System ochrony i automatyzacji linii rozdzielczych wysokiej precyzji PMU
System automatycznej ochrony linii rozdzielczych PMU to nowy system automatyzacji rozdzielczej.
do rozwiązania obecnych problemów, szczególnie ziemnego przewodu.
który opiera się na synchronicznej pomiarowej fazowej sieci dystrybucyjnej -μPMU.
PMU (fazowy moduł pomiarowy), samodzielne urządzenie lub moduł. Próbki napięcia/prądu są wszystkie z sygnaturą czasową BDS/GPS dokładną do mikrosekund.
Podstawowe funkcje:• Faza: amplituda, kąt fazowy,• Częstotliwość (f) i Zmiana Częstotliwości (△f/△t)
Blokowy diagram architektury sprzętu μPMU
Szerokoobszarowy System Pomiarowy (WAMS)
• Pomiar PMU jest bezwzględnie zsynchronizowany ze Światowym Standardowym Czasem (UTC)
• Szerokoobszarowa synchronizacja pomiarów wielu PMU zainstalowanych w różnych lokalizacjach
• Matematyczny wyraz sygnału napięcia/prądu:
Przewodnik prądowy nadziemny i-WCS – jednokanałowy prądowy PMU
Rozwiązanie dla problemu sieci dystrybucyjnej, które opiera się na PMU sieci dystrybucyjnej i technologii szerokoobszarowego synchronicznego pomiaru fazy.
• Wysoka precyzja i wysoka częstotliwość pobierania prądu
• Szerokoobszarowa synchronizacja, indukcja mocy
• Instalacja pod napięciem, ochrona IP67
• Obsługa dwukierunkowego przepływu mocy lub działania w sieci pierścieniowej
• Komunikacja 3G/4G/5G：
a. Okresowe zgłaszanie każdej harmonicznej
b. Lokalne zdarzenia wyzwalają wysyłanie danych
c. Dystansowy wywołanie i testowanie konkretnych danych momentalnych
• 1μs szerokoobszarowa synchronizacja
• 12,8kHz częstotliwość próbkowania
• 60 min nagrywanie i odtwarzanie fali
• 0,5 dokładność pomiaru
• 3,5A minimalny prąd roboczy pełnej funkcji
Przewodnik prądowy typu kabla RCMU – wielokanałowy prądowy PMU
RCMU - czujnik prądu kabla podziemnego
• 1μs szerokoobszarowa synchronizacja
• 12,8kHz częstotliwość próbkowania
• 0,5 dokładność pomiaru
• 60 min odtwarzanie danych
• 3 pomiaru prądu
• Dystansowa transmisja bezprzewodowa/przewodowa
• Zbieranie trójfazowego prądu, tak jak w przypadku zasady nadziemnej, odpowiednie dla głównego modułu pierścienia, stacji przełączania, stacji transformatorowej.
• Szerokoobszarowa synchronizacja, indukcja mocy, lub zasilanie DC 24V/48V
• Lokalny algorytm decyzyjny dotyczącego błędu oparty na prądzie:
a. Przewód krótcego znamionowego
b. Przewód zerowej sekwencji
c. Nieproporcjonalny prąd fazowy
• Nagranie fali zwane pomiarem, obsługa lokalizacji rozproszonego błędu
• Obsługa dwukierunkowego przepływu mocy lub działania w sieci pierścieniowej
• Komunikacja 3G/4G/5G lub sieciowa
Jednostka zbierania busu BDCU – jedno- lub wielokanałowy napięciowy PMU
Typ wewnętrzny i zewnętrzny
• Zasilanie 220V AC/24V DC • Włókno optyczne, przewodowe, bezprzewodowe
• IEC 60870-5-101/104/DNP3 • Możliwe dostępu do 300 czujników prądu Pobieranie napięcia：
• 1μs szerokoobszarowa synchronizacja
• 1,0 dokładność pomiaru
• 12,8kHz częstotliwość próbkowania
• 60 min odtwarzanie nagrania fali
Dla błędu ziemnego jednofazowego z prądem ziemnym większym niż 1A, dokładność wykrywania i lokalizacji wynosi 100%, bez fałszywych pozytywnych wyników
• Zbieranie zerowej sekwencji napięcia, rozpoczęcie nagrywania błędu ziemnego
• Zbieranie i przetwarzanie nagrania fali, oraz kompleksowe określenie błędu
• Bezpieczny dostęp do głównej stacji dystrybucji mocy
a. Używany jako urządzenie monitorujące izolację stacji
b. Używany jako urządzenie monitorujące izolację w stacji
c. Nie polega na stacji głównej do ukończenia błędu
Skład inteligentnego systemu monitorowania stanu sieci dystrybucyjnej opartego na pomiarze PMU
Scenariusze użycia sieci dystrybucyjnej
Typowe użycie PMU - ocena stanu linii
Typowe użycie PMU - rozproszone nagrywanie fali
Dane nagrane ze wszystkich punktów monitoringu w linii i stacji są oznaczone bezwzględnym czasem na poziomie mikrosekundy. Każde urządzenie może wyzwolić nagrywanie, gdy spełnione są określone warunki startu. Oferuje "zdjęcie" całej sieci oparte na powrocie w czasie dowolnego zdarzenia w dowolnym miejscu do danych nagranych przez wszystkie czujniki. Zapewnia globalne dane do szczegółowej analizy zdarzeń i ułatwia odwrócenie procesu, śledzenie i wczesne ostrzeganie o nieprawidłowym stanie itp.
Typowe użycie PMU - monitorowanie jakości mocy
Czujnik może obliczać i zgłaszać harmoniczne w czasie rzeczywistym. Na podstawie szerokoobszarowych synchronicznych danych można obliczyć różne wskaźniki jakości mocy, takie jak nierównowaga trójfazowa, częstotliwość sieci i szybkość zmiany częstotliwości, a także zlokalizować źródło obciążenia zanieczyszczeń.
Typowe użycie PMU - zapobieganie kradzieżom energii elektrycznej
Na podstawie danych obciążenia użytkownika na stronie wysokiego napięcia i fali prądu analizowane i identyfikowane są cechy obciążenia, a monitorowane jest zachowanie energetyczne użytkownika końcowego, co może być używane do zdalnego monitorowania i diagnozowania stanu urządzeń elektrycznych.
Typowe użycie PMU: ostrzeganie o błędach, śledzenie i odwracanie procesu
Ostrzeżenie：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, linia 115, słup 1# 64#, faza A do ziemi
• 2017-10-30 12:15:39：093125, linia 117, słup 29#, faza B zgrubiona z ziemią, szczytowy przepływ przekracza 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468, linia 115, między słupami 1# i 64#, faza A i C zgrubiona, szczytowy prąd przy słupie 1# przekracza 5000A Odwrot procesu błędu na miejscu:
• Wystąpił wypadek kolizji samochodowej przy słupie 52# na linii 115
• Podczas inspekcji znaleziono spalony ślad w szafie kablowej gdzieś za słupem 29# na linii 117
• Spekulacja, że przewód fazy A linii 115 spadł z poprzeczki i spowodował ziemienie, a napięcie nieuszkodzonej fazy wzrosło, co doprowadziło do przebicia słabego punktu izolacji fazy B za słupem 29# linii 117, tworząc krótkie spięcie fazy A i B różnych linii, generując szczytowy prąd powyżej 1000A
• Po kilkudziesięciu milisekundach, przewód fazy C przy słupie 52# linii 115 również spadł z poprzeczki, powodując krótkie spięcie fazy A i C. Gdy szczytowy prąd krótkiego spięcia przekroczył 5000A, uruchomiono ochronę relacyjną na wylocie linii. Po skoku przełącznika system działał normalnie, co wskazuje, że izolacja oryginalnego punktu przebicia przy słupie 29# linii 117 została przywrócona.
Typowe użycie PMU: lokalizacja błędu ziemnego po rozłączeniu
• 2018-10-05，15:27:45:395312， pierwsze ostrzeżenie, otrzymano powiadomienie o przydziale.<br>"Powiadomienie o przydziale: faza A sekcji 10kV 2 jest połączona z ziemią o 15:29" "Powiadomienie o przydziale: faza A sekcji 10kV 2 ziemienie zniknęła o 15:47"
• Patrol do potwierdzenia przerwy w gałęzi 127-1-28# linii 121
• W porę odkryto kontakt przerwanego przewodu, aby uniknąć porażenia prądem przechodniów. Spekulacja, że drgania ziemi przerwanego przewodu izolowanego powodują wielokrotne ziemienie. Po cofnięciu rdzenia metalowego do warstwy izolacyjnej, operacja utraty fazy spowoduje powrót napięcia szyny do normy
• W tym czasie przeszła tajfun "Connie", więc przypuszcza się, że przerwana linia była spowodowana przez tajfun.
Typowe użycie PMU: Big Data + AI Identyfikacja i prowadzenie do znalezienia przełączników błędów
Jest to mały system ziemienia rezystancyjnego, konfiguracja czujników PMU.
cały proces identyfikacji i potwierdzenia błędu:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, linia C28YC miała 5 alarmów ziemienia, a wszystkie alarmy miały te same cechy, ale miejsce błędu nie mogło zostać znalezione podczas inspekcji na miejscu.
• AI zidentyfikowało zgodność cech drugiej połowy cyklu z pewnym typem fali w historycznej bazie danych, i wnioskowało, że jest to defekt przełącznika.
• 5 lutego 2021 roku, personel na miejscu miał cel i znalazł błąd przełącznika przy słupie 84.
Typowe użycie PMU: ostrzeżenie o izolacji linii - Powód: Katastrofa meteorologiczna
Tryb ziemienia linii neutralnej: szyna 1 kołnica, szyna 2 nieziemiona Szczegóły rozmieszczenia czujników PMU:
Liczba ostrzeżeń systemu: 13 razy
Proces ewolucji błędu: popołudniu 13 sierpnia 2019 roku wystąpiło 13 zakłóceń, wszystkie wskazujące, że wystąpiły w tej samej sekcji linii. Napięcie zerowej sekwencji ciągle wzrasta od 20V na początku ostrzeżenia do 30V na końcu. Prąd zerowej sekwencji zwiększa się z 3A do 5A, a izolacja linii pogarsza się. Ze względu na zaległości w pracach naprawczych spowodowanych tajfunem dzień wcześniej, priorytet pracy wczesnego ostrzegania i eliminacji braków został odłożony. Po 9 godzinach pogorszenia do krótkiego spięcia, działanie ochrony powoduje skok, powodując awarię zasilania.
Typowe użycie PMU: ostrzeżenie o izolacji linii - Powód: Konflikt z drzewami
Począwszy od 21:00 dnia 2020.5.25, zauważono prawie sto słabszych zdarzeń zakłócających, wszystkie wystąpiły w tym samym miejscu.
Opór tłumienia w kołnicy w stacji mocno się rozgrzał.
Personel serwisowy przeprowadził patrol linii zgodnie z informacjami ostrzegawczymi.
Po usunięciu barier drzew i usuwaniu usterek, izolacja około 14 punktów linii została całkowicie przywrócona, a system wrócił do normy.
Typowe użycie PMU: ostrzeżenie o błędzie linii - Powód: Uszkodzenie ptakami neutralnej linii
Liczba ostrzeżeń systemu: 10
Proces ewolucji błędu: Od 19:57:41 do 22:48:18 dnia 7 lipca 2018 roku, dziesiątki alarmów zostały podniesione w tym samym miejscu.
Czas między dwoma błędami staje się krótszy, a częstotliwość wzrasta, co wskazuje na trend rozwoju do stałych błędów ziemienia jednofazowego. Około 10:50, personel serwisowy ręcznie pociągnął przełącznik na miejscu, zniszczył gniazdo ptaka w sekcji błędu, zamknął przełącznik, przywracając przesył energii, a błąd zniknął.
Typowe użycie UCMU : ostrzeżenie o awarii urządzenia - Powód: Uszkodzenie kabla siłą zewnętrzną
Tryb ziemienia linii neutralnej: ziemienie przez kołnicę Liczba ostrzeżeń SMS: 1
Proces ewolucji błędu: Wiele chwilowych ziemień wystąpiło od 15:22 dnia 24 kwietnia 2020 roku, a system wysyłał wiele informacji ostrzegawczych. Aby uniknąć częstego ostrzegania SMS spowodowanego chwilowymi zakłóceniami, system ustawia trzy chwilowe ziemienia w ciągu 20 minut jako warunek wysyłania ostrzegawczych SMS. Ten warunek można poprawić poprzez akumulację i naukę dużych danych poprzez ustawienie częstotliwości. Do 17:46 stało się stałe ziemienie i trwało 55 minut.
Typowe użycie PMU: ostrzeżenie o awarii urządzenia - Powód: Pogorszenie izolacji sprzętu rozdzielczego
Liczba ostrzeżeń systemu: 4
Proces ewolucji błędu: W okresie od 2020.11.21 do 2020.11.24 wystąpiło 4 chwilowe ziemienia i 1 stałe ziemienie, a ostatecznie ewoluowało w błąd krótkiego spięcia. System zarejestrował 5 błędów ziemienia z tym samym interwałem błędu, podobnym profilem fali i wyraźnymi cechami odciągania łuku, co zostało ocenione jako błędy izolacji w tym samym miejscu.
