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

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

• ​Arc Flash Hazards:​​ Ang internal short circuits sa mga equipment tulad ng switchgear ay maaaring magtrigger ng napakalakas na arc flashes, na nagsisimula ng panganib sa mga equipment at 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 karakteristikang mababang fault current, ay mahirap matukoy nang maasahan ng mga tradisyonal na zero-sequence overcurrent protection, na nagbibigay-daan sa panganib ng pagkakamali ng operasyon ng proteksyon.
• ​Impact of Distributed Energy Resources (DERs) Integration:​​ Ang integrasyon ng DERs ay nagbabago ang direksyon ng power flow at mga karakteristika ng short-circuit current ng mga network ng distribusyon, na maaaring magresulta sa maloperation (maling tripping) o pagkakamali ng operasyon, at nagdadala ng panganib ng unintentional islanding.

Ang solusyon na ito, batay sa advanced microprocessor-based protective relays at nagintegrate ng maraming innovative algorithms, ay nagbibigay ng komprehensibo, mabilis, at maasahang feeder protection para sa modernong mga network ng distribusyon.

​2. Detalye ng Solusyon​
Ang aming feeder protection relay ay gumagamit ng modular design, na nagintegrate ng mga sumusunod na puso ng mga function ng proteksyon upang tugunan 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 ng current (di/dt). Ang isang fault ay kinokonfirmang isang arc flash lamang kapag parehong kondisyon – "intense arc light signal" AT "high-speed overcurrent characteristic (>10 kA/ms)" – ay nasasapat (logical AND operation). Ang dual criterion na ito ay epektibong nagpapahinto ng maloperation dahil sa external light sources o switching overcurrents.
• ​Advantage sa Performance:​​ May ultra-fast operating speeds, na disenyo upang minimisuhin ang arc flash energy.
• ​Kaso ng Application:​​ Matapos ang deployment sa medium-voltage distribution system ng isang malaking data center, ang module na ito ay nakamit ang total fault clearance time na mas mababa sa 4 milliseconds, na nagpapakita ng speed increase ng higit sa tatlong beses kumpara sa mga tradisyonal na current-only protection schemes, na siyang nagpapakonti ng panganib ng damage sa equipment.

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

• ​Teknikal na Prinsipyo:​​ Gumagamit ng zero-sequence admittance method. Ang metodo na ito ay kasama ang real-time, precise measurement ng zero-sequence voltage (3U₀) at zero-sequence current (3I₀) ng sistema, na nagsasagawa ng calculation ng corresponding admittance value. Ang algorithm na ito ay medyo hindi sensitibo sa mga variation ng capacitive ground fault current ng sistema, na epektibong nagdistinguish sa pagitan ng normal capacitive current at fault-induced resistive current, na siyang nagbibigay ng accurate identification ng high-impedance ground faults na may resistance values na hanggang 1 kΩ o mas mataas.
• ​Advantage sa Performance:​​ 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 siyang nagpapakonti ng mga panganib ng electric shock at fire.
• ​Kaso ng Application:​​ Sa isang pilot project sa loob ng isang rural network (na may karakteristikang 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 kaligtasan ng suplay ng kuryente.

​2.3 Adaptive Anti-Islanding Protection Module​

• ​Teknikal na Prinsipyo:​​ Upang tugunan ang panganib ng islanding na idinudulot ng integrasyon ng DER, ang module na ito ay nagcombine ng passive at active detection methods.
• ​Passive Monitoring:​​ Nagmomonitor nang patuloy 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 mga indicator ng passive monitoring ay lumampas sa set na threshold, ito ay nagincorporate ng active methods tulad ng Active Frequency Drift upang mabilis na kumpirmahin ang isang kondisyon ng islanding.
• ​Advantage sa Performance:​​ Nagsisiguro ng mabilis na disconnection ng mga DERs sa loob ng napakabilis na oras (< 200 ms, compliant sa grid code requirements) pagkatapos ng pag-occur ng islanding, na nagpapahinto ng mga panganib sa grid equipment at maintenance personnel mula sa unintended islanded operation.
• ​Kaso ng Application:​​ In-validate sa isang microgrid project na may maraming PV arrays, ang anti-islanding module na ito ay nakamit ang accuracy rate na 99.7%. Ito ay epektibong nagpapahinto ng islanding habang nagmi-minimize ng unnecessary trips dahil sa normal na grid disturbances, na siyang nagpapataas ng utilization rate ng mga 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 nagkamit ng:

• ​Enhanced Safety:​​ Maximize ang proteksyon ng personal at equipment sa pamamagitan ng millisecond-level arc flash protection at ultra-high-sensitivity ground fault protection.
• ​High Reliability:​​ Epektibong tumutugon sa complexities na idinudulot ng integrasyon ng DER, na accurate na nag-iidentify ng mga kondisyon ng islanding at high-impedance faults, na nag-eeliminate ng "blind spots" ng proteksyon.
• ​Rapid Restoration:​​ Nagbibigay ng mabilis na fault clearance, na nagpapadali ng mabilis na self-healing ng network, na nagpapakonti ng duration ng outage, at nagpapataas ng reliability ng suplay ng kuryente.