Primena novih kolonnih prekidača u malim hidroelektranama u planinskom području
Mala hidroelektrana se odnosi na elektrane sa jedinicom instalirane snage manjom od 50.000 kV. Integracija male hidroelektrane u distribucijsku mrežu menja topologiju sistema i smer toka struje. Literatura je analizirala i raspravljala o izazovima u regulaciji regiona bogatih malom hidroelektranom, proučavala strategije ponovnog zatvaranja za distribucijske linije sa malom hidroelektranom i predložila novi tip automatskog uređaja za sigurno isključivanje male hidroelektrane.
1 Trenutno stanje male hidroelektrane u planinskim područjima
Ukupna površina iznosi 45.385 km², a planinski teren čini 98,3% područja. Postoji 58 malih hidroelektrana sa ukupnom instaliranom snagom od 41,45 MW, većina kojih ima instaliranu snagu ispod 1 MW. Ove elektrane su široko raspoređene i trpe lošim uslovima komunikacije.
Zbog svog starosnog statusa, elektrane uglavnom koriste mehaničko kontrolno opreme i nedostaju im automatski uređaji. Većina brzalica na vrata su pulsni brojači koji se čitaju ručno bez mogućnosti daljinske prenose. Uređaji za kontrolu i zaštitu, kao i uređaji za sinkronizaciju, nedostaju komunikacijske sučelja, što zahtijeva ručno prijavljivanje operativnih podataka dispečerima telefonom.
10 kV linije mreže 35 kV transformatornih stanica često rade u hibridnom režimu gde postoji kombinacija male hidroelektrane i potrošnje. Visokonaponska strana glavnog transformatora koristi padajuće prekidače, koji su jednostavnog dizajna i povezani su sa 10 kV mrežnim linijama putem T-konekcija.
2 Analiza problema
2.1 Uticaj na aktivaciju automatskih kontrolnih uređaja linije
U aktivnim distribucijskim mrežama, nakon što prekidnik izlaza transformatorske stanice isključi, male hidroelektrane mogu nastaviti da snabdevaju napajanjem tačku greške, onemogućavajući gasenje greške i smanjujući uspeh ponovnog zatvaranja. Ako distribuirani izvori energije (DER) ostanu povezani tokom ponovnog zatvaranja, može doći do asinkrone veze, što rezultira trenom struje koji može dovesti do neuspjeha ponovnog zatvaranja i oštećenja malih hidroelektrana.
Neki 10 kV mrežni elektrane nedostaju zaštitu od niskog napona za svoju mrežnu liniju i zaštitu generatora, što ne zadovoljava zahteve za rad mreže. To teško utiče na siguran i pouzdan snabdevanje strujom mreže i vremenski rok funkcionisanja generatora.
Kada dođe do greške u mrežnom kanalu male hidroelektrane, generator ne može brzo isključiti nakon što sistemski deo otkloni grešku. To može dovesti do asinkrone rekonfiguracije mreže nakon akcije ponovnog zatvaranja sistemskog dela, sprečavajući aktivaciju ponovnog zatvaranja sistemskog dela i dovodeći do nepotrebnih isključivanja javnih transformatora, što rezultira značajnim negativnim društvenim uticajem.
Tako, kada dođe do greške u mrežnom kanalu, nesposobnost generatora da brzo isključi teško utiče na siguran i pouzdan snabdevanje strujom mreže i može dovesti do asinkrone rekonfiguracije mreže.
2.2 Nepotpuna prenos informacija o dispečerskom upravljanju
Na osnovu terenskih istraživanja, većina malih hidroelektrana smještena je u planinskim područjima, daleko od centralnih transformatorijskih stanica mreže. Instalacija specifičnih optičkih vlakana kroz šume bi bila skupa i nesigurna. Unapređenje automatske opreme i prenos podataka preko sigurnih bežičnih privatnih mreža nakon procjene kibernetičke sigurnosti takođe zahtijeva značajan ulog. Dodatno, većina malih hidroelektrana ima ograničenu kapacitet i nisku proizvodnju struje, smanjujući njihovu motivaciju za unapređenja. Ograničenja komunikacijskog kanala rezultiraju nepotpunim slanjem informacija dispečerskom centru.
Međutim, nesposobnost slanja podataka o stvarnom radu regionalnom dispečerskom centru utiče na analizu mreže dispečera i pouzdanost 10 kV distribucijskih transformatora na mrežnim linijama. Dispečerska platforma će biti prisiljena da duže vrijeme slijedi male hidroelektrane slijepo, spriječavajući siguran rad regionalne mreže.
3 Rešenja
3.1 Pregled rešenja
Da bi se postigli efikasni nadzor i prikupljanje podataka za male hidroelektrane i poboljšana sigurnost i pouzdanost mreže, padajući prekidnici na visokonaponskoj strani glavnog transformatora zamjenjuju se novim stubnim vakumskim prekidnicima opremljenim visokopreciznim elektronskim senzorima. Ovi su kombinirani s Feeder Automation Terminalima (FTU) sa funkcijama daljinskog signala, telemetrije, daljinskog upravljanja i automatskog isključivanja kako bi se prikupili podaci o 10 kV mrežnoj tački i statusu prekidnika.
Postojeći pulsni brojači na vrata zamjenjuju se trofaznim elektronskim multifunkcionalnim energetskim brojačima kako bi se prikupili operativni podaci o generatorima, koji se prenose na FTU preko poljske busine. FTU je opremljen modulom za vertikalno šifriranje sa dvostrukim karticama. Podaci su sigurno šifrirani i preneseni na integrisani regionalni dispečerski sistem preko posvećene javne bežične mreže s jakim pokrivenjem signala.
Kada greška na mrežnoj liniji uzrokuje da prekidnik izlaza transformatorske stanice isključi, aktivira se zaštita od gubitka napona na FTU, a stubni prekidnik se otvara kako bi se odvojila mala hidroelektrana od mreže. Ponovna sinkronizacija i ponovna veza dolaze nakon obnove snabdevanja strujom.
3.2 Digitalni paket automatske opreme
Digitalni paket automatske opreme uključuje ZW32 tip stubnih prekidnika, dvostrane izolacione prekidnike, naponske transformatore i digitalne FTU-uređaje. Jedinka prekidnika integriše tri kombinirana elektronska senzora (EVCT) i lokalnu digitalnu jedinicu (ADMU).
Cjelokupna struktura je kompaktna i lagana, što olakšava instalaciju i održavanje. U usporedbi s tradicionalnim inteligentnim nadzornim softverom za detekcijsku opremu, ovaj sistem omogućuje nadzornom softveru da dobije operativne podatke iz operativnih sistema 32 jedinica. Istodobno, hvata veličine datoteka iz slika kamere i nadgleda da li detekcijski softver (mali paket, bar-paket, nedostatak bar-a u kutiji, petokotačna detekcija) normalno radi, zajedno sa informacijama o akciji odbacivanja. Konkretni manifestacije uključuju:
- Softver šalje odbacene slikovne podatke na konzolu.
- Softver šalje sve slikovne podatke na konzolu.
- Softver šalje sve statističke podatke (uključujući marku, datum, vrijeme, informacije o jedinici itd.) na konzolu.
Koristeći interne server tvornice, kada detekcijska oprema generiše podatke o grešci, oni se prenose na server, aktivirajući alarme na mestu preko internog servera tvornice. Podaci o grešci takođe se daljinski alertiraju preko PC i mobilnih terminala. Problemi poput pada softvera, odspajanja kamere, neuspjeha kamere da uhvati slike, neispravnih senzora za detekciju prisutnosti cigarete, neprimanja slika defekta i neispravnosti uređaja za odbacivanje aktiviraju upozorenja na PC i mobilnim sučeljima. Stranica sa alarmom prikazuje informacije o grešci uređaja, lokaciju, vrijeme pojavljivanja i zapis o obradi.
3.3 Implementacija ranog upozorenja o kvalitetu proizvoda
Analizirajući podatke o detekciji opreme, emitiraju se rana upozorenja kada broj defektivnih paketa cigaret premaši praga ili kada se pojave anormalne frekvencije defekata. Funkcija ranog upozorenja o kvalitetu upozorava održavajuće osobe da prilagode ili poprave relevantne dijelove glavne proizvodne opreme, brzo eliminirajući kvalitetske defekte i sprječavajući njihovo pogoršanje.
Podaci sa uređaja za detekciju malih paketa, petokotačnih uređaja, uređaja za detekciju nedostatka bar-a u kutiji i uređaja za detekciju bar-paketa analiziraju se na osnovu informacija o imenima slika defekata (uključujući vrijeme pojavljivanja defekta, količinu defektivnih proizvoda i lokaciju kamere gdje je detektiran defekt). Emitira se upozorenje o defektu proizvoda kada broj defekata premaši prag upozorenja.
Analizirajući vrijeme i količinu defektivnih proizvoda, može se statistički analizirati frekvencija defekata u određenom razdoblju i dugoročne trendovi. To pruža osnovu za upravljanje ocjenom opreme, pruža pravovremena upozorenja održavajućim osobama za prilagodbu i unapređuje znanstveno upravljanje održavanjem.
3.4 Centralizirano upravljanje stanjem detekcijske opreme
Osobe za upravljanje proizvodnjom (osobe za procesnu kvalitetu, menadžeri opreme) koriste nadzorni sistem kako bi centralno usporedili i analizirali stanje detekcijske opreme i situacije defekata proizvoda, dostizajući centralizirano upravljanje stanjem detekcijske opreme. Nadzorni sistem detekcijske opreme može prikazati stvarno stanje rada, trendove kvalitetskih defekata i statističku analizu povijesnih podataka za sve detekcijske uređaje u tvornici, omogućujući unificirano centralizirano upravljanje svim opremom u tvornici.
Kompleksni povijesni zapisi o greškama mogu analizirati proporciju defektivnih jedinica, vrste grešaka, defektne opreme i vrhunsku vrijeme pojavljivanja grešaka. Planirano upravljanje održavanjem implementira se za jedinice, vrste grešaka i opremu s čestim greškama kako bi se spriječile pojave.
4 Zaključak
Zaključno, sistemi detekcije opreme u cigaretnoj proizvodnoj dvorani tabanske tvornice zahtijevaju stvarno vremensko nadziranje kako bi se pratilo stanje detekcijske opreme, pružajući alarme i lokaciju grešaka. To smanjuje tijekom proizvodnog procesa pakiranja cigaret, osiguravajući gladak rad proizvodnje i poboljšavajući efikasnost proizvodnje.
