Sistema di automazione e protezione a precisione elevata per linee di distribuzione PMU
Il sistema di automazione e protezione della linea di distribuzione PMU è un nuovo sistema di automazione della distribuzione lineare.
per risolvere i problemi attuali, in particolare quelli relativi ai guasti a terra.
basato su una misurazione sincronizzata di fasori di rete di distribuzione - μPMU.
PMU (unità di misura di fasori), un dispositivo o modulo autonomo. I dati di campionamento di tensione/corrente sono tutti con un timestamp BDS/GPS accurato al livello di microsecondi.
Funzioni di base: • Fasore: ampiezza, angolo di fase, • Frequenza (f) e variazione di frequenza (△f/△t)
Diagramma a blocchi dell'architettura hardware μPMU
Sistema di misurazione ad area ampia (WAMS)
• Le misurazioni PMU sono assolutamente sincronizzate con l'Ora Standard Mondiale (UTC)
• Sincronizzazione di misure ad area ampia di più PMU installati in posizioni diverse
• Espressione matematica del segnale di tensione/corrente:
Sensore di corrente aerei i-WCS – Singolo canale di PMU di corrente
Soluzione per i problemi della rete di distribuzione basata sulla tecnologia PMU di rete di distribuzione e la misurazione sincronizzata di fasori ad area ampia.
• Acquisizione di corrente ad alta precisione e alta frequenza
• Sincronizzazione ad area ampia, induzione di potenza
• Installazione in servizio, protezione IP67
• Supporto flusso di potenza bidirezionale o operazione in rete anulare
• Comunicazione 3G/4G/5G：
a. Report periodico di ogni armonica
b. Trigger locale di eventi che attivano l'upload dei dati
c. Chiamata e test remoto di dati specifici in un determinato momento
• 1μs sincronizzazione ad area ampia
• 12.8kHz frequenza di campionamento
• 60 min registrazioni d'onda e riproduzione
• 0.5 accuratezza di misurazione
• 3.5A corrente minima di funzionamento completo
Sensore di corrente a cavo RCMU – Multicanale di PMU di corrente
RCMU - Sensore di corrente a cavo sotterraneo
• 1μs sincronizzazione ad area ampia
• 12.8kHz frequenza di campionamento
• 0.5 accuratezza di misurazione
• 60 min riproduzione dati
• 3 misurazioni di corrente
• Trasmissione remota via wireless/filare
• Raccolta di corrente trifase, analogamente al principio del tipo aereo, adatto per unità di anello principale, stazioni di commutazione, sottostazioni.
• Sincronizzazione ad area ampia, induzione di potenza, o alimentazione a 24V/48V DC
• Algoritmo di decisione locale basato su corrente:
a. Sovracorrente da cortocircuito
b. Sovracorrente sequenziale zero
c. Corrente di fase asimmetrica
• Registrazione d'onda chiamata misurazione, supporto localizzazione di guasto distribuita
• Supporto flusso di potenza bidirezionale o operazione in rete anulare
• Comunicazione 3G/4G/5G o rete
Unità di raccolta dati di bus BDCU – Singolo/Multiplo PMU di tensione
Tipo interno e tipo esterno
• Alimentazione 220V AC/24V DC • Fibra ottica, filare, wireless
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • Accesso a 300 sensori di corrente Acquisizione di tensione：
• 1μs sincronizzazione ad area ampia
• 1.0 accuratezza di misurazione
• 12.8kHz frequenza di campionamento
• 60 min riproduzione registrazione d'onda
Per i guasti di a terra monofase con corrente di a terra superiore a 1A, l'accuratezza di rilevamento e localizzazione è del 100%, senza falsi positivi
• Raccolta di tensione sequenziale zero, avvio registrazione di guasto a terra
• Raccolta e elaborazione della registrazione d'onda, e determinazione complessiva del guasto
• Accesso sicuro alla stazione principale di distribuzione di energia
a. Utilizzato come dispositivo di monitoraggio dell'isolamento a terra della stazione
b. Utilizzato come dispositivo di monitoraggio dell'isolamento a terra all'interno della stazione
c. Non dipende dalla stazione principale per completare il guasto
La composizione del sistema intelligente di monitoraggio dello stato della rete di distribuzione basato sulle misurazioni PMU
Scenari di utilizzo della rete di distribuzione
Utilizzo tipico del PMU - Valutazione delle condizioni della linea
Utilizzo tipico del PMU - Registrazione d'onda distribuita
I dati di registrazione di tutti i punti di monitoraggio nella linea e nella stazione sono etichettati con il tempo assoluto al livello di microsecondi. Qualsiasi dispositivo può attivare la registrazione quando vengono soddisfatte le condizioni di avvio predefinite. Fornisce uno "snapshot" di tutta la rete basato sul richiamo temporale di qualsiasi evento in qualsiasi posizione fino ai dati registrati di tutti i sensori. Fornisce dati globali per l'analisi dettagliata degli eventi e facilita l'inversione del processo, la tracciabilità e l'avviso anticipato di stati anomali, ecc.
Utilizzo tipico del PMU - Monitoraggio della qualità dell'energia
Il sensore può calcolare e segnalare gli armonici in tempo reale. Basandosi sui dati sincronizzati ad area ampia, possono essere calcolati vari indici di qualità dell'energia come squilibrio trifase, frequenza di rete e tasso di variazione di frequenza, e può essere localizzato il carico fonte di inquinamento.
Utilizzo tipico del PMU - Antifrode elettrica
In base ai dati di carico del lato ad alta tensione dell'utente e alla forma d'onda di corrente, vengono analizzate e identificate le caratteristiche del carico, e viene monitorato il comportamento elettrico dell'utente finale, che può essere utilizzato per il monitoraggio e la diagnosi remoti dello stato degli apparecchi elettrici.
Utilizzo tipico del PMU: Avviso di guasto, tracciabilità e inversione del processo
Avviso：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, linea 115, palo 1# 64#, fase A a terra
• 2017-10-30 12:15:39：093125 , linea 117, palo 29#, cortocircuito a terra della fase B, flusso di picco superiore a 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468 , Linea 115, tra i pali 1# e 64#, cortocircuito tra fasi A e C, corrente di picco al palo 1# superiore a 5000A Feedback sul campo e inversione del processo di guasto:
• Si è verificato un incidente di collisione di auto al palo 52# della linea 115
• L'ispezione ha rilevato una bruciatura in un armadio di cavi da qualche parte dietro il palo 29# della linea 117
• Si ipotizza che il conduttore della fase A della linea 115 sia caduto dal braccio trasversale causando un a terra, e la tensione elettrica della fase non in guasto si è aumentata, portando al collasso del punto debole di isolamento della fase B dietro il palo 29# della linea 117, formando un cortocircuito tra le fasi A e B di linee diverse e generando una corrente di picco superiore a 1000A
• Dopo decine di millisecondi, anche il conduttore della fase C al palo 52# della linea 115 è caduto dal braccio trasversale, causando un cortocircuito tra le fasi A e C. Quando il picco di corrente di cortocircuito ha superato 5000A, la protezione a relè all'uscita della linea è stata attivata. Dopo lo scatto dell'interruttore, il sistema ha funzionato normalmente, indicando che l'isolamento del punto originario di rottura del palo 29# della linea 117 è stato ripristinato.
Utilizzo tipico del PMU: Localizzazione di guasti a terra disconnessi
• 2018-10-05，15:27:45:395312， Primo allarme, ricevuta la notifica di assegnazione.
“Notifica di assegnazione: 10kV Sezione 2 Fase A collegata a terra alle 15:29” “Notifica di assegnazione: 10kV Sezione 2 Fase A terra scomparsa alle 15:47 ”
• Ispezione per confermare la rottura di 127-1-28# del ramo della linea 121
• Scoperta tempestiva del contatto del cavo rotto, per evitare che i passanti si avvicinino e subiscano shock elettrici. Si ipotizza che il jitter a terra del conduttore isolato rotto abbia causato multipli a terra. Dopo che il nucleo metallico è ritratto nel strato di isolamento, l'operazione con perdita di fase ha portato al ritorno normale della tensione del bus
• Durante questo periodo, il tifone "Connie" è passato, quindi si ipotizza che la linea disconnessa sia stata causata dal tifone.
Utilizzo tipico del PMU: Big Data + Identificazione guidata AI per trovare interruttori di guasto
È un sistema di a terra a resistenza bassa, configurazione del sensore PMU.
intero processo di identificazione e conferma del guasto:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, la linea C28YC ha avuto 5 allarmi di a terra, e tutti gli allarmi avevano le stesse caratteristiche, ma il punto di guasto non poteva essere trovato durante l'ispezione sul campo.
• L'AI ha identificato una corrispondenza tra le caratteristiche della seconda metà del ciclo e un tipo di forma d'onda nell'archivio storico, e ha dedotto che si trattava di un difetto dell'interruttore.
• Il 5 febbraio 2021, il personale sul campo ha avuto un obiettivo in mente e ha trovato il guasto dell'interruttore al palo 84.
Utilizzo tipico del PMU: Avviso di isolamento della linea - Motivo: Disastro meteorologico
Modalità di a terra neutrale della linea: bus 1 bobina di soppressione dell'arco, bus 2 non a terra Dettagli della disposizione del sensore PMU:
Tempi di avviso del sistema: 13 volte
Processo di evoluzione del guasto: il pomeriggio del 13 agosto 2019, ci sono stati 13 disturbi, tutti indicanti che si sono verificati nello stesso tratto di linea. La tensione sequenziale zero aumenta continuamente da 20V all'inizio dell'avviso a 30V alla fine. La corrente sequenziale zero aumenta da 3A a 5A, e l'isolamento della linea si deteriora. A causa dell'accumulo di compiti di riparazione di emergenza causati dal tifone del giorno precedente, la priorità del lavoro di avviso e eliminazione dei guasti è stata posticipata. Dopo 9 ore di deterioramento in un cortocircuito, l'azione protettiva ha fatto scattare l'interruttore, causando un'interruzione di energia.
Utilizzo tipico del PMU: Avviso di isolamento della linea - Causa: Conflitto con alberi
A partire dalle 21:00 del 25.05.2020, sono stati percepiti quasi cento eventi di disturbo deboli, tutti verificatisi nello stesso luogo.
La resistenza smorzante della bobina di soppressione dell'arco nella stazione è fortemente surriscaldata.
Il personale di manutenzione ha ispezionato la linea in base alle informazioni di avviso.
Dopo aver sgombrato le barriere degli alberi e rimosso i difetti, l'isolamento di circa 14 punti della linea è stato completamente ripristinato e il sistema è tornato alla normalità.
Utilizzo tipico del PMU: Avviso di guasto della linea - Causa: Danni da uccelli al neutrale della linea
Tempi di avviso del sistema: 10
Processo di evoluzione del guasto: Dal 19:57:41 al 22:48:18 del 7 luglio 2018, sono stati sollevati decine di allarmi nello stesso luogo.
Il tempo tra due guasti si sta accorciando e la frequenza si sta alzando, mostrando una tendenza a svilupparsi in guasti permanenti di a terra monofase. Intorno alle 10:50, il personale di manutenzione ha azionato manualmente l'interruttore sul sito, distrutto il nido di uccelli nella sezione del guasto, chiuso l'interruttore per ripristinare la trasmissione di energia, il guasto è scomparso.
Utilizzo tipico di UCMU : Avviso di guasto dell'equipaggiamento - Causa: Danni da forza esterna al cavo
Modalità di a terra neutrale della linea: a terra neutrale attraverso la bobina di soppressione dell'arco Tempi di avviso SMS: 1
Processo di evoluzione del guasto: Sono avvenuti molti a terra istantanei a partire dalle 15:22 del 24 aprile 2020, e il sistema ha inviato molte informazioni di avviso. Per evitare un avviso SMS frequente causato da disturbi istantanei, il sistema imposta tre a terra istantanei entro 20 minuti come condizione per l'invio di messaggi di avviso SMS. Questa condizione può essere migliorata attraverso l'accumulo e l'apprendimento dei big data impostando la frequenza. Alle 17:46, è diventato permanentemente a terra e ha durato 55 minuti.
Utilizzo tipico del PMU: Avviso di guasto dell'equipaggiamento - Causa: Deterioramento dell'isolamento dell'impianto di commutazione
Tempi di avviso del sistema: 4
Processo di evoluzione del guasto: Nel periodo dal 21.11.2020 al 24.11.2020, ci sono stati 4 a terra istantanei e 1 a terra permanente, ed è infine evoluto in un guasto di cortocircuito. Il sistema ha registrato 5 guasti di a terra con lo stesso intervallo di guasto, onda simile e caratteristiche evidenti di spegnimento dell'arco, che sono stati giudicati come guasti di isolamento nello stesso luogo.
