Visokoprecizna PMU sistema za zaštita i automatizacija na distributivnata mreža

Системата за автоматизирана заштита на дистрибутивните линии PMU е нова система за автоматизација на дистрибутивни мрежи.

за решавање на сегашните проблеми, особено на земјискиот дефект.

која е базирана на меренјето на синхрони фазори во дистрибутивната мрежа - μPMU.

PMU (мерач на фазори), автономна уредба или модул. Податоците за одземување на напон/стрuja се со временска ознака BDS/GPS точна до ниво US.

Основни функции:• Фазор: амплитуда, фазен агол,• Фреквенција (f) и промена на фреквенција (△f/△t)

μPMU Блок-дијаграм на хардверската архитектура

Широка област на мерен систем (WAMS)
• Мерките на PMU се апсолутно синхронизирани со светскиот стандарден време (UTC)
• Синхронизација на мерки во широка област на повеќе PMU инсталирани на различни локации
• Математички израз на сигналот за напон/стрuja:

Надворешен токов сензор i-WCS – Едноканален токов PMU

Решение за проблемите во дистрибутивната мрежа која е базирана на PMU на дистрибутивната мрежа и технологијата на синхрони фазори во широка област.

• Високапрецизна и високочестотна аквизиција на ток
• Синхронизација во широка област, индукција на моќ
• Инсталација под живо, заштита IP67
• Поддршка за двосмерен поток на моќ или работа на прстенова мрежа
• Комуникација 3G/4G/5G：
a. Редовно извештајство за секој хармоник
b. Локални настани го активираат прикачувањето на податоци
c. Оддалечен позив и тест на специфични моментални податоци

• 1μs Синхронизација во широка област
• 12.8kHz Честота на узимање узорци
• 60 мин Запис и повторување на валата
• 0.5 Точност на мерење
• 3.5A Минимален оперативен ток за целосна функционалност

Тип кабел токов сензор RCMU – Многоканален токов PMU

RCMU - Подземен кабелски токов сензор

• 1μs Синхронизација во широка област
• 12.8kHz Честота на узимање узорци
• 0.5 Точност на мерење
• 60 мин Повторување на податоци
• 3 мерења на ток
• Оддалечена трансмисија безжична/со жична врска

• Збират трифазен ток, ист принцип како тип надворешен, подобро за прстенови јединици, превклучувачки станции, подстанции.
• Синхронизација во широка област, индукција на моќ, или 24V/48V DC захранување
• Локален алгоритам за одлука на дефект според ток:
a. Прекинато прекомерен ток
b. Нулт ред прекомерен ток
c. Асиметричен фазен ток
• Запис на валата наречен мерење, поддршка за распределена локација на дефект
• Поддршка за двосмерен поток на моќ или работа на прстенова мрежа
• 3G/4G/5G или мрежна комуникација

Јединица за собирање на бус BDCU – Едно/Многоканален напон PMU

Внатрешен тип и Надворешен тип

• 220V AC/24V DC захранување • Оптичка влакна, со жична, безжична
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • 300 токови сензори можат да се пристапат Аквизиција на напон：
• 1μs Синхронизација во широка област
• 1.0 Точност на мерење
• 12.8kHz Честота на узимање узорци
• 60 мин Повторување на запис на валата

За еднофазен дефект на земја со ток на земја поголем од 1A, детекцијата и локацијата на точност е 100%, со 0 лажни позитиви
• Збират нулт ред напон, започнува запис на дефект на земја
• Збират и процесираат записот на валата, и детерминираат комплексно дефектот
• Безбеден пристап до главната дистрибутивна станција 
a. Користи се како уред за мониторинг на изолација на земја во станцијата
b. Користи се како уред за мониторинг на изолација на земја во станцијата
c. Не се зависи од главната станција за завршување на дефектот

Составот на интелигентниот систем за мониторинг на состојбата на дистрибутивната мрежа базиран на меренјата на PMU

Сценарија за користење на дистрибутивната мрежа

Типично користење на PMU - Оценка на состојбата на линијата

Типично користење на PMU - Распределени запис на валата 

Записот на податоци од сите точки за мониторинг на линијата и станцијата е означет со апсолутно време на ниво микросекунда. Секој уред може да го активира записот кога се исполнети поставените услови за почеток. Праќа "слика" на целата мрежа базирана на временски повратен позив на било кој настан на било која локација до записот на податоци од сите сензори. Тоа обезбедува глобални податоци за детална анализа на настани и облеснува процесот на инверзија, проследливост и рано определување на аномални состојби, итн.

Типично користење на PMU - Мониторинг на квалитетот на енергијата

Сензорот може да пресмета и да извести хармоники во реално време. Базирано на синхрони податоци во широка област, можат да се пресметаат различни индекси на квалитет на енергијата како што се несбалансираност на три фази, фреквенција на мрежата и стапка на промена на фреквенцијата, и може да се локализира источникот на замуреност.

Типично користење на PMU - Предупредување на крадење на електрична енергија

Според податоците за оптерење на висок напон и формата на токот на корисникот, анализираат и идентификуваат карактеристиките на оптерењето, и мониторираат електричното однесување на терминалниот корисник, што може да се користи за оддалечено мониторирање и дијагностика на состојбата на електричната опрема.

Типично користење на PMU: Предупредување за дефект, проследливост и процес на инверзија

Предупредување：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, линија 115, колона 1# 64#, фаза A до земја
• 2017-10-30 12:15:39：093125 , линија 117, колона 29#, фаза B на земја прекинат, пикиран ток над 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468 , Линија 115, помеѓу колоните 1# и 64#, фаза A и C прекинат, пикиран ток на колона 1# над 5000A Полето за обратна врска и процес на инверзија на дефект:
• Догадна се аварија со автомобил на колона 52# на линија 115
• Прегледот открил след на горење во кабинетот за кабели некаде зад колона 29# на линија 117
• Спекулира се дека проводникот на фаза A на линија 115 паѓа се на крстецот и предизвикува земја, а напонот на нефалената фаза се зголемува, што доведува до пробивање на слабата точка на изолацијата на фаза B зад колона 29# на линија 117, формирајќи прекин на фазите A и B на различни линии и генерирајќи пикиран ток над 1000A
• После неколку милисекунди, проводникот на фаза C на колона 52# на Линија 115 исто така паѓа се на крстецот, предизвикувајќи прекин на фаза A и C. Кога пикираната вредност на токот на прекинот над 5000A, релейната заштита на излезот на линијата се активира. После што превклучникот се отвори, системот работи нормално, што указува дека изолацијата на првобитната точка на пробивање на колона 29# на линија 117 е вратена.

Типично користење на PMU: Локација на дефектот на прекин на земја

• 2018-10-05，15:27:45:395312， Прво предупредување, примила се известување за доделување.
“Известување за доделување: 10kV Секција 2 Фаза A е поврзана со земјата на 15:29”  “Известување за доделување: 10kV Секција 2 Фаза A земја исчезнува на 15:47 ”
• Патрулаж до потврдување на прекин на 127-1-28# на граната 121 
• Тимевско откривање на контакт на прекинат проводник, за избегнување на пасажери да се приближат до електричниот шок. Спекулира се дека трептенјето на земјата на прекинатиот изолиран проводник предизвикува многу поврзувања на земја. Потоа кога металниот језгро се враќа во изолациониот слој, работата без фаза ќе резултира во враќање на напонот на бусот во нормално состојба
• Во тоа време, тајфонот "Кони" премина преку, така што се спекулира дека прекинатата линија беше предизвикана од тајфонот.

Типично користење на PMU: Големи податоци + Идентификација на AI за наоѓање на превклучници со дефект

Е мал резистивен систем на земја, конфигурација на сензорот PMU.

целосен процес на идентификација и потврдување на дефектот:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, линијата C28YC имаше 5 предупредувања за земја, и сите предупредувања имаа исти карактеристики, но дефектната точка не можеше да се најде
во полето.
• AI идентификува совпаѓање меѓу карактеристиките на втората половина на циклусот и една форма на валата во историската база на податоци, и заклучи дека е дефект на превклучникот.
• На 5 февруари 2021 година, полетните лица имаа цел и пронашле дефект на превклучникот на колона 84.

Типично користење на PMU: Предупредување за изолација на линијата - Причина: Метеоролошки бедстви

Модел на земја на линијата: бус 1 арк елиминатор, бус 2 не земја Детали за распоред на сензорот PMU:

Број на предупредувања на системот: 13 пати
Процес на еволуција на дефектот: попладне на 13 август 2019 година, имаше 13 разбурени настани, сите показваа дека се случија во иста секција на линијата. Нулт ред напон се зголемува континуирано од 20V на почетокот на предупредувањето до 30V на крајот. Нулт ред ток се зголемува од 3A до 5A, и изолацијата на линијата се влошува. Зборот на емергентни поправки предизвикани од тајфонот еден ден порано, приоритетот на работата за предупредување и елиминација на недостатоците биле одложени. Послед 9 часови влошување во краткиот прекин, заштитна акција, превклучникот се отвори, резултирајќи во прекин на енергијата.

Типично користење на PMU: Предупредување за изолација на линијата - Причина: Конфликт со дрвета

Од 21 час на 2020.5.25, се почувстваа околу сто слаби разбурени настани се случија во исто место.
Демпферниот резистор на арк елиминаторот во станцијата е сериозно загрет.
Лицата за одржба патрулираа линијата според информации за предупредување.
После чистење на дрвото и елиминација на недостатоците, изолацијата на околу 14 точки на линијата беше целосно вратена и системот се врати во нормално состојба.

Типично користење на PMU: Предупредување за дефект на линијата - Причина: Штета од птици Нулт ред

Број на предупредувања на системот: 10
Процес на еволуција на дефектот: Од 19:57:41 до 22:48:18 на 7 јули 2018 година, десетици предупредувања беа издадени во исто место.
Времето помеѓу два дефекта се скрати и фреквенцијата се зголеми, што покажува тенденција да се развие во постоянен еднофазен дефект на земја. Околу 10:50, лицата за одржба рачно отворија превклучникот на местото, уништија гнездото на птицата во дефектната секција, затворија превклучникот за враќање на префрлање, дефектот изчезна.

Типично користење на UCMU : Предупредување за дефект на опремата - Причина: Штета од надворешна сила на кабела

Модел на земја на линијата: земја преку арк елиминатор Број на предупредувања со SMS: 1

Процес на еволуција на дефектот: Множество моментални земји се случија од 15:22 на 24 април 2020 година, и системот ги испрати множеството информации за предупредување. За да се избегне често предупредување со кратки пораки предизвикани од моментални разбурени настани, системот постави три моментални земји во 20 минути како услов за испраќање на предупредување со кратка порака. Овој услов може да се подобри преку накопување и учење на големи податоци со поставување на фреквенција. До 17:46, стана постоянно земја и траеше 55 минути.

Типично користење на PMU: Предупредување за дефект на опремата - Причина: Влошување на изолацијата на превклучничката опрема

Број на предупредувања на системот: 4
Процес на еволуција на дефектот: Во периодот од 2020.11.21 до 2020.11.24, имаше 4 моментални земји и 1 постоянна земја, и на крај се развие во краткиот прекин. Системот запиша 5 земји со исти интервали на дефект, слична форма на валата и очигледни карактеристики на држење на дуг, кои беа судирани како дефекти на изолацијата на исто место.