PMU 高精度配電線保護自動化システム

PMU配線保護自動化システムは新しい配電自動化システムです。

特に接地障害の問題を解決するために設計されています。

これは配電網同期相量測定-μPMUに基づいています。

PMU（相量測定装置）は、単独のデバイスまたはモジュールです。電圧/電流サンプリングデータにはすべてBDS/GPSタイムスタンプが付いており、精度はマイクロ秒レベルです。

基本機能：
• 相量：振幅、位相角
• 周波数（f）および周波数変動（△f/△t）

μPMUハードウェアアーキテクチャブロック図

広域測定システム（WAMS）
• PMU測定は世界標準時（UTC）と完全に同期しています
• 異なる場所に設置された複数のPMUの広域測定同期
• 電圧/電流信号の数学的表現：

オーバヘッド電流センサー i-WCS - シングルチャンネル電流PMU

配電網PMUと広域同期相量測定技術に基づいた配電網問題のソリューション。

• 高精度および高周波電流取得
• 広域同期、電力誘導
• ライブインストール、IP67保護
• 双方向電力フローまたはリングネットワーク動作のサポート
• 3G/4G/5G通信：
a. 各高調波の定期報告
b. ローカルイベントによるデータアップロードトリガー
c. 特定の瞬間データのリモートコールとテスト

• 1μs広域同期
• 12.8kHzサンプリング周波数
• 60分の波形記録および再生
• 0.5測定精度
• 3.5A全機能最小動作電流

ケーブル型電流センサー RCMU - マルチチャンネル電流PMU

RCMU - 地下ケーブル電流センサー

• 1μs広域同期
• 12.8kHzサンプリング周波数
• 0.5測定精度
• 60分データ再生
• 3つの電流測定
• ワイヤレス/有線リモート伝送

• 三相電流収集、オーバーヘッドタイプの原理と同じで、リングメインユニット、スイッチングステーション、変電所に適しています。
• 広域同期、誘導電力、または24V/48V DC電源
• 電流に基づくローカル障害決定アルゴリズム：
a. 短絡過電流
b. 零相序過電流
c. 不対称相電流
• 波形記録呼び出し測定、分散障害位置特定のサポート
• 双方向電力フローまたはリングネットワーク動作のサポート
• 3G/4G/5Gまたはネットワーク通信

バス収集ユニット BDCU - シングル/マルチ電圧PMU

室内型および室外型

• 220V AC/24V DC電源供給
• 光ファイバ、有線、無線
• IEC 60870-5-101/104/DNP3
• 300電流センサーがアクセス可能
電圧取得：
• 1μs広域同期
• 1.0測定精度
• 12.8kHzサンプリング周波数
• 60分波形記録再生

接地電流が1Aを超える単相接地障害の場合、検出および位置特定の精度は100%であり、誤報はありません
• 零相序電圧の収集、接地障害の記録開始
• 記録波の収集および処理を行い、障害を包括的に判定
• 主配電所への安全なアクセス
a. 駅接地絶縁監視装置として使用
b. 所内接地絶縁監視装置として使用
c. メインステーションに依存せずに障害を完了

PMU測定に基づく知能配電網状態監視システムの構成

配電網使用シナリオ

PMUの典型的な使用 - 回線状態評価

PMUの典型的な使用 - 分散波形記録

回線および駅内のすべての監視ポイントの記録データには、マイクロ秒レベルの絶対時間が付いています。あらかじめ設定された開始条件が満たされると、任意のデバイスが記録をトリガーできます。任意の場所での任意のイベントの時間コールバックに基づいて、すべてのセンサーの記録データまで全体のネットワークの「スナップショット」を提供します。これにより、イベントの詳細分析のためのグローバルデータが提供され、プロセス逆転、トレーサビリティ、異常状態の早期警告などが容易になります。

PMUの典型的な使用 - 電力品質監視

センサーはリアルタイムで高調波を計算および報告することができます。広域同期データに基づいて、三相アンバランス、グリッド周波数および周波数変動率などのさまざまな電力品質指標を計算し、汚染源負荷を位置特定することができます。

PMUの典型的な使用 - 電力盗難防止

ユーザーの高圧側負荷データおよび電流波形に基づいて、負荷特性を分析および識別し、末端ユーザーの電気行動を監視することができます。これにより、電気設備の状態のリモート監視および診断が可能です。

PMUの典型的な使用：障害警告、トレーサビリティおよびプロセス逆転

警告：
• 2017-10-30 12:15:39：081719、回線115、ポール1# 64#、フェーズA対地
• 2017-10-30 12:15:39：093125、回線117、ポール29#、フェーズB接地短絡、ピークフローが1000Aを超える
• 2017-10-30 12:15:39：115468、回線115、ポール1# と 64# の間にフェーズAとCの短絡、ポール1#のピーク電流が5000Aを超える
フィールドフィードバックおよび障害プロセス逆転：
• 回線115のポール52#で車両衝突事故が発生
• 検査で、回線117のポール29#の後ろにあるどこかのケーブルキャビネットに焼け跡が見つかった
• 回線115のフェーズA導体がクロスアームから落ちて接地し、非障害フェーズの電圧が上昇し、回線117のポール29#の背後の絶縁弱点フェーズBが破壊され、異なる回線のフェーズAとBの短絡が形成され、ピーク電流が1000Aを超えると推測される
• 数十ミリ秒後、回線115のポール52#のフェーズC導体もクロスアームから落ち、フェーズAとCの短絡が発生。短絡電流のピークが5000Aを超えると、回路出口のリレープロテクションが動作し、スイッチがトリップすると、システムは正常に動作し、回線117のポール29#の元の破壊点の絶縁が復旧したことを示す。

PMUの典型的な使用：切断接地障害位置特定

• 2018-10-05、15:27:45:395312、最初の警報、割り当て通知を受け取る。
“割り当て通知：15:29に10kVセクション2フェーズAが接地接続” “割り当て通知：15:47に10kVセクション2フェーズA接地消失”
• 巡視により、回線121支線の127-1-28#の断線を確認
• 断線接触の迅速な発見により、通行人が近づく電気ショックを避ける。断線絶縁導体の地面の揺れにより複数の接地が発生し、金属芯が絶縁層に戻ると、フェーズ欠損動作により母線電圧が正常に戻ることが推測される
• この期間中、台風「コニー」が通過したため、台風によって切断された線が原因と推測される。

PMUの典型的な使用：ビッグデータ+AI識別ガイドによる障害スイッチの検索

これは小抵抗接地システムであり、PMUセンサーヘ配置されています。

障害の識別および確認の全過程：
• 2020.11.25 - 2021.2.5、C28YC回線で5回の接地警報があり、すべて同じ特性でしたが、現場検査では障害点を見つけることができなかった。
• AIは、半周期の後半の特性と履歴データベースの波形の一種との一致を識別し、スイッチ欠陥であると推論した。
• 2021年2月5日、現場スタッフは目標を持って作業し、ポール84でスイッチの障害を見つけた。

PMUの典型的な使用：回線絶縁警告 - 理由：気象災害

回線中性接地モード：バス1消弧コイル、バス2未接地
PMUセンサ配置詳細：

システム警告回数：13回
障害進化プロセス：2019年8月13日の午後、13回の擾乱があり、すべて同じ回線区間で発生したことが示されました。ゼロ相序電圧は警告の初めの20Vから最終的には30Vに連続して上昇し、ゼロ相序電流は3Aから5Aに増加し、回線の絶縁が悪化しました。前日に台風による緊急修理タスクの積み残しがあり、早期警告と欠陥除去作業の優先度が延期されました。9時間後に短絡に悪化し、保護動作トリップにより停電が発生しました。

PMUの典型的な使用：回線絶縁警告 - 原因：木との衝突

2020年5月25日の21時頃から、ほぼ100回の弱い擾乱イベントが感知され、すべて同じ場所で発生しました。
駅内の消弧コイルの減衰抵抗が深刻に熱を持つ。
メンテナンススタッフは警告情報に基づいて回線を巡回しました。
木の障壁をクリアし、欠陥を取り除くことで、約14箇所の回線の絶縁が完全に復旧し、システムは正常に戻りました。

PMUの典型的な使用：回線障害警告 - 原因：鳥による被害

システム警告回数：10回
障害進化プロセス：2018年7月7日の19:57:41から22:48:18にかけて、同じ場所で数十回の警報が発生しました。
二つの故障間の時間が短くなり、頻度が高くなる傾向があり、永久的な単相接地障害になる可能性が示されました。午前10時50分頃、メンテナンススタッフが現場でスイッチを手動で引き、故障区間の鳥の巣を破壊し、スイッチを閉じて送電を復旧させ、障害が消えました。

UCMUの典型的な使用：設備故障警告 - 原因：外部力によるケーブルの損傷

回線中性接地モード：消弧コイルを通じて中性接地
SMS警告回数：1回

障害進化プロセス：2020年4月24日の15:22以降、複数の瞬間的な接地が発生し、システムは複数の警告情報をプッシュしました。瞬間的な擾乱による短メッセージの頻繁な警告を避けるために、システムは20分以内に3回の瞬間的な接地を警告短メッセージのプッシュ条件として設定しました。この条件は、ビッグデータの蓄積と学習によって頻度を設定することで改善できます。17:46までに永続的な接地となり、55分間続きました。

PMUの典型的な使用：設備故障警告 - 原因：スイッチギアの絶縁劣化

システム警告回数：4回
障害進化プロセス：2020年11月21日から2020年11月24日の期間中に、4回の瞬間的な接地と1回の永続的な接地があり、最終的に短絡障害に進化しました。システムは、同じ故障間隔、類似の波形、明確なアーク引き特性を持つ5回の接地障害を記録し、同一場所の絶縁障害と判断されました。