לקונסולת הבקרה.

באמצעות שרת האינטרנט הפנימי של המפעל, כאשר תוכנות מעקב Freund מפיקות נתונים של מידע תקלה, הם מועברים לשרת, ומשתתפים באלרמות במקום באמצעות שרת האינטרנט הפנימי של המפעל. מידע תקלה מודיע גם דרך טרמינלים של מחשבים ומוביילים. בעיות כגון תקלה בתוכנה, ניתוק מצלמה, כשל במצלמה לתפיסה, כשל ב-Freund חיפוש מקומות, כשל בקבלת תמונות פגומים, וכשל במכשירי דחייה מפעילה תצוגה בקופצים בקונסולת המחשב והנייד. הדף של האלרמה מציג מידע על תקלה, מיקום, זמן התרחשות והרשומות הטיפול.

​3.3 יישום שליטה מוקדמת באיכות המוצר​
באמצעות ניתוח נתוני Freund, מופעלת אזהרה מוקדמת כאשר מספר החבילות פגומות עולה מעל סף או שיש תדירות חריגה של פגמים. פונקציית האזהרה באיכות מפעילה את צוות ההגנה לבצע תיקונים או תיקונים בחלקים רלוונטיים של הציוד העיקרי לייצור, ובכך מונעת את הפגמים באיכות ומונעת הידרדרות.

נתונים ממכשירי Freund קטנים, מכשירי Freund חמשת הגלגלים, מכשירי Freund חסרים בארגז, ומכשירי Freund חבילות פס מנתחים בהתאם למידע על שם תמונה של פגם (כולל זמן התרחשות, כמות מוצרים פגומים, ומיקום המצלמה שבה נמצא הפגם). מופעלת אזהרה על פגם המוצר כאשר מספר הפגמים עולה מעל סף האזהרה.

באמצעות ניתוח הזמן והכמות של מוצרים פגומים, ניתן לנתח סטטיסטית את תדירות הפגמים לאורך זמן ואת מגמות ארוכות טווח. זה מספק בסיס לניהול הערכה של הציוד, מפעיל אזהרות מוקדמות לצוות ההגנה לבצע התאמות, ומשפר את ניהול ההגנה המדעית.

​3.4 ניהול מרכזי של מצב המכשירים Freund​
צוות ניהול הייצור (אנשי איכות תהליך, מנהלי ציוד) משתמש במערכת המעקב כדי להשוות ולנתח בצורה מרכזית את מצב הפעילות של מכשירי Freund ומצבי פגמים של מוצרים, ובכך להשיג ניהול מרכזי של מצב המכשירים Freund. מערכת המעקב של מכשירי Freund יכולה להציג מצב פעולה בזמן אמת, מגמות פגמים באיכות, וניתוח סטטיסטי של נתונים היסטוריים לכל המכשירי Freund במפעל, מה שמאפשר ניהול מרכזי אחיד לכל הציוד במפעל.

רשומות תקלה היסטוריות מקיפות יכולות לנתח את החלק של היחידות פגומות, סוגי תקלות, ציוד פגום, וזמן שיא של תקלות. מופעל ניהול תחזוקה מתוכנן עבור יחידות, סוגי תקלות וציוד עם תקלות תכופות למנוע מקרי תקלה.

​4 סיכום​
לסיכום, מערכת Freund במפעל סיגריות דורשת מעקב מקוון בזמן אמת כדי לוודא מעקב אחר מצב הפעילות של מכשירי Freund, ומספקת אזהרות ומיקום תקלות. זה מפחית את הפגמים במהלך הייצור של חבילות סיגריות, מוודא תפעול חלק בייצור, ומגביר את יעילות הייצור.