سیستم اتوماتیک محافظت خط توزیع با دقت بالا PMU

سیستم حفاظت و خودکارسازی خط توزیع PMU یک سیستم جدید خودکارسازی توزیع خط است.

برای حل مشکلات موجود به ویژه خطا در زمین.

که بر اساس اندازه‌گیری فازور همزمان شبکه توزیع-μPMU می‌باشد.

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

وظایف پایه: • فازور: دامنه، زاویه فاز • فرکانس (f) و تغییرات فرکانس (△f/△t)

نمودار بلوک ساختار سخت‌افزاری μPMU

سیستم اندازه‌گیری وسیع منطقه (WAMS)
• اندازه‌گیری‌های PMU به طور کامل با زمان استاندارد جهانی (UTC) همزمان شده‌اند
• همزمان‌سازی اندازه‌گیری وسیع منطقه چندین PMU نصب شده در مکان‌های مختلف
• بیان ریاضی سیگنال ولتاژ/جریان:

سنسور جریان هوایی i-WCS – PMU جریان تک کانال

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

• نمونه‌برداری جریان با دقت بالا و فرکانس بالا
• همزمان‌سازی وسیع منطقه، القای قدرت
• نصب زنده، محافظت IP67
• پشتیبانی از جریان دوطرفه یا عملیات شبکه حلقه‌ای
• ارتباط 3G/4G/ 5G：
a. گزارش دوره‌ای هر هارمونیک
b. رویداد محلی باعث ارسال داده‌ها می‌شود
c. تماس و آزمون دوره‌ای داده‌های لحظه‌ای خاص

• همزمان‌سازی وسیع منطقه با دقت 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• ضبط و بازپخش موج 60 دقیقه
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• جریان کاری کامل حداقل 3.5A

سنسور جریان نوع کابل RCMU – PMU جریان چند کاناله

RCMU - سنسور جریان کابل زیرزمینی

• همزمان‌سازی وسیع منطقه با دقت 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• بازپخش داده‌ها 60 دقیقه
• اندازه‌گیری سه جریان
• انتقال بی‌سیم/سیمی دوردست

• جمع‌آوری جریان سه‌فاز، مانند اصل نوع هوایی، مناسب برای واحد حلقه اصلی، ایستگاه تغییر، ایستگاه تبدیل.
• 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 به عنوان اندازه‌گیری، پشتیبانی از موقعیت‌یابی خطا توزیع‌شده
• پشتیبانی از جریان دوطرفه یا عملیات شبکه حلقه‌ای
• ارتباط 3G/4G/5G یا شبکه

واحد جمع‌آوری اتوبوس BDCU – PMU ولتاژ تک/چند کاناله

نوع داخلی و خارجی

• تأمین توان AC 220V/DC 24V • لیزری، سیمی، بی‌سیم
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • می‌تواند 300 سنسور جریان را متصل کند جمع‌آوری ولتاژ：
• همزمان‌سازی وسیع منطقه با دقت 1μs
• دقت اندازه‌گیری 1.0
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• بازپخش ضبط موج 60 دقیقه

برای خطا در زمین فاز تک با جریان زمینی بیش از 1A، دقت تشخیص و موقعیت‌یابی 100% است، بدون خطای غلط
• جمع‌آوری ولتاژ دنباله صفر، شروع ضبط خطا در زمین
• جمع‌آوری و پردازش ضبط موج، و تعیین جامع خطا
• دسترسی ایمن به ایستگاه توزیع اصلی 
a. به عنوان دستگاه نظارت بر عایق‌بندی زمین ایستگاه
b. به عنوان دستگاه نظارت بر عایق‌بندی زمین داخل ایستگاه
c. بدون وابستگی به ایستگاه اصلی برای تکمیل خطا

ترکیب سیستم نظارت وضعیت هوشمند شبکه توزیع بر اساس اندازه‌گیری PMU

سیناریوهای استفاده شبکه توزیع

استفاده معمولی PMU - ارزیابی وضعیت خط

استفاده معمولی PMU - ضبط موج توزیع‌شده

داده‌های ضبط شده تمام نقاط نظارت در خط و ایستگاه با زمان مطلق در سطح میکروثانیه برچسب‌گذاری شده‌اند. هر دستگاهی می‌تواند ضبط را وقتی شرایط شروع پیش‌فرض برقرار شده‌اند، فعال کند. بازگشت "تصویر" کل شبکه بر اساس بازگشت زمانی هر رویداد در هر مکان تا داده‌های ضبط شده تمام سنسورها ارائه می‌شود. این امر داده‌های کلی برای تحلیل دقیق رویدادها و تسهیل معکوس‌سازی فرآیند، ردیابی و هشدار وضعیت غیرطبیعی و غیره ارائه می‌کند.

استفاده معمولی PMU - نظارت بر کیفیت توان

سنسور می‌تواند هارمونیک‌ها را به طور واقعی 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 شده و منبع آلودگی بار می‌تواند مکان‌یابی شود.

استفاده معمولی PMU - جلوگیری از دزدی برق

بر اساس داده‌های بار سمت فشار بالایی کاربر و موج جریان، ویژگی‌های بار تحلیل و شناسایی می‌شوند و رفتار برقی کاربر نهایی نظارت می‌شود که می‌تواند برای نظارت و تشخیص دوردست وضعیت تجهیزات برقی استفاده شود.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا، ردیابی و معکوس‌سازی فرآیند

هشدار：
• 2017-10-30 12:15:39:081719، خط 115، ستون 1# 64#، فاز A به زمین
• 2017-10-30 12:15:39:093125 ، خط 117، ستون 29#، فاز B به زمین کوتاه‌مدار، جریان پیک بیش از 1000A
• 2017-10-30 12:15:39:115468 ، خط 115، بین ستون‌های 1# و 64#، فاز A و C کوتاه‌مدار، جریان پیک در ستون 1# بیش از 5000A بازخورد میدان و معکوس‌سازی فرآیند خطا:
• یک تصادف خودرو در ستون 52# خط 115 رخ داد
• بازرسی یک نشانه سوختگی در کابین کابل در جایی پشت ستون 29# خط 117 یافت شد
• حدس زده می‌شود که رساننده فاز A خط 115 از سواره فرو می‌رود و باعث زمینی شدن می‌شود، و ولتاژ فاز غیرخطایی افزایش می‌یابد، که منجر به خرابی نقطه ضعیف عایق فاز B پشت ستون 29# خط 117 می‌شود، تشکیل کوتاه‌مدار فاز‌های A و B خط‌های مختلف و تولید جریان پیک بیش از 1000A
• پس از چند ده میلی‌ثانیه، رساننده فاز C در ستون 52# خط 115 نیز از سواره فرو می‌رود، باعث کوتاه‌مدار فاز A و C. وقتی جریان پیک کوتاه‌مدار بیش از 5000A می‌شود، حفاظت رله‌ای در دهانه خط عمل می‌کند. پس از قطع قطعک، سیستم به طور طبیعی کار می‌کند، که نشان می‌دهد عایق نقطه خرابی اصلی ستون 29# خط 117 بازگشته است.

استفاده معمولی PMU: موقعیت‌یابی خطا در زمین جدا شده

• 2018-10-05، 15:27:45:395312، اولین هشدار، اعلام تخصیص دریافت شد.
“اعلام تخصیص: فاز A بخش 2 10kV در 15:29 به زمین متصل شد”  “اعلام تخصیص: فاز A بخش 2 10kV در 15:47 از زمین جدا شد”
• بازرسی برای تأیید شکست 127-1-28# شاخه خط 121
• کشف به موقع تماس سیم شکسته، برای جلوگیری از تحریک برقی عبورکنندگان. حدس زده می‌شود که لرزش زمین سیم عایق‌بندی شده شکسته باعث چندین زمینی شدن می‌شود. پس از بازگشت هسته فلزی به لایه عایق‌بندی، عملیات بدون فاز منجر به بازگشت ولتاژ اتوبوس به حالت طبیعی می‌شود
• در این مدت، طوفان "کانی" عبور کرد، بنابراین حدس زده می‌شود که خط جدا شده به دلیل طوفان بوده است.

استفاده معمولی PMU: داده‌های بزرگ + شناسایی AI راهنمایی برای یافتن کلیدهای خطا

این یک سیستم زمینی مقاومت کوچک است، پیکربندی سنسور PMU.

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

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

مدل زمینی خط نیوترال: اتوبوس 1 کویل خاموش‌کننده قوس، اتوبوس 2 بدون زمینی جزئیات پیکربندی سنسور PMU:

تعداد هشدارهای سیستم: 13 بار
فرآیند تکامل خطا: در بعد از ظهر 13 اوت 2019، 13 اختلال رخ داد، همه نشان می‌دهند که در یک بخش خط مشابه رخ داده‌اند. ولتاژ دنباله صفر از 20V در ابتدای هشدار به 30V در پایان افزایش می‌یابد. جریان دنباله صفر از 3A به 5A افزایش می‌یابد، و عایق‌بندی خط تضعیف می‌یابد. به دلیل تجمع کارهای تعمیر و نگهداری اضطراری ناشی از طوفان یک روز قبل، اولویت هشدار و حذف کمبود به تعویق افتاد. پس از 9 ساعت تضعیف به کوتاه‌مدار تبدیل شد، عمل حفاظتی رخ داد، منجر به قطع توان شد.

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

از ساعت 21 روز 25 مه 2020، تقریباً صد رویداد اختلال ضعیف دریافت شد، همه در یک مکان رخ داده‌اند.
مقاومت میرایی کویل خاموش‌کننده قوس در ایستگاه به طور جدی گرم شده است.
کارکنان تعمیر و نگهداری خط را بر اساس اطلاعات هشدار بازرسی کردند.
پس از رفع موانع درختی و حذف نقص‌ها، عایق‌بندی حدود 14 نقطه خط به طور کامل بازگشت و سیستم به حالت طبیعی بازگشت.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا خط - دلیل: آسیب پرنده خط نیوترال

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

استفاده معمولی UCMU : هشدار خطا تجهیزات - دلیل: آسیب خارجی به کابل

مدل زمینی خط نیوترال: زمینی شدن از طریق کویل خاموش‌کننده قوس تعداد هشدارهای پیامک: 1

فرآیند تکامل خطا: از ساعت 15:22 در 24 آوریل 2020، چندین زمینی شدن لحظه‌ای رخ داد، و سیستم چندین اطلاعیه هشدار ارسال کرد. برای جلوگیری از هشدارهای پیامک مکرر ناشی از اختلالات لحظه‌ای، سیستم سه زمینی شدن لحظه‌ای در 20 دقیقه را به عنوان شرایط ارسال هشدار پیامک تنظیم کرد. این شرایط می‌تواند با تجمیع و یادگیری داده‌های بزرگ از طریق تنظیم فرکانس بهبود یابد. تا 17:46، به طور دائم زمینی شد و برای 55 دقیقه ادامه یافت.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا تجهیزات - دلیل: تضعیف عایق‌بندی تجهیزات کلیدزنی

تعداد هشدارهای سیستم: 4
فرآیند تکامل خطا: در دوره 2020.11.21 تا 2020.11.24، 4 زمینی شدن لحظه‌ای و 1 زمینی شدن دائمی رخ داد، و در نهایت به خطا کوتاه‌مدار تبدیل شد. سیستم 5 خطا زمینی با فاصله خطا یکسان، موج مشابه و ویژگی‌های واضح کشش قوس را ثبت کرد، که به عنوان خطاهاي عایق‌بندی در یک مکان تشخیص داده شدند.