Високоточна система захисту та автоматизації розподільчих ліній PMU
Система автоматизованої захисту ліній розподілу PMU - це нова система автоматизації розподілу ліній.
для вирішення поточних проблем, особливо заземлення.
яка базується на синхронних фазор-вимірюваннях розподільчої мережі-μPMU.
PMU (одиниця вимірювання фазорів), автономний пристрій або модуль. Всі дані вибірки напруги/струму мають позначку часу BDS/GPS з точністю до мікросекунд.
Основні функції: • Фазор: амплітуда, кутова фаза, • Частота (f) та Зміна частоти (△f/△t)
Блок-схема апаратної архітектури μPMU
Широкомасштабна вимірювальна система (WAMS)
• Вимірювання PMU абсолютно синхронізовані зі Світовим
стандартним часом (UTC)
• Широкомасштабна синхронізація вимірювань багатьох PMU,
встановлених у різних місцях
• Математичне вираження сигналу напруги/струму:
Надголовний датчик струму i-WCS - одноканальний токовий PMU
Рішення для проблем розподільчої мережі, яке базується на PMU розподільчої мережі та технології широкомасштабного синхронного фазор-вимірювання.
• Високоточне і високочастотне вибіркове вимірювання струму
• Широкомасштабна синхронізація, індукція електроенергії
• Установка під напругою, захист IP67
• Підтримка двостороннього потоку енергії або операцій у кільцевій мережі
• Зв'язок 3G/4G/5G：
a. Періодичне повідомлення про кожну гармоніку
b. Локальні події, що викликають завантаження даних
c. Віддалений дзвінок та тестування конкретних даних моменту
• 1μs широкомасштабна синхронізація
• 12.8kHz частота дискретизації
• 60 хвилин запис та відтворення хвилі
• 0.5 точність вимірювання
• 3.5A повнофункціональний мінімальний робочий струм
Датчик струму типу кабель RCMU - багатоканальний токовий PMU
RCMU - датчик струму підземного кабелю
• 1μs широкомасштабна синхронізація
• 12.8kHz частота дискретизації
• 0.5 точність вимірювання
• 60 хвилин відтворення даних
• 3 вимірювання струму
• Віддалена передача бездротовим/провідним способом
• Збирання трьохфазного струму, також як принцип надголовного типу, придатний для кільцевих головних блоків, перехідних станцій, підстанцій.
• Широкомасштабна синхронізація, індукція електроенергії, або живлення постійного струму 24V/48V
• Локальний алгоритм прийняття рішень про виникнення несправності на основі струму:
a. Перетин струму
b. Нульова послідовність перетину струму
c. Несиметричний фазовий струм
• Запис хвилі, виклик вимірювання, підтримка розташування розподілених несправностей
• Підтримка двостороннього потоку енергії або операцій у кільцевій мережі
• 3G/4G/5G або мережевий зв'язок
Одиничний/Багатоканальний вимірювальний блок BDCU - PMU напруги
Внутрішній тип і зовнішній тип
• Живлення 220V AC/24V DC • Оптичний волокон, провідний, бездротовий
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • Доступ до 300 датчиків струму Збирання напруги：
• 1μs широкомасштабна синхронізація
• 1.0 точність вимірювання
• 12.8kHz частота дискретизації
• 60 хвилин відтворення запису хвилі
Для однофазної несправності заземлення з струмом заземлення більше 1A, точність виявлення та локалізації становить 100%, з 0 помилками
• Збирання нульової послідовності напруги, початок запису несправності заземлення
• Збирання та обробка запису хвилі, та комплексне визначення несправності
• Безпечний доступ до головної розподільчої станції
a. Використовується як пристрій моніторингу ізоляції заземлення станції
b. Використовується як пристрій моніторингу ізоляції заземлення у станції
c. Не залежить від головної станції для виконання несправності
Структура інтелектуальної системи моніторингу стану розподільчої мережі на основі вимірювань PMU
Сценарії використання розподільчої мережі
Типове використання PMU - оцінка стану лінії
Типове використання PMU - розподілене записування хвиль
Запис всіх точок моніторингу на лінії та станції позначається абсолютним часом на рівні мікросекунди. Будь-який пристрій може запустити запис, коли виконуються передставлені умови запуску. Надає "моментальну знімку" всієї мережі на основі часового виклику будь-якої події в будь-якому місці до записаних даних всіх датчиків. Це надає глобальні дані для детального аналізу подій та сприяє процесу інверсії, відстеження та раннього попередження про аномальний стан тощо.
Типове використання PMU - моніторинг якості електроенергії
Датчик може обчислювати та повідомляти гармоніки в реальному часі. На основі широкомасштабних синхронних даних можна обчислити різні показники якості електроенергії, такі як трифазна несиметрія, частота мережі та швидкість зміни частоти, та відповідно локалізувати джерело забруднення.
Типове використання PMU - протидія крадіжкам електроенергії
На основі даних про навантаження користувача на стороні високої напруги та форми струму, аналізуються та ідентифікуються характеристики навантаження, та моніториться електроповедінка кінцевого користувача, що може бути використано для віддаленого моніторингу та діагностики стану електрообладнання.
Типове використання PMU: Попередження про несправності, відстеження та інверсія процесу
Попередження：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, лінія 115, стовп 1# 64#, фаза A до землі
• 2017-10-30 12:15:39：093125 , лінія 117, стовп 29#, фаза B заземлена короткозамкнення, пік струму перевищує 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468 , Лінія 115, між стовпами 1# і 64#, фази A і C короткозамкнення, пік струму на стовпі 1# перевищує 5000A Полевий відгук та інверсія процесу несправності:
• Трапилася аварія автомобіля на стовпі 52# лінії 115
• При огляді було виявлено пожежний слід у шафі кабелю деяким чином позаду стовпа 29# лінії 117
• Припускається, що провід фази A лінії 115 впав з підвіски і спричинив заземлення, а електронапруга непорушеної фази збільшилася, що призвело до пробою ізоляції слабкого місця фази B позаду стовпа 29# лінії 117, утворюючи короткозамкнення фаз A і B різних ліній і генеруючи пік струму понад 1000A
• Через декілька мілісекунд провід фази C на стовпі 52# лінії 115 також впав з підвіски, спричинивши короткозамкнення фаз A і C. Коли пік короткозамкнення струму перевищив 5000A, було активовано реле захисту на виході лінії. Після відключення вимикача, система працювала нормально, що свідчить про відновлення ізоляції оригінального місця пробою стовпа 29# лінії 117.
Типове використання PMU: Локація несправності заземлення відключення
• 2018-10-05，15:27:45:395312， Перше попередження, отримано повідомлення про розподіл.
“Повідомлення про розподіл: 10kV Розділ 2 Фаза A з'єднана з землею о 15:29” “Повідомлення про розподіл: 10kV Розділ 2 Фаза A заземлення зникло о 15:47 ”
• Патрульне підтвердження розриву 127-1-28# гілки лінії 121
• Вчасне виявлення контакту розриву, щоб уникнути удару струмом людей поблизу. Припускається, що стрибки заземлення розриву ізольованого проводника призводять до кількох заземлень. Після того, як металева серцевина повернулася в ізоляційний шар, робота з втратою фази призведе до повернення напруги шин до норми
• За цей час через територію пройшла тайфун "Конні", тому припускається, що розрив лінії був спричинений тайфуном.
Типове використання PMU: Великі дані + AI ідентифікація для знаходження несправних вимикачів
Це система з малим опором заземлення, конфігурація датчиків PMU.
Весь процес ідентифікації та підтвердження несправності:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, лінія C28YC мала 5 попереджень про заземлення, і всі попередження мали однакові характеристики, але місце несправності не було знайдено під час наявного огляду.
• AI виявила відповідність характеристик другої половини циклу з одним типом форми хвилі в історичній базі даних, та вивела, що це брак вимикача.
• 5 лютого 2021 року, наявний персонал з метою знайшов несправність вимикача на стовпі 84.
Типове використання PMU: Попередження про ізоляцію лінії - Причина: Метеорологічна катастрофа
Режим заземлення нейтралі лінії: шина 1 катушка підсилення, шина 2 незаземлена Деталі розташування датчиків PMU:
Часи попередження системи: 13 разів
Процес розвитку несправності: увечері 13 серпня 2019 року було 13 перебіжок, всі вказують, що вони відбулися в одному розділі лінії. Нульова послідовність напруги постійно зростає від 20V на початку попередження до 30V на кінець. Нульова послідовність струму зростає від 3A до 5A, і ізоляція лінії погіршується. Через накопичення аварійних робіт, спричинених тайфуном попереднього дня, пріоритет попередження та ліквідації недоліків був відкладений. Після 9 годин погіршення в короткозамкнення, захист діє, відключається вимикач, що призводить до відключення живлення.
Типове використання PMU: Попередження про ізоляцію лінії - Причина: Конфлікт з деревами
Починаючи з 21 години 25 травня 2020 року, було спостерігано майже сто слабких перебіжок, всі відбулися в одному місці.
Демпферний опір катушки підсилення на станції сильно нагрівся.
Обслуговуючий персонал патрулював лінію згідно з інформацією про попередження.
Після очищення деревних бар'єрів та ліквідації недоліків, ізоляція близько 14 точок лінії повністю відновилася, і система повернулася до норми.
Типове використання PMU: Попередження про несправності лінії - Причина: Пошкодження птахами Нейтраль лінії
Часи попередження системи: 10
Процес розвитку несправності: з 19:57:41 до 22:48:18 7 липня 2018 року, було підняті десятки попереджень в одному місці.
Час між двома несправностями стає коротшим, а частота зростає, що свідчить про тенденцію розвитку в постійну однофазну несправність заземлення. Близько 10:50, обслуговуючий персонал вручну відключив вимикач на місці, знишив гніздо птахів у розділі несправності, закрив вимикач для відновлення передачі електроенергії, несправність зникла.
Типове використання UCMU : Попередження про несправності обладнання - Причина: Зовнішній зловживання Кабель
Режим заземлення нейтралі лінії: заземлення через катушку підсилення Часи попередження SMS: 1
Процес розвитку несправності: з 15:22 24 квітня 2020 року відбулося кілька миттєвих заземлень, і система відправила кілька повідомлень про попередження. Для уникнення частих попереджень через короткі повідомлення, викликаних миттєвими перебіжками, система встановила три миттєвих заземлення протягом 20 хвилин як умову для відправлення попереджувальних повідомлень. Ця умова може бути покращена шляхом накопичення та навчання великих даних. До 17:46, стало постійним заземленням і тривало 55 хвилин.
Типове використання PMU: Попередження про несправності обладнання - Причина: Погіршення ізоляції комутаційного пристрою
Часи попередження системи: 4
Процес розвитку несправності: у період з 2020.11.21 до 2020.11.24 було 4 миттєвих заземлення та 1 постійне заземлення, і врешті-решт це перетворилося на короткозамкнення. Система записала 5 несправностей заземлення з однаковим інтервалом несправності, схожою формою хвилі та очевидними характеристиками відтягування дуги, що було визначено як несправності ізоляції в одному місці.
