سیستم اتوماسیون حفاظت خط توزیع با دقت بالا PMU

سیستم اتوماسیون محافظت خط توزیع PMU یک سیستم جدید اتوماسیون توزیع خط است.

برای حل مشکلات فعلی به ویژه خطا در زمین.

که بر پایه اندازه‌گیری فازور همزمان شبکه توزیع-μPMU می‌باشد.

PMU (واحد اندازه‌گیری فازور)، دستگاه یا ماژول مستقل. داده‌های نمونه‌برداری ولتاژ/جریان همه با زمان‌بندی BDS/GPS دقیق به سطح میکروثانیه هستند.

عملکردهای پایه: • فازور: دامنه، زاویه فاز, • بسامد (f) و تغییرات بسامد (△f/△t)

نمودار بلوک ساختار سخت‌افزاری μPMU

سیستم اندازه‌گیری وسیع منطقه (WAMS)
• اندازه‌گیری‌های PMU کاملاً همزمان با زمان استاندارد جهانی (UTC) هستند
• همزمان‌سازی اندازه‌گیری‌های وسیع منطقه از چندین PMU نصب شده در مکان‌های مختلف
• بیان ریاضی سیگنال ولتاژ/جریان:

سنسور جریان هوایی i-WCS – PMU جریان تک کانال

راه‌حل برای مشکلات شبکه توزیع که بر پایه PMU شبکه توزیع و تکنولوژی اندازه‌گیری فازور همزمان وسیع منطقه است.

• جمع‌آوری جریان با دقت بالا و فرکانس بالا
• همزمان‌سازی وسیع منطقه، القای قدرت
• نصب زنده، محافظت IP67
• پشتیبانی از جریان دوطرفه یا عملکرد شبکه حلقه‌ای
• ارتباط 3G/4G/ 5G：
a. گزارش دوره‌ای هر هارمونیک
b. رویدادهای محلی تحریک آپلود داده‌ها
c. تماس و آزمون دوره‌ای داده‌های لحظه خاص

• همزمان‌سازی وسیع منطقه 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• ضبط و پخش موج 60 دقیقه
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• 3.5A کمترین جریان عملیاتی کامل

سنسور جریان نوع کابل RCMU – PMU جریان چند کاناله

RCMU - سنسور جریان کابل زیرزمینی

• همزمان‌سازی وسیع منطقه 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• پخش داده‌ها 60 دقیقه
• اندازه‌گیری 3 جریان
• انتقال دوردست با سیمی/بی‌سیم

• جمع‌آوری جریان سه‌فاز، مانند اصل نوع هوایی، مناسب برای واحد حلقه اصلی، ایستگاه تغییر، زیرстанسیون.
• همزمان‌سازی وسیع منطقه، القای قدرت، یا تأمین توان DC 24V/48V
• الگوریتم تصمیم‌گیری خطا محلی بر اساس جریان:
a. جریان بیش از حد کوتاه‌مداری
b. جریان بیش از حد دنباله صفر
c. جریان فاز نامتقارن
• ضبط موج نام‌گذاری شده اندازه‌گیری، پشتیبانی از موقعیت‌یابی خطا توزیع‌شده
• پشتیبانی از جریان دوطرفه یا عملکرد شبکه حلقه‌ای
• ارتباط 3G/4G/5G یا شبکه

واحد جمع‌آوری باس BDCU – PMU ولتاژ تک/چند کاناله

نوع داخلی و خارجی

• تأمین توان 220V AC/24V DC • فیبر نوری، سیمی، بی‌سیم
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • 300 سنسور جریان قابل دسترسی جمع‌آوری ولتاژ：
• همزمان‌سازی وسیع منطقه 1μs
• دقت اندازه‌گیری 1.0
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• پخش ضبط موج 60 دقیقه

برای خطا در زمین تک‌فاز با جریان زمین بیش از 1A، دقت تشخیص و موقعیت‌یابی 100% است، با 0 خطای غلط
• جمع‌آوری ولتاژ دنباله صفر، شروع ضبط خطا در زمین
• جمع‌آوری و پردازش ضبط موج، و تعیین جامع خطا
• دسترسی ایمن به ایستگاه توزیع اصلی 
a. استفاده به عنوان دستگاه مانیتورینگ عایق‌بندی زمین ایستگاه
b. استفاده به عنوان دستگاه مانیتورینگ عایق‌بندی زمین در ایستگاه
c. عدم تکیه بر ایستگاه اصلی برای کامل کردن خطا

تشکیل سیستم مانیتورینگ وضعیت هوشمند شبکه توزیع بر اساس اندازه‌گیری PMU

سناریوهای استفاده شبکه توزیع

استفاده معمول PMU - ارزیابی وضعیت خط

استفاده معمول PMU - ضبط موج توزیع‌شده 

داده‌های ضبط شده تمام نقاط مانیتورینگ در خط و ایستگاه با زمان مطلق در سطح میکروثانیه برچسب‌گذاری شده‌اند. هر دستگاهی می‌تواند ضبط را در صورت تحقق شرایط شروع پیش‌فرض تحریک کند. پیش‌نمایی "نما" کل شبکه بر اساس بازگشت زمانی هر رویداد در هر مکان تا داده‌های ضبط شده تمام سنسورها ارائه می‌کند. این امر داده‌های جهانی برای تحلیل دقیق رویدادها و تسهیل معکوس‌سازی فرآیند، قابلیت ردیابی و هشدار وضعیت ناهماهنگ و غیره فراهم می‌کند.

استفاده معمول PMU - مانیتورینگ کیفیت توان

سنسور می‌تواند هارمونیک‌ها را در زمان واقعی محاسبه و گزارش دهد. بر اساس داده‌های همزمان وسیع منطقه، شاخص‌های مختلف کیفیت توان مانند نامتوازن سه‌فاز، بسامد شبکه و نرخ تغییر بسامد محاسبه شده و منبع بار آلوده می‌تواند مکان‌یابی شود.

استفاده معمول PMU - جلوگیری از دزدی برق

بر اساس داده‌های بار سمت فشار بالای کاربر و موج جریان، مشخصات بار تحلیل و شناسایی شده و رفتار برقی کاربر نهایی مانیتورینگ می‌شود، که می‌تواند برای مانیتورینگ و تشخیص دوردست وضعیت تجهیزات برقی استفاده شود.

استفاده معمول PMU: هشدار خطا، قابلیت ردیابی و معکوس‌سازی فرآیند

هشدار：
• 2017-10-30 12:15:39:081719، خط 115، ستون 1# 64#، فاز A به زمین
• 2017-10-30 12:15:39:093125 ، خط 117، ستون 29#، فاز B به زمین کوتاه‌مداری، جریان قله‌ای بیش از 1000A
• 2017-10-30 12:15:39:115468 ، خط 115، بین ستون‌های 1# و 64#، فاز‌های A و C کوتاه‌مداری، جریان قله‌ای در ستون 1# بیش از 5000A بازخورد میدانی و معکوس‌سازی فرآیند خطا:
• تصادف خودرو در ستون 52# خط 115 رخ داد
• بازرسی یک نشانه سوختگی در کابین کابل جایی پشت ستون 29# خط 117 یافت شد
• حدس زده می‌شود که رساننده فاز A خط 115 از برابری سقوط کرده و به زمین متصل شده و ولتاژ فاز‌های غیرخطایی افزایش یافته که منجر به شکست عایق نقطه ضعیف فاز B پشت ستون 29# خط 117 شده و کوتاه‌مداری فاز‌های A و B خط‌های مختلف را تشکیل داده و جریان قله‌ای بیش از 1000A ایجاد کرده است
• پس از چند ده میلی‌ثانیه، رساننده فاز C در ستون 52# خط 115 نیز از برابری سقوط کرده و کوتاه‌مداری فاز‌های A و C را ایجاد کرده است. وقتی جریان قله‌ای کوتاه‌مداری بیش از 5000A شد، حفاظت مداری در خروجی خط عمل کرد. پس از قطع کلید، سیستم به طور طبیعی اجرا شد، که نشان می‌دهد عایق نقطه شکست اصلی ستون 29# خط 117 بازگشته است.

استفاده معمول PMU: موقعیت‌یابی خطا در زمین جدا شده

• 2018-10-05، 15:27:45:395312، اولین هشدار، اعلان تخصیص دریافت شد.
“اعلان تخصیص: فاز A بخش 2 10kV در ساعت 15:29 به زمین متصل شده است” “اعلان تخصیص: فاز A بخش 2 10kV در ساعت 15:47 از زمین جدا شده است”
• بازرسی برای تأیید شکست 127-1-28# شاخه خط 121
• کشف به موقع تماس سیم‌های شکسته، برای جلوگیری از تکه‌گیری عبورکنندگان. حدس زده می‌شود که لرزش زمین سیم عایق‌بندی شکسته منجر به چندین زمین شده است. پس از بازگشت هسته فلزی به لایه عایق‌بندی، عملیات بدون فاز منجر به بازگشت ولتاژ باس به حالت عادی شده است
• در این مدت، طوفان "کانی" عبور کرده است، بنابراین حدس زده می‌شود که خط جدا شده به دلیل طوفان ایجاد شده است.

استفاده معمول PMU: داده‌های بزرگ + شناسایی AI برای یافتن کلیدهای خطا

این یک سیستم زمین‌گذاری مقاومت کوچک است، پیکربندی سنسور PMU.

کل فرآیند شناسایی و تأیید خطا:
• 2020.11.25 - 2021.2.5، خط C28YC 5 هشدار زمین داشته است، و همه هشدارها ویژگی‌های مشابهی داشته‌اند، اما نقطه خطا در بازرسی میدانی یافت نشد.
• AI شناسایی کرد که ویژگی‌های نیمه دوم دوره با یک نوع موج در پایگاه داده تاریخی مطابقت دارد، و استنتاج کرد که این یک نقص کلید است.
• در 5 فوریه 2021، کارکنان میدانی با هدف مشخص کلید خطا را در ستون 84 پیدا کردند.

استفاده معمول PMU: هشدار عایق‌بندی خط - دلیل: فاجعه هواشناسی

مدل زمین‌گذاری خنثی خط: کویل خنثی‌ساز قوس باس 1، باس 2 بدون زمین‌گذاری جزئیات پیکربندی سنسور PMU:

تعداد هشدارهای سیستم: 13 بار
فرآیند تکامل خطا: در بعد از ظهر 13 اوت 2019، 13 اختلال رخ داد، همه نشان می‌دهند که در همان بخش خط رخ داده‌اند. ولتاژ دنباله صفر از 20V در آغاز هشدار به 30V در پایان افزایش می‌یابد. جریان دنباله صفر از 3A به 5A افزایش می‌یابد و عایق‌بندی خط تضعیف می‌یابد. به دلیل تجمع کارهای تعمیر و نگهداری اضطراری ناشی از طوفان روز قبل، اولویت کارهای هشدار و حذف نقص به تعویق افتاد. پس از 9 ساعت تضعیف به کوتاه‌مداری تبدیل شد، عملکرد حفاظتی کلید را فعال کرد، که منجر به قطع برق شد.

استفاده معمول PMU: هشدار عایق‌بندی خط - دلیل: تداخل با درختان

از ساعت 21 در 25 مه 2020، تقریباً صد رویداد اختلال ضعیف دریافت شد، همه در همان مکان رخ داده‌اند.
مقاومت دمپر کویل خنثی‌ساز در ایستگاه به شدت گرم شده است.
کارکنان نگهداری خط را بر اساس اطلاعات هشدار بازرسی کردند.
پس از رفع موانع درختی و حذف نقص‌ها، عایق‌بندی حدود 14 نقطه خط کاملاً بازگشته و سیستم به حالت عادی بازگشته است.

استفاده معمول PMU: هشدار خطا خط - دلیل: آسیب پرنده به خنثی خط

تعداد هشدارهای سیستم: 10
فرآیند تکامل خطا: از 19:57:41 تا 22:48:18 در 7 ژوئیه 2018، ده‌ها هشدار در همان مکان رخ داده‌اند.
زمان بین دو خطا کوتاه‌تر می‌شود و فرکانس بالاتر می‌رود که نشان‌دهنده روند تبدیل به خطا در زمین دائمی تک‌فاز است. در حدود 10:50، کارکنان نگهداری کلید را به صورت دستی در مکان کشیدند، آشیانه پرنده در بخش خطا را از بین بردند، کلید را بستند تا انتقال برق را بازگردانند، خطا ناپدید شد.

استفاده معمول UCMU : هشدار خطا تجهیزات - دلیل: آسیب بیرونی به کابل

مدل زمین‌گذاری خنثی خط: زمین‌گذاری خنثی از طریق کویل خنثی‌ساز تعداد هشدارهای پیامک: 1

فرآیند تکامل خطا: از ساعت 15:22 در 24 آوریل 2020، چندین زمین‌گذاری لحظه‌ای رخ داد و سیستم چندین اطلاعات هشدار ارسال کرد. برای جلوگیری از هشدارهای مکرر پیامک ناشی از اختلال لحظه‌ای، سیستم سه زمین‌گذاری لحظه‌ای در 20 دقیقه را به عنوان شرط ارسال هشدار پیامک تنظیم کرده است. این شرط می‌تواند از طریق تجمع و یادگیری داده‌های بزرگ با تنظیم فرکانس بهبود یابد. تا 17:46، به زمین‌گذاری دائمی تبدیل شد و 55 دقیقه به طول انجامید.

استفاده معمول PMU: هشدار خطا تجهیزات - دلیل: تضعیف عایق‌بندی تجهیزات کلید

تعداد هشدارهای سیستم: 4
فرآیند تکامل خطا: در بازه زمانی 21 تا 24 نوامبر 2020، 4 زمین‌گذاری لحظه‌ای و 1 زمین‌گذاری دائمی رخ داد و در نهایت به خطا کوتاه‌مداری تبدیل شد. سیستم 5 خطا زمین‌گذاری با فاصله خطا یکسان، موج مشابه و ویژگی‌های واضح کشش قوس را ثبت کرد که به عنوان خطا عایق‌بندی در همان مکان تشخیص داده شد.