Solusyon sa Proteksyon ng Feeder na may Microprocessor-Based Relays para sa Modernong Smart Distribution Networks

1. Pagpapakilala at Puso ng mga Hamon​
   Ang lumalaking integrasyon ng mga distributibong enerhiya resources (DERs) (tulad ng PV at wind power) sa mga distribution network, kasama ang umuunlad na mga demand ng mga user para sa reliabilidad at seguridad ng suplay ng kuryente, ay nagbibigay ng malubhang hamon sa mga tradisyonal na feeder protection schemes. Ang solusyon na ito ay disenyo upang harapin ang sumusunod na tatlong puso ng mga hamon:

• ​Arc Flash Hazards:​​ Ang internal short circuits sa mga kagamitan tulad ng switchgear ay maaaring mag-trigger ng napakapinsalang arc flashes, na nagsisimula ng panganib sa kagamitan at seguridad ng personal, na nangangailangan ng napakabilis na tugon mula sa sistema ng proteksyon.
• ​High-Impedance Ground Faults:​​ Lalo na ang single-phase ground faults na nangyayari sa mga rural areas o rehiyon na may mataas na soil resistivity, na may kaibahan ng mababang fault current, ay mahirap tukuyin ng maipaglaban ng tradisyonal na zero-sequence overcurrent protection, na nagbabanta ng panganib ng pagkakamali ng proteksyon upang gumana.
• ​Impact of Distributed Energy Resources (DERs) Integration:​​ Ang integrasyon ng DERs ay nagbabago ang direksyon ng power flow at characteristics ng short-circuit current ng mga distribution networks, na maaaring magdulot ng proteksyon maloperation (false tripping) o failure to operate, at nagpapakilala ng panganib ng unintentional islanding.

Ang solusyon na ito, batay sa advanced microprocessor-based protective relays at naglalaman ng maraming bagong algorithms, ay nagbibigay ng komprehensibo, mabilis, at maipaglaban na feeder protection para sa modernong distribution networks.

​2. Detalye ng Solusyon​
Ang aming feeder protection relay ay gumagamit ng modular design, na naglalaman ng mga sumusunod na puso ng proteksyon function upang harapin ang nabanggit na mga hamon.

​2.1 Multi-Band Arc Flash Protection (AFP) Module​

• ​Teknikal na Prinsipyo:​​ Gumagamit ng proprietary multi-band detection technology, na nagmomonitor ng light intensity (sa pamamagitan ng dedicated arc light sensors) at ang rate of change of current (di/dt). Ang isang fault ay nakumpirma bilang arc flash lamang kapag parehong kondisyon – "intense arc light signal" AND "high-speed overcurrent characteristic (>10 kA/ms)" – ay nasapat (logical AND operation). Ang dual criterion na ito ay mabisa na nagpapahinto ng maloperation dahil sa external light sources o switching overcurrents.
• ​Performance Advantage:​​ Mayroong ultra-fast operating speeds, na disenyo upang minimisin ang arc flash energy.
• ​Application Case:​​ Pagkatapos ng deployment sa medium-voltage distribution system ng isang malaking data center, ang module na ito ay nagtagumpay na makamit ang total fault clearance time na mas mababa sa 4 milliseconds, na nagpapakita ng speed increase ng higit sa tatlo beses kumpara sa traditional current-only protection schemes, na siyang nagpapababa ng panganib ng damage sa kagamitan.

​2.2 High-Sensitivity Low-Current Ground Fault Protection Module​

• ​Teknikal na Prinsipyo:​​ Gumagamit ng zero-sequence admittance method. Ang method na ito ay naglalaman ng real-time, precise measurement ng system's zero-sequence voltage (3U₀) at zero-sequence current (3I₀), na nagkokompyuta ng corresponding admittance value. Ang algorithm na ito ay medyo insensitive sa variations ng system's capacitive ground fault current, na mabisa na nagdistinguish ng normal capacitive current at fault-induced resistive current, na siyang nagbibigay ng accurate identification ng high-impedance ground faults na may resistance values hanggang 1 kΩ o mas mataas.
• ​Performance Advantage:​​ Nagreresolba ng issue ng insufficient sensitivity ng mga tradisyonal na protection schemes sa panahon ng mga fault sa pamamagitan ng mataas na transition resistance, na nagpapababa ng risks ng electric shock at fire.
• ​Application Case:​​ Sa isang pilot project sa loob ng isang rural network (na may karakter na may mataas na capacitive ground fault current at uneven line insulation levels), ang application ng teknolohiya na ito ay nagdulot ng pagtaas ng overall ground fault detection rate mula 65% sa mga tradisyonal na schemes hanggang 92%, na siyang nagpapataas ng seguridad ng suplay ng kuryente.

​2.3 Adaptive Anti-Islanding Protection Module​

• ​Teknikal na Prinsipyo:​​ Upang harapin ang panganib ng islanding na idinudulot ng DER integration, ang module na ito ay naglalaman ng passive at active detection methods.
• ​Passive Monitoring:​​ Nagmomonito nang walang tigil ng abnormal parameters sa Point of Common Coupling (PCC), tulad ng voltage frequency deviation (Δf > 0.5 Hz) at phase angle jump (Δφ > 10°).
• ​Active Determination:​​ Kapag ang passive monitoring indicators ay lumampas sa itinakdang threshold, ito ay naglalaman ng active methods tulad ng Active Frequency Drift upang mabilis na kumpirmahin ang isang islanding condition.
• ​Performance Advantage:​​ Nag-aasure na mabilis na hiwalayin ang DERs sa loob ng napakabilis na oras (< 200 ms, compliant sa grid code requirements) pagkatapos ng islanding, na nagpapahinto ng panganib sa grid equipment at maintenance personnel mula sa unintended islanded operation.
• ​Application Case:​​ Ito ay pinatunayan sa isang microgrid project na naglalaman ng maraming PV arrays, kung saan ang anti-islanding module na ito ay nagtagumpay na makamit ang accuracy rate na 99.7%. Ito ay mabisa na nagpapahinto ng islanding habang nagminimize ng unnecessary trips dahil sa normal grid disturbances, na siyang nagpapataas ng utilization rate ng distributed energy resources.

​3. Buod ng Puso ng Halaga​
Ang microprocessor-based protection solution na ito, sa pamamagitan ng pag-integrate ng maraming intelligent algorithms, ay nagpapahiwatig ng:

• ​Enhanced Safety:​​ Maximize ang proteksyon ng personal at kagamitan sa pamamagitan ng millisecond-level arc flash protection at ultra-high-sensitivity ground fault protection.
• ​High Reliability:​​ Mabisa na nagharap sa complexities na idinudulot ng DER integration, na accurately identifying ang islanding conditions at high-impedance faults, na nagpapawala ng "blind spots" ng proteksyon.
• ​Rapid Restoration:​​ Nagbibigay ng mabilis na fault clearance, na nagpapadali ng mabilis na network self-healing, na nagpapababa ng duration ng outage, at nagpapataas ng reliability ng suplay ng kuryente.