سیستم حفاظت و خودکارسازی خط توزیع با دقت بالا PMU

سیستم اتوماتیک حفاظت خط توزیع PMU یک سیستم جدید اتوماتیک توزیع خط می‌باشد.

برای حل مشکلات موجود به ویژه خطا در زمین.

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

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

توابع اصلی: • فازور: دامنه، زاویه فاز، • فرکانس (f) و تغییر فرکانس (△f/△t)

نمودار بلوک ساختار سخت‌افزاری μPMU

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

حسگر جریان هوایی i-WCS – PMU جریان تک کانال

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

• جمع‌آوری جریان با دقت بالا و فرکانس بالا
• همزمان‌سازی وسیع منطقه، القای قدرت
• نصب زنده، محافظت IP67
• حمایت از جریان دو طرفه یا عملیات شبکه حلقه
• ارتباط 3G/4G/5G:
a. گزارش دوره‌ای هر هارمونیک
b. رویداد محلی تحریک آپلود داده
c. تماس و آزمون داده‌های لحظه خاص از راه دور

• همزمان‌سازی وسیع منطقه 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• ضبط و بازگشت موج 60 دقیقه
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• 3.5A کمترین جریان عملیاتی با تمام توابع

حسگر جریان نوع کابل RCMU – PMU جریان چند کانال

RCMU - حسگر جریان کابل زیرزمینی

• همزمان‌سازی وسیع منطقه 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• بازگشت داده 60 دقیقه
• اندازه‌گیری سه جریان
• انتقال از راه دور سیمی/بی‌سیم

• جمع‌آوری جریان سه‌فاز، مانند اصول نوع هوایی، مناسب برای واحد حلقه اصلی، ایستگاه تغییر، زیر ایستگاه.
• همزمان‌سازی وسیع منطقه، القای قدرت، یا تأمین توان DC 24V/48V
• الگوریتم تصمیم‌گیری خطا محلی بر اساس جریان:
a. جریان بیش از حد کوتاه‌مدار
b. جریان بیش از حد دنباله صفر
c. جریان فاز نامتقارن
• ضبط موج نام اندازه‌گیری، حمایت از موقعیت‌یابی خطا توزیع شده
• حمایت از جریان دو طرفه یا عملیات شبکه حلقه
• ارتباط 3G/4G/5G یا شبکه

واحد جمع‌آوری دیتای شین BDCU – PMU ولتاژ تک/چند کانال

نوع داخلی و خارجی

• تأمین توان AC 220V/DC 24V • نوری، سیمی، بی‌سیم
• IEC 60870-5-101/104/DNP3 • 300 حسگر جریان قابل دسترسی
• جمع‌آوری ولتاژ: • همزمان‌سازی وسیع منطقه 1μs
• دقت اندازه‌گیری 1.0
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• بازگشت 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 خطا به طور جامع
• دسترسی ایمن به ایستگاه توزیع اصلی
a. استفاده به عنوان دستگاه نظارت عایق‌بندی زمین ایستگاه
b. استفاده به عنوان دستگاه نظارت عایق‌بندی زمین در ایستگاه
c. عدم وابستگی به ایستگاه اصلی برای تکمیل خطا

تشکیل سیستم نظارت وضعیت هوشمند شبکه توزیع بر پایه اندازه‌گیری PMU

سیناریوهای استفاده شبکه توزیع

استفاده معمولی PMU - ارزیابی وضعیت خط

استفاده معمولی PMU - ضبط موج توزیع شده

داده‌های ضبط شده تمام نقاط نظارت در خط و ایستگاه با زمان مطلق در سطح میکروثانیه برچسب‌گذاری می‌شوند. هر دستگاهی می‌تواند ضبط را وقتی که شرایط شروع پیش‌فرض برقرار شود، تحریک کند. "تصویر لحظه‌ای" کل شبکه را بر اساس بازگشت زمان هر رویداد در هر مکان تا داده‌های ضبط شده تمام حسگرها ارائه می‌دهد. این امر داده‌های جهانی برای تحلیل دقیق رویدادها و تسهیل معکوس‌سازی فرآیند، ردیابی و هشدار وضعیت ناهماهنگ و غیره فراهم می‌کند.

استفاده معمولی PMU - نظارت کیفیت توان

حسگر می‌تواند هارمونیک‌ها را به طور زنده محاسبه و گزارش دهد. بر اساس داده‌های همزمان وسیع منطقه، شاخص‌های مختلف کیفیت توان مانند عدم توازن سه‌فاز، فرکانس شبکه و نرخ تغییر فرکانس محاسبه می‌شود و منبع آلودگی بار متناظر با آن تعیین می‌شود.

استفاده معمولی PMU - جلوگیری از دزدی برق

بر اساس داده‌های بار سمت فشار بالای کاربر و موج جریان، مشخصات بار تحلیل و شناسایی می‌شود و رفتار برق کاربر نهایی نظارت می‌شود که می‌تواند برای نظارت و تشخیص وضعیت از راه دور تجهیزات برق استفاده شود.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا، ردیابی و معکوس‌سازی فرآیند

هشدار:
• 2017-10-30 12:15:39:081719، خط 115، پایه 1# 64#، فاز A به زمین
• 2017-10-30 12:15:39:093125، خط 117، پایه 29#، فاز B به زمین کوتاه مدار، جریان اوج بیش از 1000A
• 2017-10-30 12:15:39:115468، خط 115، بین پایه‌های 1# و 64#، فاز A و C کوتاه مدار، جریان اوج در پایه 1# بیش از 5000A
بازخورد میدانی و معکوس‌سازی فرآیند خطا:
• تصادف خودرو در پایه 52# خط 115 رخ داد
• بازرسی نشان داد که علامت سوختگی در کابین کابل در جایی پشت پایه 29# خط 117 وجود دارد
• حدس زده می‌شود که رسانه فاز A خط 115 از دسته عبور می‌افتد و به زمین می‌چسبد، و ولتاژ فاز غیرخطا افزایش می‌یابد که منجر به شکست عایق نقطه ضعیف فاز B پشت پایه 29# خط 117 می‌شود و تشکیل کوتاه مدار فاز A و B خط‌های مختلف با جریان اوج بیش از 1000A را می‌دهد
• پس از چند ده میلی‌ثانیه، رسانه فاز C در پایه 52# خط 115 نیز از دسته عبور می‌افتد و کوتاه مدار فاز A و C را ایجاد می‌کند. وقتی جریان اوج کوتاه مدار بیش از 5000A می‌شود، حفاظت مداری در خروجی خط عمل می‌کند. پس از قطع کلید، سیستم به طور طبیعی اجرا می‌شود که نشان می‌دهد عایق نقطه شکست اصلی پایه 29# خط 117 بازگشته است.

استفاده معمولی PMU: موقعیت‌یابی خطا جدا شدن زمین

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

استفاده معمولی PMU: داده‌های بزرگ + شناسایی هوش مصنوعی برای یافتن کلیدهای خطا

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

کل فرآیند شناسایی و تأیید خطا:
• 2020.11.25 - 2021.2.5، خط C28YC 5 هشدار زمین‌گذاری داشت و همه هشدارها ویژگی‌های مشابهی داشتند، اما نقطه خطا در بازرسی میدانی پیدا نشد.
• هوش مصنوعی تطابق بین ویژگی‌های نیمه دوم چرخه و نوعی موج در پایگاه داده تاریخی را شناسایی کرد و نتیجه گرفت که این یک عیب کلید است.
• در 5 فوریه 2021، کارکنان میدانی با هدف مشخص خطا را در پایه 84 پیدا کردند.

استفاده معمولی PMU: هشدار عایق‌بندی خط - دلیل: بلایای طبیعی

مدل زمین‌گذاری خط: شین 1 کویل خنثی‌ساز قوس، شین 2 بدون زمین‌گذاری
جزئیات پیکربندی حسگر PMU:

تعداد هشدارهای سیستم: 13 بار
فرآیند تکامل خطا: در بعد از ظهر 13 اوت 2019، 13 اختلال رخ داد که همه آنها در یک بخش خط مشابه بودند. ولتاژ دنباله صفر از 20V در ابتدای هشدار به 30V در پایان افزایش یافت. جریان دنباله صفر از 3A به 5A افزایش یافت و عایق‌بندی خط تضعیف یافت. به دلیل تجمع کارهای تعمیر و نگهداری اضطراری ناشی از طوفان روز قبل، اولویت کارهای هشدار و از بین بردن کمبود به تعویق افتاد. پس از 9 ساعت تضعیف به کوتاه مدار تبدیل شد، عمل حفاظتی رخ داد، کلید قطع شد و سیستم به حالت عادی بازگشت که نشان می‌دهد عایق‌بندی نقطه شکست اصلی پایه 29 خط 117 بازگشته است.

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

از ساعت 21 روز 25 مه 2020، نزدیک به صد رویداد اختلال ضعیف شناسایی شد که همه آنها در یک مکان رخ دادند.
مقاومت دمپر کویل خنثی‌ساز در ایستگاه به طور جدی گرم شد.
کارکنان نگهداری خط را بر اساس اطلاعات هشدار بازدید کردند.
پس از رفع موانع درختی و حذف عیوب، عایق‌بندی حدود 14 نقطه خط به طور کامل بازگشت و سیستم به حالت عادی بازگشت.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا خط - دلیل: خسارت از طرف پرنده

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

استفاده معمولی UCMU: هشدار خرابی تجهیزات - دلیل: خسارت از طرف نیروی خارجی به کابل

مدل زمین‌گذاری 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 پیامک مکرر ناشی از اختلالات لحظه‌ای، سیستم شرایط ارسال پیامک هشدار را سه زمین‌گذاری لحظه‌ای در 20 دقیقه تنظیم کرد. این شرایط می‌تواند با تجمع و یادگیری داده‌های بزرگ از طریق تنظیم فرکانس بهبود یابد. تا ساعت 17:46، به زمین‌گذاری دائمی تبدیل شد و برای 55 دقیقه ادامه یافت.

استفاده معمولی PMU: هشدار خرابی تجهیزات - دلیل: تضعیف عایق‌بندی تجهیزات کلید

تعداد هشدارهای سیستم: 4
فرآیند تکامل خطا: در بازه 21 نوامبر 2020 تا 24 نوامبر 2020، 4 زمین‌گذاری لحظه‌ای و 1 زمین‌گذاری دائمی رخ داد و در نهایت به خطا کوتاه مدار تبدیل شد. سیستم 5 خطا زمین‌گذاری با فاصله خطا مشابه، موج مشابه و ویژگی‌های واضح کشیدن قوس را ثبت کرد که به عنوان خطا عایق‌بندی در یک مکان مشخص شد.