Sistema d'automatització de protecció de línia de distribució d'alta precisió PMU
El sistema d'automatització de protecció de línies de distribució PMU és un nou sistema d'automatització de la distribució de línies.
per resoldre el problema actual, especialment de la falla a terra.
que es basa en una Unitat de Mesura de Fasors Sincronitzada de Xarxa de Distribució-μPMU.
PMU (unitat de mesura de fasors), un dispositiu o mòdul autònom. Les dades de mostreig de tensió/corrent tenen tots ells una marca de temps BDS/GPS amb precisió de microsegon.
Funcions bàsiques: • Fasor: amplitud, angle de fase, • Frequència (f) i Variació de Frequència (△f/△t)
Diagrama de bloc de l'arquitectura de maquinari μPMU
Sistema de Mesura de Àrea Amplia (WAMS)
• Les mesures PMU estan absolutament sincronitzades amb l'Hora Universal Coordinada (UTC)
• Sincronització de mesura de àrea amplia de múltiples PMU instal·lats en diferents ubicacions
• Expressió matemàtica del senyal de tensió/corrent:
Sensor de corrent aèria i-WCS – PMU de corrent d'un sol canal
Solució al problema de la xarxa de distribució basada en el PMU de la xarxa de distribució i la tecnologia de mesura de fasors sincronitzada de àrea amplia.
• Captació de corrent d'alta precisió i alta freqüència
• Sincronització de àrea amplia, inducció d'energia
• Instal·lació en línia, protecció IP67
• Suport per flux de potència bidireccional o operació en xarxa anell
• Comunicació 3G/4G/5G：
a. Informes periòdics de cada harmònic
b. Esdeveniments locals que desencadenen la càrrega de dades
c. Trucada remota i prova de dades específiques d'un moment determinat
• Sincronització de àrea amplia de 1μs
• Freqüència de mostreig de 12,8 kHz
• Gravació i reproducció d'ones de 60 minuts
• Precisió de mesura de 0,5
• 3,5 A de corrent mínima d'operació amb totes les funcions
Sensor de corrent de tipus cable RCMU – PMU de corrent multicanal
RCMU - sensor de corrent de cable soterrani
• Sincronització de àrea amplia de 1μs
• Freqüència de mostreig de 12,8 kHz
• Precisió de mesura de 0,5
• Reproducció de dades de 60 minuts
• Mesura de 3 corrents
• Transmissió remota feta o cablejada
• Captació de corrent trifàsic, igual que el principi de tipus aèri, adequat per a unitats de xarxa anell, estacions de commutació, subestacions.
• Sincronització de àrea amplia, inducció d'energia, o alimentació DC de 24V/48V
• Algoritme de decisió de falles locals basat en corrent:
a. Sobrecorrent de curt-circuit
b. Sobrecorrent de seqüència zero
c. Corrent de fase asimètrica
• Gravació d'ones anomenada mesura, suport per localització de falles distribuïdes
• Suport per flux de potència bidireccional o operació en xarxa anell
• Comunicació 3G/4G/5G o de xarxa
Unitat de Recol·lecció de Bus BDCU – PMU de tensió d'un sol/múltiples canals
Tipus interior i exterior
• Alimentació AC de 220V/DC de 24V • Fibra òptica, cablejada, sense fil
• IEC 60870-5-101/104/DNP3 • Es poden accedir 300 sensors de corrent Captació de tensió：
• Sincronització de àrea amplia de 1μs
• Precisió de mesura de 1,0
• Freqüència de mostreig de 12,8 kHz
• Reproducció de gravació d'ones de 60 minuts
Per a la falla de connexió a terra d'un sol fase amb corrent de terra superior a 1A, la precisió de detecció i localització és del 100%, amb 0 falsos positius
• Captació de tensió de seqüència zero, inici de gravació de la falla a terra
• Captació i processament de la gràfica de gravació, i determinació integral de la falla
• Accés segur a la principal estació de distribució de potència
a. Utilitzat com a dispositiu de monitoratge d'aislament a terra de la estació
b. Utilitzat com a dispositiu de monitoratge d'aislament a terra dins la estació
c. No depèn de la estació mestra per completar la falla
La composició del sistema de monitoratge intel·ligent de l'estat de la xarxa de distribució basat en la mesura PMU
Escenaris d'ús de la xarxa de distribució
Ús típic del PMU - Avaluació de l'estat de la línia
Ús típic del PMU - Gravació d'ones distribuïda
Les dades de gravació de tots els punts de monitoratge a la línia i a la estació estan etiquetades amb temps absolut al nivell de microsegons. Qualsevol dispositiu pot desencadenar la gravació quan es compleixin les condicions d'inici predefinides. Proporciona una "instantània" de tota la xarxa basada en la trucada de temps de qualsevol esdeveniment a qualsevol lloc fins a les dades gravades de tots els sensors. Proporciona dades globals per a l'anàlisi detallada d'esdeveniments i facilita la inversió del procés, la traçabilitat i l'avís prèvi d'estats anòmals, etc.
Ús típic del PMU - Monitoratge de la qualitat de l'energia
El sensor pot calcular i informar de manera real els harmònics. Basant-se en les dades sincronitzades de àrea amplia, es poden calcular diversos índexs de qualitat de l'energia com l'equilibri trifàsic, la freqüència de la xarxa i la taxa de canvi de freqüència, i es pot localitzar la càrrega font de contaminació.
Ús típic del PMU - Anti-robo d'electricitat
Segons les dades de càrrega del costat de l'alta tensió de l'usuari i la forma d'ona de corrent, es fan anàlisis i identificació de les característiques de la càrrega, i es monitoritza el comportament elèctric de l'usuari final, que es pot utilitzar per a la supervisió i diagnòstic remots de l'estat dels equips elèctrics.
Ús típic del PMU: Avís de falla, traçabilitat i inversió del procés
Avís：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, línia 115, post 1# 64#, fase A a terra
• 2017-10-30 12:15:39：093125 , línia 117, post 29#, fase B curt-circuit a terra, pico de flux superior a 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468 , Línia 115, entre posts 1# i 64#, fases A i C curt-circuit, pico de corrent al post 1# superior a 5000A Retroalimentació del camp i inversió del procés de falla:
• Va ocórrer un accident de col·lisió de cotxe al post 52# de la línia 115
• La inspecció va trobar una marca de cremat en el quadre de cables en algun lloc darrere el post 29# de la línia 117
• Es especula que el conductor de la fase A de la línia 115 caigui de la travessa i causi la connexió a terra, i la tensió elèctrica de la fase no defectuosa augmenti, el que provoca la ruptura del punt d'aislament feble de la fase B darrere el post 29# de la línia 117, formant el curt-circuit de les fases A i B de diferents línies i generant el pico de corrent superior a 1000A
• Després de deu milisegons, el conductor de la fase C al post 52# de la Línia 115 també caigui de la travessa, causant el curt-circuit de les fases A i C. Quan el pico de corrent de curt-circuit supera els 5000A, es dispara la protecció relè a la sortida de la línia. Després de que el interruptor salti, el sistema funciona normalment, indicant que l'aislament del punt original de ruptura del post 29# de la línia 117 es restaura.
Ús típic del PMU: Localització de la falla de connexió a terra
• 2018-10-05，15:27:45:395312， Primer avís, es rep l'assignació.
“Assignació: La fase A de la secció 2 de 10kV està connectada a terra a les 15:29” “Assignació: La connexió a terra de la fase A de la secció 2 de 10kV desapareix a les 15:47 ”
• Patrulla per confirmar la ruptura de 127-1-28# de la branca 121 de la línia
• Detecció oportuna del contacte del fil trencat, per evitar que els passants es propin a la descàrrega elèctrica. Es especula que la vibració a terra del conductor aïllat trencat causa múltiples connexions a terra. Un cop el nucli metàl·lic s'hagi retraït a la capa d'aïllament, la operació amb pèrdua de fase resultarà en que la tensió del bus retorni a la normalitat
• Durant aquest temps, va passar el tifó "Connie", per tant, es especula que la línia trencada va ser causada pel tifó.
Ús típic del PMU: Big Data + Identificació de guia AI per trobar els interruptors de falla
És un sistema de connexió a terra de baixa resistència, configuració del sensor PMU.
procés sencer d'identificació i confirmació de la falla:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, la línia C28YC va tenir 5 avisos de connexió a terra, i tots els avisos tenien les mateixes característiques, però no es va poder trobar el punt de falla durant la inspecció in situ.
• L'IA va identificar una coincidència entre les característiques de la segona meitat del cicle i un tipus de forma d'ona en la base de dades històrica, i va deduir que era un defecte d'interruptor.
• El 5 de febrer de 2021, el personal in situ va tenir un objectiu en ment i va trobar el defecte de l'interruptor al post 84.
Ús típic del PMU: Avís d'aislament de la línia - Raó: Desastre meteorològic
Mode de connexió a terra de la línia: bobina supressora d'arc al bus 1, bus 2 sense aterrament Detalls de la disposició del sensor PMU:
Temps d'avis del sistema: 13 cops
Procés d'evolució de la falla: a la tarda del 13 d'agost de 2019, hi havia 13 pertorbacions, totes indicaven que es produïren en la mateixa secció de línia. La tensió de seqüència zero augmenta continuament des de 20V al principi de l'avís fins a 30V al final. La corrent de seqüència zero augmenta de 3A a 5A, i l'aislament de la línia es deterioren. Degut a l'acumulació de tasques d'emergència causades pel tifó un dia abans, la prioritat de l'alerta inicial i la eliminació de la falta ha estat posposada. Després de 9 hores de deteriorament en un curt-circuit, es produeix l'acció de protecció, el salto del interruptor, provocant un tall de corrent.
Ús típic del PMU: Avís d'aislament de la línia - Raó: Conflicte amb arbres
A partir de les 21 hores del 25 de maig de 2020, es van percebre gairebé cent esdeveniments de pertorbació febles, tots ocorreguts en el mateix lloc.
La resistència d'amortització de la bobina supressora d'arc a la estació es calenta greument.
El personal de manteniment va patrullar la línia segons la informació d'alerta.
Després de netejar les barreres d'arbres i eliminar els defectes, l'aislament de uns 14 punts de la línia es va restaurar completament i el sistema va tornar a la normalitat.
Ús típic del PMU: Avís de falla de la línia - Raó: Dany de l'aislament neutral per ocells
Temps d'avis del sistema: 10
Procés d'evolució de la falla: Des de les 19:57:41 fins a les 22:48:18 del 7 de juliol de 2018, es van generar dezenes d'alarms en el mateix lloc.
El temps entre dues falles es va fer més curt i la freqüència va augmentar, el que mostra la tendència a desenvolupar-se en falles permanentes de connexió a terra d'una sola fase. A l'entorn de les 10:50, el personal de manteniment va tirar manualment l'interruptor al lloc, va destruir el nin de l'ocell en la secció de falla, va tancar l'interruptor per restablir la transmissió de corrent, la falla va desaparèixer.
Ús típic de UCMU : Avís de falla de l'equip - Raó: Dany extern al cable
Mode de connexió a terra de la línia: aterrament a través de la bobina supressora d'arc Nombre d'avisos per SMS: 1
Procés d'evolució de la falla: Hi hagué múltiples aterraments instantanis des de les 15:22 del 24 d'abril de 2020, i el sistema va enviar múltiples informacions d'alerta. Per evitar l'alerta freqüent de missatges curts causada per la pertorbació instantània, el sistema estableix tres aterraments instantanis en 20 minuts com a condició per enviar missatges d'alerta. Aquesta condició es pot millorar mitjançant l'acumulació i l'aprenentatge de dades massives mitjançant la configuració de la freqüència. A les 17:46, es va convertir en aterrament permanent i va durar 55 minuts.
Ús típic del PMU: Avís de falla de l'equip - Raó: Deteriorament de l'aislament de l'armari d'interruptors
Temps d'avis del sistema: 4
Procés d'evolució de la falla: Durante el període del 21 de novembre de 2020 al 24 de novembre de 2020, hi hagué 4 aterraments instantanis i 1 aterrament permanent, i finalment evolucionà en una falla de curt-circuit. El sistema va registrar 5 falles d'aterrament amb el mateix interval de falla, ona similar i característiques obvies de llargada d'arc, que foren jutjades com falles d'aislament en la mateixa ubicació.
