Penggunaan Peralatan Pemutus Litar Baru yang Dipasang pada Tiang di Stesen Kuasa Hidro Kecil di Kawasan Pergunungan

Small hydropower merujuk kepada stesen janakuasa dengan kapasiti terpasang unit tunggal kurang daripada 50,000 kV. Penggabungan small hydropower ke dalam rangkaian pengedaran mengubah topologi sistem dan arah aliran kuasa. Literatur telah menganalisis dan membincangkan cabaran dalam mengatur wilayah yang kaya dengan small hydropower, mengkaji strategi reclosing untuk laluan rangkaian pengedaran dengan small hydropower, dan mencadangkan jenis baru peranti pemutusan automatik keselamatan untuk small hydropower.

​1 Status Semasa Small Hydropower di Kawasan Berbukit​
Luas kawasan tersebut adalah 45,385 km², dengan kawasan berbukit mewakili 98.3% daripada wilayah tersebut. Terdapat 58 stesen small hydropower dengan jumlah kapasiti terpasang 41.45 MW, kebanyakan daripada stesen ini mempunyai kapasiti terpasang kurang daripada 1 MW. Stesen-stesen ini tersebar luas dan menghadapi keadaan komunikasi yang buruk.

Oleh kerana usianya, stesen-stesen ini kebanyakannya menggunakan peralatan kawalan mekanikal dan kurang peranti automasi. Kebanyakan meter pintu masuk adalah meter pulsa, bergantung pada bacaan manual tanpa kemampuan transmisi jarak jauh. Peranti kawalan perlindungan dan peralatan penyelarasan kurang antara muka komunikasi, memerlukan pelaporan data operasi secara manual kepada pemandu melalui telefon.

Laluan 10 kV substesyen 35 kV grid sering beroperasi dalam mod hibrid di mana small hydropower dan penggunaan beban wujud bersama. Sisi tekanan tinggi transformator utama stesen menggunakan fusel putus, yang mudah strukturnya dan disambungkan ke laluan grid-terhubung 10 kV melalui sambungan T.

​2 Analisis Masalah​
​2.1 Impak terhadap Pemacuan Automatik Peranti Laluan​
Dalam rangkaian pengedaran aktif, selepas pemutus laluan outlet substesyen berlaku, stesen small hydropower mungkin terus menyediakan tenaga kepada titik rosak, menghalang pemadam rosak dan mengurangkan kadar kejayaan reclosing. Jika sumber tenaga teragih (DERs) tetap terhubung semasa reclosing, penutupan asinkron mungkin berlaku, menghasilkan arus masuk yang boleh menyebabkan kegagalan reclosing dan merosakkan unit small hydropower.

Sesetengah pembangkit 10 kV yang terhubung grid tidak mempunyai perlindungan pemutusan bawah-tegangan untuk perlindungan laluan terhubung grid dan perlindungan generator, gagal memenuhi keperluan operasi grid. Ini memberi kesan serius terhadap bekalan tenaga yang selamat dan boleh dipercayai serta jangka hayat operasi generator.

Apabila rosak terjadi pada saluran terhubung grid stesen small hydropower, generator gagal memutuskan dengan cepat selepas sistem sisi membersihkan rosak. Ini mungkin menyebabkan penyambungan semula grid asinkron selepas tindakan reclosing laluan sisi sistem, mencegah reclosing sisi sistem dari berfungsi dan menyebabkan gangguan bekalan tenaga yang tidak perlu bagi pengguna transformer awam, menghasilkan kesan sosial negatif yang signifikan.

Demikian, apabila rosak terjadi pada saluran terhubung grid, ketidakupayaan generator untuk memutuskan dengan cepat memberi kesan serius terhadap bekalan tenaga yang selamat dan boleh dipercayai serta mungkin menyebabkan penyambungan semula grid asinkron.

​2.2 Penyampaian Maklumat Pemanduan yang Tidak Lengkap​
Berdasarkan tinjauan lapangan, kebanyakan stesen small hydropower terletak di kawasan berbukit, jauh dari substesyen tengah grid. Memasang kabel optik khusus melalui hutan akan mahal dan tidak dapat dipercayai. Menambah baik peralatan automasi dan menghantar data melalui rangkaian swasta nirkabel selamat selepas penilaian keselamatan siber juga memerlukan pelaburan yang signifikan. Selain itu, kebanyakan pembangkit small hydropower mempunyai kapasiti terbatas dan manfaat hasil penghasilan tenaga yang rendah, mengurangkan insentif mereka untuk menambah baik. Keterbatasan saluran komunikasi menyebabkan maklumat yang tidak lengkap disampaikan ke pusat pemanduan.

Namun, ketidakupayaan untuk menghantar data operasi masa nyata ke pusat pemanduan regional mempengaruhi analisis pemandu terhadap grid dan kebolehpercayaan transformer pengedaran 10 kV pada laluan terhubung grid. Platform pemanduan akan dipaksa untuk beroperasi buta untuk stesen small hydropower untuk tempoh yang panjang, mengancam operasi selamat grid regional.

​3 Penyelesaian​
​3.1 Gambaran Keseluruhan Penyelesaian​
Untuk mencapai pemantauan dan pengambilan data yang berkesan untuk unit small hydropower dan meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan grid, fusel putus pada sisi tekanan tinggi transformator utama digantikan dengan pemutus vakum tiang baharu yang dilengkapi dengan sensor elektronik presisi tinggi. Ini dipasangkan dengan Terminal Otomasi Feeder (FTUs) yang mempunyai fungsi signaling jarak jauh, telemetri, kawalan jarak jauh, dan pemutusan automatik untuk mengumpul data di titik hubungan grid 10 kV dan status switch.

Meter pintu masuk pulsa sedia ada digantikan dengan meter tenaga elektronik multifungsi tiga fasa untuk mengumpul data operasi unit generator, yang dihantar ke FTU melalui busfield. FTU dilengkapi dengan modul enkripsi vertikal kad ganda. Data dienkripsi dengan selamat dan dimuat naik ke sistem pemanduan serantau terpadu melalui saluran nirkabel awam khusus dengan liputan isyarat yang kuat.

Apabila rosak pada laluan terhubung grid menyebabkan pemutus laluan outlet substesyen berlaku, perlindungan hilang tegangan FTU berfungsi, dan pemutus vakum tiang terbuka untuk memutuskan stesen small hydropower dari grid. Penyelarasan semula dan penyambungan berlaku setelah pemulihan bekalan tenaga.

​3.2 Peralatan Paket Automasi Digital​
Paket automasi digital termasuk pemutus tiang jenis ZW32, pemisah isolasi dua sisi, transformator voltan kuasa, dan FTU digital. Unit pemutus mengintegrasikan tiga sensor elektronik gabungan (EVCT) dan unit digital tempatan (ADMU).

Struktur keseluruhan ringkas dan ringan, memudahkan pemasangan dan pemeliharaan. Berbanding dengan perisian pemantauan pintar tradisional peralatan deteksi, sistem ini membolehkan perisian pemantauan mendapatkan data operasi dari sistem operasi 32 unit. Ia juga menangkap saiz fail dari imej kamera dan memantau sama ada perisian peralatan deteksi (small-package, bar-package, missing-bar-in-carton, deteksi lima roda) beroperasi dengan normal, bersama dengan data maklumat tindakan penolakan. Manifestasi tertentu termasuk:

• Perisian menghantar data imej yang ditolak ke konsol.
• Perisian menghantar semua data imej ke konsol.
• Perisian menghantar semua data statistik (termasuk jenama, tarikh, masa, maklumat unit, dll.) ke konsol.

Dengan menggunakan server intranet kilang, apabila perisian pemantauan peralatan deteksi menghasilkan data maklumat rosak, ia dihantar ke server, memicu alaram di tapak melalui server intranet kilang. Data maklumat rosak juga diberi amaran jarak jauh melalui terminal PC dan mudah alih. Isu seperti crash perisian, putus kamera, kamera gagal menangkap imej, sensor deteksi sampul tembakau yang tidak berfungsi, gagal menerima imej cacat, dan kegagalan peranti penolakan memicu pop-up peringatan pada antara muka PC dan mudah alih. Halaman alaram menunjukkan maklumat rosak peranti, lokasi, masa berlaku, dan rekod tindakan.

​3.3 Melaksanakan Kawalan Amaran Kualiti Produk​
Dengan menganalisis data deteksi dari peralatan, amaran dikeluarkan apabila bilangan paket rokok cacat melebihi ambang atau frekuensi cacat yang tidak normal berlaku. Fungsi amaran kualiti memberi isyarat kepada kakitangan pemeliharaan untuk menyesuaikan atau membaiki bahagian relevan peralatan pengeluaran utama, menghapuskan cacat kualiti dengan segera dan mencegah penurunan.

Data dari peranti deteksi small-package, peranti deteksi lima roda, peranti deteksi missing-bar-in-carton, dan peranti deteksi bar-package dianalisis berdasarkan maklumat nama imej cacat kualiti (termasuk masa berlaku cacat, kuantiti produk cacat, dan lokasi kamera di mana cacat dideteksi). Amaran cacat produk dikeluarkan apabila jumlah cacat melebihi ambang amaran.

Dengan menganalisis masa dan kuantiti produk cacat, frekuensi cacat dalam tempoh tertentu dan trend jangka panjang boleh dianalisis secara statistik. Ini memberikan asas untuk pengurusan penilaian peralatan, memberi isyarat kepada kakitangan pemeliharaan untuk melakukan penyesuaian dengan tepat, dan meningkatkan pengurusan pemeliharaan saintifik.

​3.4 Pengurusan Tersentralisasi Status Peralatan Deteksi​
Pengurus pengurusan pengeluaran (staf kualiti proses, pengurus peralatan) menggunakan sistem pemantauan untuk membandingkan dan menganalisis status operasi peralatan deteksi dan situasi cacat produk secara tersentralisasi, mencapai pengurusan tersentralisasi status peralatan deteksi. Sistem pemantauan peralatan deteksi boleh menunjukkan status operasi masa nyata, trend cacat kualiti, dan analisis statistik data historis untuk semua peralatan deteksi di kilang, membolehkan pengurusan tersentralisasi yang seragam untuk semua peralatan kilang.

Rekod rosak historis yang lengkap boleh menganalisis peratusan unit rosak, jenis rosak, peralatan rosak, dan waktu puncak rosak. Pengurusan pemeliharaan direncanakan dilaksanakan untuk unit, jenis rosak, dan peralatan dengan kegagalan yang kerap untuk mencegah kejadian.

​4 Kesimpulan​
Kesimpulannya, sistem deteksi peralatan di bengkel pengeluaran rokok kilang tembakau memerlukan pemantauan online masa nyata untuk memastikan status operasi peralatan deteksi dijejak, memberikan alaram dan lokalisasi rosak. Ini mengurangkan semasa proses pengeluaran paket rokok, memastikan operasi pengeluaran yang lancar, dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.