Anvendelse av nye stolpe-monterte strømbrytere i små vannkraftverk i fjellområder

Kveldkraft refererer til kraftverk med en installert effekt på mindre enn 50 000 kV. Integrasjon av kveldkraft i distribusjonsnettendringen systemtopologien og strømforingsretningen. Litteraturen har analysert og diskutert utfordringer i regulering av områder rike på kveldkraft, studert rekoblingsstrategier for distribusjonsnettlinjer med kveldkraft, og foreslått en ny type automatisk sikkerhetsavkoplingsenhet for kveldkraft.

​1 Nåværende situasjon for kveldkraft i fjellområder​
Det totale arealet er 45 385 km², hvor fjellområder utgjør 98,3% av regionen. Det finnes 58 kveldkraftverk med en total installert effekt på 41,45 MW, de fleste av disse har en installert effekt under 1 MW. Disse anleggene er vidtfordelt og lider av dårlige kommunikasjonsforhold.

På grunn av deres alder bruker anleggene hovedsakelig mekanisk kontrollutstyr og mangler automatiske enheter. De fleste portalmålere er pulsmaalere, som er avhengige av manuell lesing uten fjerne overføringskapasitet. Kontrollbeskyttelsesenheter og synkroniseringsutstyr mangler kommunikasjonsgrensesnitt, noe som gjør at driftsdata må rapporteres manuelt til disponentene via telefon.

10 kV linjene i nettets 35 kV transformatorstasjoner opererer ofte i en hybridmodus der kveldkraft og lastforbruk sameksisterer. Høyspansside av stasjonens hovedtransformator bruker fallutslag, som har en enkel struktur og er koblet til 10 kV nettforbindelseslinjer via T-tilkoblinger.

​2 Problem analyse​
​2.1 Påvirkning på aktivering av linjeautomatikk​
I aktive distribusjonsnett, etter at en transformatorstasjon utgangssirkelbryter tripper, kan kveldkraftverk fortsette å levere strøm til feilpunktet, noe som hindrer feilbueutslukking og reduserer rekoblingssuksessrate. Hvis fordelte energiresurser (DER) forbli tilkoblet under rekobling, kan asynkron slår oppstå, noe som kan føre til startstrømmer som kan forårsake rekobling mislykkes og skade kveldkraftenheter.

Noen 10 kV nettforbindelseskraftverk mangler undervoltsbeskyttelse både for sin nettforbindelseslinjebeskyttelse og generatorbeskyttelse, noe som ikke oppfyller krav til nettoperasjon. Dette påvirker alvorlig nettets trygge og stabile strømforsyning og livslengden til generatorer.

Når det oppstår en feil i nettforbindelseskanalen til et kveldkraftverk, klarer generatoren ikke å koppe seg raskt etter at systemside rydder feilen. Dette kan føre til asynkron nettgjenkopling etter systemside linje rekobling, noe som hindrer systemside rekobling fra å aktivere og forårsaker unødvendige strømbrudd for offentlige transformatorbrukere, noe som fører til betydelig negativ sosial påvirkning.

Dermed, når det oppstår en feil i nettforbindelseskanalen, kan generatorens evne til å koppe seg raskt påvirke nettets trygge og stabile strømforsyning og kan føre til asynkron nettgjenkopling.

​2.2 Ukommplet overføring av disponentinformasjon​
Basert på feltundersøkelser ligger de fleste kveldkraftverk i fjellområder, langt unna nettets sentrale transformatorstasjoner. Installasjon av dedikerte fiberkabler gjennom skoger ville være kostbart og ureliable. Oppgradering av automatiske enheter og dataoverføring via sikre trådløse private nettverk etter sårbarhetsvurderinger krever også betydelig investering. I tillegg har de fleste kveldkraftverk begrenset kapasitet og lav strømproduksjon, noe som reduserer incitamentet for oppgradering. Kommunikasjonskanalbegrensninger resulterer i ukomplett informasjon sendt til disponentssenteret.

Imidlertid, mangel på overføring av sanntidsdriftsdata til regionale disponentssenter påvirker disponentenes analyse av nettet og påliteligheten til 10 kV distribusjonstransformatorer på nettforbindelseslinjer. Disponentplattformen vil bli tvunget til å operere blindt for kveldkraftverk over lengre tidsperioder, noe som bringer regional nettets trygge operasjon i fare.

​3 Løsninger​
​3.1 Løsningsoversikt​
For å oppnå effektiv overvåking og datainnsamling for kveldkraftenheter og forbedre nettets sikkerhet og pålitelighet, erstattes fallutslag på høyspansside av hovedtransformatorer med nye stolpebaserte vakuum-sirkelbrytere utstyrt med høypræsise elektroniske sensorer. Disse kombineres med Feeder Automation Terminals (FTU) med funksjoner for fjernsignalering, telemetri, fjernkontroll og automatisk avkopling for å innsamle data ved 10 kV nettforbindelsespunktet og skifterstatus.

Eksisterende portalmålere erstattes med trefas elektroniske multifunksjonelle energimålere for å innsamle driftsdata fra generatorenheter, som overføres til FTU via feldbus. FTU er utstyrt med en dobbeltkortkommunikasjon vertikal krypteringsmodul. Data overføres sikkert kryptert og lastet opp til integrert regionalt disponentssystem via et dedikert offentlig trådløst nettverkskanal med sterk signaldekning.

Når en feil på nettforbindelseslinjen fører til at transformatorstasjon utgangssirkelbryter tripper, aktiveres FTUs undervoltsbeskyttelse, og stolpebasert sirkelbryter åpner for å koppe kveldkraftverket fra nettet. Resynkronisering og gjenkopling forekommer etter strømgjenoppretting.

​3.2 Digital automatisering spesialutstyr​
Digital automatisering spesialutstyr inkluderer ZW32-type stolpebaserte sirkelbrytere, dobbeltsidede isolerende skilleknapper, strømspanningsomformer, og digitale FTU. Sirkelbryterenhet integrerer tre kombinerte elektroniske sensorer (EVCT) og en lokal digital enhet (ADMU).

Den totale strukturen er kompakt og lett, noe som forenkler installasjon og vedlikehold. Sammenlignet med tradisjonell intelligente via overvåkingsprogramvare for detektering utstyr, lar dette systemet overvåkingsprogramvaren hente driftsdata fra driftssystemene til 32 enheter. Det fanger samtidig filstørrelser fra kamerabilder og overvåker om programvaren for detektering utstyr (litepakke, stavepakke, savnet-stav-i-kasse, fem-hjulet-detektering) fungerer normalt, sammen med avvisningshandlingsinformasjon data. Spesifikke manifestasjoner inkluderer:

• Programvaren sender avviste bilde-data til konsollen.
• Programvaren sender alle bilde-data til konsollen.
• Programvaren sender all statistikkdata (inkludert merke, dato, tid, enhetsinformasjon osv.) til konsollen.

Ved hjelp av bedriftsintranettserver, når overvåkingsprogramvaren for detektering utstyr genererer feilinformasjon, overføres den til serveren, som utløser lokale alarm via bedriftsintranettserver. Feilinformasjon overføres også remotevarslet via PC og mobilterminaler. Problemer som programvaresammenbrudd, kamerapåkobling, kamerafeil i bildefanging, defekte sensorer for pakkeplassering, manglende mottak av defektbilder, og avvisningsenhet feil, utløser advarseloppføringer på PC og mobilgrensesnitt. Alarm-siden viser enhetsfeilinformasjon, beliggenhet, forekomsttidspunkt, og håndteringsrekorder.

​3.3 Implementering av produktkvalitetsvarselkontroll​
Ved å analysere deteksjonsdata fra utstyret, utgis varsler når antallet defekte sigarettpakker overstiger terskler eller unormal defektfrekvens forekommer. Kvalitetsvarsel-funksjonen varsler vedlikeholdsfolk om å justere eller reparere relevante deler av hovedproduksjonsutstyr, eliminerer kvalitetsdefekter raskt og forhindrer forverring.

Data fra litepakke deteksjonsutstyr, fem-hjulet deteksjonsutstyr, savnet-stav-i-kasse deteksjonsutstyr, og stavepakke deteksjonsutstyr analyseres basert på kvalitetsdefekt bilde navn informasjon (inkludert tidspunkt for defekt oppståelse, mengde defekte produkter, og kameralokasjon der defekten ble oppdaget). Et produktdefekt-varsel utgis når defektantallet overstiger varslings terskel.

Ved å analysere tid og mengde av defekte produkter, kan frekvensen av defekter over en viss periode og langsiktige trender statistisk analysere. Dette gir en grunnlag for utstyrsvurderingsforvaltning, gir sanntidsvarsler til vedlikeholdsfolk for justering, og forbedrer vitenskapelig vedlikeholdsforvaltning.

​3.4 Sentralisert forvaltning av deteksjonsutstyr status​
Produksjonsledere (prosesskvalitetspersonell, utstyrsmenedgere) bruker overvåkningssystemet til sentralisert sammenligning og analyse av deteksjonsutstyr driftsstatus og produktdefekt situasjoner, oppnår sentralisert forvaltning av deteksjonsutstyr status. Deteksjonsutstyr overvåkningssystemet kan vise sanntids driftsstatus, kvalitetsdefekt trender, og historisk data statistisk analyse for alle deteksjonsutstyr i bedriften, muliggjør enhetlig sentralisert forvaltning av alle bedriftsutstyr.

Fullstendige historiske feilrekorder kan analysere andelen feilaktige enheter, feiltyper, feilaktige utstyr, og peak feiltider. Planmessig vedlikeholdsforvaltning implementeres for enheter, feiltyper, og utstyr med hyppige feil for å forhindre forekomster.

​4 Konklusjon​
Samlet sett, krever detekteringssystemet i sigarettproduserende verksted i en tobaksfabrikk sanntids online overvåking for å sikre at deteksjonsutstyrets driftsstatus følges, gir alarmer og feilkartlegging. Dette reduserer under produksjonsprosessen av sigarettpakker, sikrer glatt produksjonsdrift, og forbedrer produksjonseffektivitet.