Mpango wa Kuzuia Matumizi ya Mwanga kwa Kutumia Relays za Kompyuta zinazobatilishwa na Mikroprosesa kwa Mtandao wa Kueneza wa Kisasa wa Kiufundi

1. Ushauri na Changamoto Kuu​
   Ingawa viwanja vya nishati visivyo makini (DERs) (kama vile PV na umeme wa upepo) vinavyoingia katika mitandao ya kubadilisha, pamoja na maombi yaliyozidi kutoka kwa wateja kuhusu ulimwengu na usalama wa umeme, yanaposelezea changamoto kubwa kwa mikakati rasmi za usalama. Suluhisho hili limetengenezwa kusaidia kusuluhisha changamoto zifuatazo tatu:

• ​Hatari za Arc Flash:​​ Mzunguko wa magamba ndani ya zana kama vile switchgear inaweza kuleta arc flash ambayo ni duni sana, yakikatilia hatari kwa zana na watu, ambayo inahitaji jibu la haraka sana kutoka kwa mfumo wa usalama.
• ​Magamba ya Impedance Iliyo juu:​​ Vipimo vya magamba vilivyotokana na chini moja tu kuhusu ardhi, hasa sehemu za desa au maeneo yenye ukasi mkubwa wa ardhi, vinavyowezekana si kwa urahisi kudetecktwa na mikakati rasmi za zero-sequence overcurrent, yanayosababisha hatari ya upotevu wa usalama.
• ​Athari ya Integretion ya DERs:​​ Integretion ya DERs inabadilisha mwenendo wa mzunguko wa umeme na sifa za magamba ya kubadilisha, inaweza kuleta malipo isiyostahimili (false tripping) au upotevu wa usalama, na kuongeza hatari ya islanding isiyojitahidi.

Suluhisho hili, linaloitengenezwa kwa kutumia protective relays yenye mikakati inayofaa, na kushiriki algorithimi mengi, linatoa usalama kamili, haraka na stahimili kwa mitandao ya kubadilisha ya kisasa.

​2. Maelezo ya Suluhisho​
Relay yetu ya usalama ya feeder unatumia muktadha wa undogo, unaohusisha vitendo vidogo kuu vifuatazo kusaidia kusuluhisha changamoto zilizopewa hapo juu.

​2.1 Moduli wa Multi-Band Arc Flash Protection (AFP)​

• ​Seria ya Teknolojia:​​ Inatumia teknolojia ya multi-band detection yetu, inayomuamua kwa pamoja intensity ya mwanga (kutumia sensors maalum ya arc light) na kiwango cha mabadiliko cha current (di/dt). Tofauti itafundishwa kama arc flash tu ikiwa viwango vyote – "mwanga wa arc intense" NA "kiwango cha mabadiliko cha current cha haraka (>10 kA/ms)" – yamefufuliwa (logical AND operation). Msimbo huu wa mbili unaweza kukabiliana na malipo isiyostahimili kutokana na mwanga wa nje au switching overcurrents.
• ​Ufanisi wa Ushindi:​​ Ina ubora wa kupata mabadiliko kwa haraka, iliyoundwa kuchukua energy ya arc flash.
• ​Mfano wa Matumizi:​​ Baada ya uhamishaji katika mfumo wa kubadilisha wa kiwango cha medium voltage wa data center kubwa, moduli hii imefanya time ya total fault clearance ifike chini ya 4 milliseconds, inayorudi mara tatu zaidi ya mikakati rasmi za current-only, inayobainisha kurekebisha hatari ya magamba kwa nguvu.

​2.2 Moduli wa Usalama wa Magamba ya Current Ndogo na Sensitivity ya Juu​

• ​Seria ya Teknolojia:​​ Inatumia njia ya zero-sequence admittance. Njia hii inajumuisha muamadi wa muda wa system ya zero-sequence voltage (3U₀) na zero-sequence current (3I₀), inayohesabu thamani ya admittance. Algorithmu hii ina sensitivity ndogo sana kwa changes za system ya capacitive ground fault current, inayoweza kutambua tofauti kati ya current ya normal capacitance na current ya resistance inayotokana na magamba, kwa hivyo kunaweza kutambua magamba ya impedance iliyo juu kwa resistance values hadi 1 kΩ au zaidi.
• ​Ufanisi wa Ushindi:​​ Inasuluhisha tatizo la sensitivity isiyo ya kutosha kwa mikakati rasmi wakati wa faults kwa transition resistance inayokuwa ya juu, inayorekebisha hatari za shock na moto.
• ​Mfano wa Matumizi:​​ Katika mradi wa pilot katika mtandao wa desa (inayotajwa na high capacitive ground fault current na levels tofauti za insulation ya mstari), matumizi ya teknolojia hii imerudi rate ya detection ya ground fault kutoka 65% kwa mikakati rasmi hadi 92%, inayobainisha kuongeza salama ya umeme.

​2.3 Moduli wa Anti-Islanding Protection Adaptive​

• ​Seria ya Teknolojia:​​ Kusaidia kusuluhisha hatari ya islanding inayotokana na integretion ya DER, moduli hii inajumuisha passive na active methods.
• ​Passive Monitoring:​​ Inaendelea kujumuisha parameters abnormal Point of Common Coupling (PCC), kama vile deviation ya frequency ya voltage (Δf > 0.5 Hz) na jump ya phase angle (Δφ > 10°).
• ​Active Determination:​​ Wakati indicators za passive monitoring yanapofika thresholds zilizotengenezwa, inajumuisha active methods kama vile Active Frequency Drift kufanya confirmation ya haraka ya islanding condition.
• ​Ufanisi wa Ushindi:​​ Inaweza kusaidia kutokomea DERs kwa muda mfupi sana (< 200 ms, compliant na grid code requirements) baada ya islanding, kusababisha hatari kwa grid equipment na wafanyikazi wa utunzaji kutokana na operations za islanding isiyotajwa.
• ​Mfano wa Matumizi:​​ Imehitimishwa katika mradi wa microgrid wenye multiple PV arrays, anti-islanding module hii imefanya accuracy rate ya 99.7%. Inaweza kusaidia kusababisha islanding na kurekebisha trips zisizotajwa kutokana na disturbances za grid normal, kwa hivyo kuongeza utilization rate ya distributed energy resources.

​3. Usumavu wa Kila Kitu​
Suluhisho hili la mikakati inayotengenezwa kwa kutumia mikakati inayofaa, inafanikiwa:

• ​Ulimwengu wa Juu:​​ Inawezesha protection ya millisecond-level arc flash na ultra-high-sensitivity ground fault, inayomaximize protection ya watu na zana.
• ​Stahimili wa Juu:​​ Inaweza kusuluhisha complex ya DER integration, inayotambua accurately conditions ya islanding na faults ya high-impedance, inayorekebisha "blind spots" za usalama.
• ​Recovery Haraka:​​ Inaweza kusaidia kurekebisha magamba haraka, inayofanikiwa self-healing ya network, inayorekebisha duration ya outage, na inayobainisha reliability ya umeme.