نظام حماية وتوزيع خطوط الكهرباء عالي الدقة IEE-Business

نظام حماية وتوزيع الخطوط الآلية PMU هو نظام توزيع آلي جديد للخطوط.

لمعالجة المشكلات الحالية خاصةً الأعطال الأرضية.

والذي يستند إلى قياس الفازور المتزامن لشبكة التوزيع - μPMU.

وحدة قياس الفازور (PMU)، جهاز مستقل أو وحدة. بيانات العينة من الجهد/التيار كلها مصحوبة بختم زمني دقيق بدقة ميكروثانية باستخدام BDS/GPS.

الوظائف الأساسية: • الفازور: السعة، الزاوية الطورية، • التردد (f) والتغير في التردد (△f/△t)

مخطط كتلة هندسة الأجهزة μPMU

نظام القياس الواسع النطاق (WAMS)
• يتم تزامن قياسات PMU تماماً مع الوقت العالمي المعياري (UTC)
• تزامن القياس الواسع النطاق لمجموعة من أجهزة PMU المثبتة في مواقع مختلفة
• التعبير الرياضي عن إشارة الجهد/التيار:

مستشعر التيار الجوي i-WCS - قناة واحدة PMU للتيار

حل للمشكلات في شبكة التوزيع يعتمد على PMU لشبكة التوزيع والتكنولوجيا المتزامنة لقياس الفازور الواسع النطاق.

• استشعار التيار عالي الدقة والتردد العالي
• التزامن الواسع النطاق، استقراء القوة
• التثبيت الحي، حماية IP67
• دعم تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه أو تشغيل الشبكة الحلقوية
• اتصال 3G/4G/5G:
أ. الإبلاغ الدوري عن كل توافقي
ب. تحفيز الرفع البيانات بواسطة الأحداث المحلية
ج. الاستدعاء البعيد واختبار البيانات الخاصة باللحظة المحددة

• 1μs متزامن على نطاق واسع
• 12.8kHz تردد العينة
• 60 دقيقة تسجيل وإعادة تشغيل الموجة
• 0.5 دقة القياس
• 3.5A أقل تيار تشغيلي لجميع الوظائف

مستشعر التيار من نوع الكابل RCMU - PMU متعدد القنوات للتيار

RCMU - مستشعر التيار للكابلات تحت الأرض

• 1μs متزامن على نطاق واسع
• 12.8kHz تردد العينة
• 0.5 دقة القياس
• 60 دقيقة إعادة تشغيل البيانات
• 3 قياسات للتيار
• نقل بعيد عبر اللاسلكي/السلكي

• جمع التيار ثلاثي الأطوار، بنفس مبدأ النوع الجوي، مناسب للوحدة الرئيسية الحلقوية، محطة التحويل، المحطة الفرعية.
• التزامن الواسع النطاق، استقراء القوة، أو مصدر طاقة DC 24V/48V
• خوارزمية القرار المحلية للأعطال بناءً على التيار:
أ. زيادة التيار القصيرة الدائرة
ب. زيادة التيار الصفرية
ج. عدم توازن التيار بين الأطوار
• تسجيل الموجة المعروف بالقياس، دعم تحديد موقع الأعطال الموزعة
• دعم تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه أو تشغيل الشبكة الحلقوية
• اتصال 3G/4G/5G أو الشبكة

وحدة جمع الحافلات BDCU - PMU فولتية واحدة/متعددة

نوع داخلي وخارجي

• 220V AC/24V DC مصدر الطاقة • الألياف الضوئية، السلكي، اللاسلكي
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • يمكن الوصول إلى 300 مستشعر للتيار • جمع الفولتية:
• 1μs متزامن على نطاق واسع
• 1.0 دقة القياس
• 12.8kHz تردد العينة
• 60 دقيقة تسجيل وإعادة تشغيل الموجة

للعطل الأحادي الأطوار مع تيار الأرض أكبر من 1A، يكون دقة الكشف والتحديد 100٪ بدون أخطاء إيجابية خاطئة
• جمع الفولتية الصفرية، بدء تسجيل العطل الأرضي
• جمع ومعالجة تسجيل الموجة، وتحديد العطل بشكل شامل
• الوصول الآمن إلى محطة التوزيع الرئيسية
أ. استخدامه كجهاز مراقبة العزل الأرضي للمحطة
ب. استخدامه كجهاز مراقبة العزل الأرضي داخل المحطة
ج. لا يعتمد على المحطة الرئيسية لإكمال العطل

تكوين نظام مراقبة حالة الشبكة التوزيع الذكي المستند إلى قياسات PMU

سيناريوهات استخدام شبكة التوزيع

استخدام PMU النموذجي - تقييم حالة الخط

استخدام PMU النموذجي - تسجيل الموجة الموزعة

بيانات تسجيل جميع نقاط المراقبة في الخط والمحطة معلمة بوقت مطلق بدقة ميكروثانية. يمكن لأي جهاز أن يثير التسجيل عند تحقيق شروط البدء المحددة مسبقًا. يوفر "صورة سريعة" للشبكة بأكملها بناءً على استدعاء الوقت لأي حدث في أي مكان حتى بيانات تسجيل جميع المستشعرات. يوفر بيانات عالمية لتحليل تفصيلي للأحداث وييسّر عكس العملية، تتبع الأصل، والتنبؤ المبكر بالحالات غير الطبيعية، وما إلى ذلك.

استخدام PMU النموذجي - مراقبة جودة الطاقة

يمكن للمستشعر حساب وإرسال التوافقيات في الوقت الحقيقي. بناءً على البيانات المتزامنة الواسعة النطاق، يمكن حساب مؤشرات جودة الطاقة المختلفة مثل عدم التوازن الثلاثي الأطوار وتواتر الشبكة ومعدل تغير التردد، ويمكن تحديد مصدر الحمل الملوث.

استخدام PMU النموذجي - مكافحة السرقة الكهربائية

بناءً على بيانات الحمل الجانب عالي الجهد للمستخدم والموجة الحالية، يتم تحليل وتحديد خصائص الحمل ومراقبة سلوك الكهرباء للمستخدم النهائي، والتي يمكن استخدامها لمراقبة التشخيص عن بعد والحالة للأجهزة الكهربائية.

استخدام PMU النموذجي: تحذير العطل، تتبع الأصل، وعكس العملية

تحذير：
• 2017-10-30 12:15:39: 081719، خط 115، عمود 1# 64#، مرحلة A للأرض
• 2017-10-30 12:15:39: 093125 ، خط 117، عمود 29#، مرحلة B ماسة بالأرض، تجاوز التيار الذروة 1000A
• 2017-10-30 12:15:39: 115468 ، خط 115، بين الأعمدة 1# و 64#، ماسة بين مراحل A و C، تجاوز التيار الذروة في العمود 1# 5000A
رد فعل الموقع والعكسية للعملية:
• وقع حادث اصطدام سيارة عند العمود 52# على خط 115
• تم العثور على علامة حرق في خزان الكابلات في مكان ما خلف العمود 29# على خط 117
• يتوقع أن سقط موصل مرحلة A من خط 115 من الذراع العرضي وأدى إلى التماس بالأرض، مما زاد الجهد الكهربائي في المرحلة غير المصابة، مما أدى إلى انهيار نقطة العزل الضعيفة مرحلة B خلف العمود 29# من خط 117، مما شكّل تماسًا بين مراحل A و B من خطوط مختلفة وأنتج تيار ذروة يتجاوز 1000A
• بعد عشرات المللي ثانية، سقط موصل مرحلة C في العمود 52# من خط 115 أيضًا من الذراع العرضي، مما أدى إلى تماس بين مراحل A و C. عندما تجاوزت ذروة تيار التماس 5000A، تعمل الحماية اللاحقة على خط الخرج. بعد انقطاع المفتاح، يعمل النظام بشكل طبيعي، مما يشير إلى أن عزل نقطة الانهيار الأصلية للعمود 29# من خط 117 قد تم استعادته.

استخدام PMU النموذجي: تحديد موقع العطل التماسي الأرضي المنفصل

• 2018-10-05، 15:27:45:395312، أول تنبيه، تم استلام إشعار التخصيص.
"إشعار التخصيص: تم ربط مرحلة A من القسم 2 بـ 10kV بالأرض عند الساعة 15:29" "إشعار التخصيص: اختفت مرحلة A من القسم 2 بـ 10kV الأرض عند الساعة 15:47"
• تفقد لتأكيد انفصال 127-1-28# من فرع خط 121
• اكتشاف الاتصال المكسور في الوقت المناسب لتجنب صدمات كهربائية للمارين. يُعتقد أن الاهتزاز الأرضي للموصل المعزول المكسور يسبب العديد من التماسات الأرضية. بعد تقاعس النواة المعدنية داخل الطبقة العازلة، يؤدي التشغيل بفقدان المرحلة إلى عودة جهد الحافلة إلى وضعه الطبيعي
• خلال هذه الفترة، مر الإعصار "كوني"، لذا يُعتقد أن انفصال الخط كان بسبب الإعصار.

استخدام PMU النموذجي: البيانات الكبيرة + التعرف على الذكاء الاصطناعي لتوجيه البحث عن المفاتيح المعيبة

هو نظام توصيل الأرض مقاومة صغيرة، تكوين المستشعر PMU.

كل عملية التعرف على العطل والتأكيد:
• 2020.11.25 - 2021.2.5، كان خط C28YC لديه 5 تنبيهات للتوصيل بالأرض، وكانت جميع التنبيهات ذات نفس الخصائص، ولكن لم يتم العثور على نقطة العطل أثناء التفتيش على الأرض.
• حدد الذكاء الاصطناعي تطابقًا بين خصائص النصف الثاني من الدورة ونوع من الموجات في قاعدة البيانات التاريخية، واستنتج أنها عيب في المفتاح.
• في الخامس من فبراير 2021، كان لدى الأشخاص الموجودين على الأرض هدف واضح ووجدوا عيب المفتاح في العمود 84.

استخدام PMU النموذجي: تحذير عزل الخط - السبب: كارثة الأرصاد الجوية

نمط توصيل الأرض المحايد للخط: حافلة 1 ملف تعويض القوس، حافبة 2 غير متصلة بالأرض
تفاصيل توزيع المستشعر PMU:

مرات تحذير النظام: 13 مرة
عملية تطور العطل: في ظهر الثالث عشر من أغسطس 2019، كانت هناك 13 اضطرابًا، كلها تشير إلى أنها حدثت في نفس قسم الخط. يرتفع الجهد الصفرية باستمرار من 20 فولت في بداية التحذير إلى 30 فولت في نهايته. يزيد التيار الصفرية من 3 أمبير إلى 5 أمبير، وتتدهور عزلة الخط. بسبب تكدس مهام الإصلاح الطارئة التي تسببت فيها العاصفة يوم واحد قبل ذلك، تم تأجيل الأولوية للتحذير وإزالة النقص. بعد 9 ساعات من التدهور إلى تماس، تمت عملية الحماية والقفز، مما أدى إلى انقطاع التيار الكهربائي.

استخدام PMU النموذجي: تحذير عزل الخط - السبب: التعارض مع الأشجار

منذ الساعة 21 مساءً في 25 مايو 2020، تم اكتشاف ما يقرب من مائة حدث اضطراب ضعيف، كلها حدثت في نفس المكان.
مقاومة التخميد في ملف التعويض القوس في المحطة حرارة بشدة.
قام الفنيون بالتفتيش على الخط وفقًا للمعلومات التحذيرية.
بعد إزالة الحواجز الشجرية وإزالة العيوب، تم استعادة عزلة حوالي 14 نقطة في الخط تمامًا وعاد النظام إلى طبيعته.

استخدام PMU النموذجي: تحذير عطل الخط - السبب: تلف الطيور للخط المحايد

مرات تحذير النظام: 10
عملية تطور العطل: من الساعة 19:57:41 إلى الساعة 22:48:18 في السابع من يوليو 2018، تم رفع العشرات من التنبيهات في نفس المكان.
يزداد الوقت بين عطلتين قصرًا وتزداد التردد، مما يشير إلى اتجاه التطور إلى أعطال تماس أحادي دائمة. حوالي الساعة 10:50، قام الفنيون بسحب المفتاح يدويًا في الموقع، دمرت عش الطائر في القسم المعيب، أغلقت المفتاح لاستعادة نقل الطاقة، اختفى العطل.

استخدام UCMU النموذجي: تحذير عطل المعدات - السبب: تلف الخارجي لكابل

نمط توصيل الأرض المحايد للخط: توصيل الأرض عبر ملف التعويض القوس
مرات تحذير الرسائل القصيرة: 1

عملية تطور العطل: حدث عدة تماسات فورية منذ الساعة 15:22 في 24 أبريل 2020، ودفع النظام عدة معلومات تحذيرية. لتجنب التنبيهات القصيرة المتكررة بسبب الاضطراب الفوري، يقوم النظام بتعيين ثلاثة تماسات فورية خلال 20 دقيقة كشرط لدفع رسائل التنبيه القصيرة. يمكن تحسين هذا الشرط من خلال تراكم البيانات الكبيرة وتعلمها عن طريق تعيين التردد. بحلول الساعة 17:46، أصبح التماس دائمًا واستمر لمدة 55 دقيقة.

استخدام PMU النموذجي: تحذير عطل المعدات - السبب: تدهور عزل لوحة التوزيع

مرات تحذير النظام: 4
عملية تطور العطل: خلال الفترة من 21 نوفمبر 2020 إلى 24 نوفمبر 2020، كان هناك 4 تماس فوري وتماس دائم واحد، وفي النهاية تطور إلى عطل قصير. سجل النظام 5 أعطال تماس بنفس فترة العطل، وموجة مشابهة وخصائص سحب القوس واضحة، والتي تم الحكم عليها بأنها أعطال عزل في نفس المكان.