Sistema de automação de proteção de linha de distribuição de alta precisão PMU
O sistema de automação de proteção de linha de PMU é um novo sistema de automação de distribuição de linhas.
para resolver o problema atual, especialmente o de falha a terra.
que se baseia em uma Medição Fásica Sincronizada de Rede de Distribuição - μPMU.
PMU (unidade de medição fásica), um dispositivo ou módulo autônomo. Os dados de amostragem de tensão/corrente são todos com carimbo de data/hora BDS/GPS preciso no nível de microssegundos.
Funções básicas: • Fase: amplitude, ângulo de fase, • Frequência (f) e Variação de Frequência (△f/△t)
Diagrama de Bloco da Arquitetura de Hardware do μPMU
Sistema de Medição de Área Ampliada (WAMS)
• As medições do PMU estão absolutamente sincronizadas com o Tempo Universal Coordenado (UTC)
• Sincronização de medições de área ampla de múltiplos PMUs instalados em diferentes locais
• Expressão matemática do sinal de tensão/corrente:
Sensor de Corrente Aéreo i-WCS – PMU de Corrente de Canal Único
Solução para o problema de rede de distribuição que se baseia no PMU de rede de distribuição e na tecnologia de medição fásica sincronizada de área ampla.
• Aquisição de corrente de alta precisão e alta frequência
• Sincronização de área ampla, indução de potência
• Instalação ativa, proteção IP67
• Suporte a fluxo de potência bidirecional ou operação em rede anelada
• Comunicação 3G/4G/5G：
a. Relatório periódico de cada harmônico
b. Eventos locais acionam o upload de dados
c. Chamada remota e teste de dados específicos de momento
• 1μs Sincronizado de área ampla
• 12.8kHz Frequência de amostragem
• 60 min Gravação e reprodução de ondas
• 0.5 Precisão de medição
• 3.5A Corrente mínima de operação com todas as funções
Sensor de Corrente Tipo Cabo RCMU – PMU de Corrente Multicanal
RCMU - sensor de corrente de cabo subterrâneo
• 1μs Sincronizado de área ampla
• 12.8kHz Frequência de amostragem
• 0.5 Precisão de medição
• 60 min Reprodução de Dados
• 3 medidas de corrente
• Transmissão remota sem fio/fio
• Coleta de corrente trifásica, seguindo o mesmo princípio do tipo aéreo, adequado para unidade de anel principal, estação de comutação, subestação.
• Sincronização de área ampla, indução de potência, ou fornecimento de energia DC 24V/48V
• Algoritmo de decisão de falha local baseado em corrente:
a. Sobrecorrente de curto-circuito
b. Sobrecorrente de sequência zero
c. Corrente de fase assimétrica
• Gravação de onda chamada medida, suporta localização de falha distribuída
• Suporta fluxo de potência bidirecional ou operação em rede anelada
• 3G/4G/5G ou comunicação de rede
Unidade de Coleta de Barramento BDCU – PMU de Tensão Única/Múltipla
Tipo interno e externo
• 220V CA/24V CC fornecimento de energia • Fibra óptica, fio, sem fio
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • 300 sensores de corrente podem ser acessados Aquisição de Tensão：
• 1μs Sincronizado de área ampla
• 1.0 Precisão de medição
• 12.8kHz Frequência de amostragem
• 60 min Reprodução de gravação de ondas
Para falha de aterramento monofásico com corrente de aterramento superior a 1A, a detecção e a precisão de localização são de 100%, sem falsos positivos
• Coleta de tensão de sequência zero, inicia a gravação da falha de aterramento
• Coleta e processamento da gravação de onda, e determina a falha de forma abrangente
• Acesso seguro à estação principal de distribuição de energia
a. Usado como dispositivo de monitoramento de isolamento de aterramento da estação
b. Usado como dispositivo de monitoramento de isolamento de aterramento dentro da estação
c. Não depende da estação mestra para concluir a falha
A Composição do Sistema Inteligente de Monitoramento de Condição de Rede de Distribuição Baseado em Medição PMU
Cenários de Uso da Rede de Distribuição
Uso Típico do PMU - Avaliação de Condição da Linha
Uso Típico do PMU - Gravação Distribuída de Ondas
Os dados de gravação de todos os pontos de monitoramento na linha e na estação são marcados com tempo absoluto no nível de microssegundo. Qualquer dispositivo pode acionar a gravação quando as condições de início pré-definidas forem atendidas. Fornece um "instantâneo" de toda a rede com base na chamada de tempo de qualquer evento em qualquer local até os dados gravados de todos os sensores. Fornece dados globais para análise detalhada de eventos e facilita a inversão do processo, rastreabilidade e alerta precoce de estado anormal, etc.
Uso Típico do PMU - Monitoramento de Qualidade de Energia
O sensor pode calcular e relatar harmônicos em tempo real. Com base nos dados sincronizados de área ampla, vários índices de qualidade de energia, como desequilíbrio trifásico, frequência da rede e taxa de variação de frequência, podem ser calculados, e a fonte de carga poluente pode ser localizada conforme.
Uso Típico do PMU - Anti-furto de Energia Elétrica
Com base nos dados de carga do lado de alta tensão do usuário e na forma de onda da corrente, as características de carga são analisadas e identificadas, e o comportamento elétrico do usuário final é monitorado, podendo ser usado para monitoramento e diagnóstico remoto do estado dos equipamentos elétricos.
Uso Típico do PMU: Alerta de Falha, Rastreabilidade e Inversão de Processo
Alerta：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, linha 115, poste 1# 64#, fase A para terra
• 2017-10-30 12:15:39：093125 , linha 117, poste 29#, curto-circuito de fase B aterrada, pico de fluxo excede 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468 , Linha 115, entre postes 1# e 64#, curto-circuito de fases A e C, corrente de pico no poste 1# excede 5000A
Feedback de campo e inversão de processo de falha:
• Ocorreu um acidente de colisão de carro no poste 52# da linha 115
• A inspeção encontrou uma marca de queimadura em algum lugar atrás do poste 29# da linha 117 no gabinete de cabos
• Supõe-se que o condutor da fase A da linha 115 caiu do braço cruzado e causou aterramento, e a tensão elétrica da fase não-faltosa aumentou, levando ao rompimento do ponto fraco de isolamento da fase B atrás do poste 29# da linha 117, formando o curto-circuito das fases A e B de diferentes linhas e gerando a corrente de pico superior a 1000A
• Após alguns milissegundos, o condutor da fase C no poste 52# da linha 115 também caiu do braço cruzado, causando curto-circuito de fases A e C. Quando o pico da corrente de curto-circuito excedeu 5000A, a proteção de relé na saída da linha foi acionada. Após o disjuntor saltar, o sistema funcionou normalmente, indicando que o isolamento do ponto de ruptura original do poste 29# da linha 117 foi restaurado.
Uso Típico do PMU: Localização de Falha de Aterramento por Desconexão
• 2018-10-05，15:27:45:395312， primeiro alarme, o aviso de atribuição é recebido.
“Aviso de atribuição: A fase A da Seção 2 de 10kV está conectada à terra às 15:29” “Aviso de atribuição: A fase A da Seção 2 de 10kV perdeu o aterramento às 15:47 ”
• Patrulha para confirmar a quebra de 127-1-28# do ramo da linha 121
• Descoberta oportuna de contato de fio quebrado, para evitar que transeuntes se aproximem e sofram choques elétricos. Supõe-se que a vibração aterrada do condutor isolado quebrado cause múltiplos aterramentos. Após o núcleo metálico retraído para a camada de isolamento, a operação de perda de fase resultará no retorno da tensão do barramento ao normal
• Durante esse período, o tufão "Connie" passou, então supõe-se que a linha desconectada foi causada pelo tufão.
Uso Típico do PMU: Big Data + Identificação Guiada por IA para Encontrar Disjuntores com Falhas
É um sistema de aterramento de baixa resistência, configuração do sensor PMU.
Todo o processo de identificação e confirmação de falhas:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, a linha C28YC teve 5 alarmes de aterramento, e todos os alarmes tinham as mesmas características, mas o ponto de falha não pôde ser encontrado durante a inspeção no local.
• A IA identificou uma correspondência entre as características da segunda metade do ciclo e um tipo de forma de onda no banco de dados histórico, e deduziu que era um defeito de disjuntor.
• Em 5 de fevereiro de 2021, o pessoal no local tinha um alvo em mente e encontrou a falha no disjuntor no poste 84.
Uso Típico do PMU: Alerta de Isolamento de Linha - Motivo: Desastre Meteorológico
Modo de Aterramento Neutro da Linha: bobina de extinção de arco do barramento 1, barramento 2 não aterrado
Detalhes da Configuração do Sensor PMU:
Número de alertas do sistema: 13 vezes
Processo de evolução da falha: na tarde de 13 de agosto de 2019, ocorreram 13 perturbações, todas indicando que ocorreram no mesmo trecho de linha. A tensão de sequência zero aumenta continuamente de 20V no início do alerta para 30V no final. A corrente de sequência zero aumenta de 3A para 5A, e o isolamento da linha se deteriora. Devido ao acúmulo de tarefas de reparo de emergência causadas pelo tufão no dia anterior, a prioridade do trabalho de alerta precoce e eliminação de falhas foi adiada. Após 9 horas de deterioração em curto-circuito, a ação de proteção foi acionada, resultando em falta de energia.
Uso Típico do PMU: Alerta de Isolamento de Linha - Causa: Conflito com Árvores
A partir das 21h de 25.05.2020, foram percebidos quase cem eventos de perturbação fraca, todos ocorridos no mesmo local.
A resistência de amortecimento da bobina de extinção de arco na estação estava seriamente aquecida.
O pessoal de manutenção patrulhou a linha de acordo com as informações de alerta.
Após limpar as barreiras de árvores e remover os defeitos, o isolamento de cerca de 14 pontos da linha foi completamente restaurado e o sistema retornou ao normal.
Uso Típico do PMU: Alerta de Falha de Linha - Causa: Dano de Pássaro Neutro da Linha
Número de alertas do sistema: 10
Processo de evolução da falha: de 19:57:41 a 22:48:18 de 7 de julho de 2018, foram levantados dezenas de alarmes no mesmo local.
O intervalo de tempo entre duas falhas está ficando menor e a frequência está aumentando, o que indica a tendência de desenvolver falhas permanentes de aterramento monofásico. Por volta das 10:50, o pessoal de manutenção acionou manualmente o disjuntor no local, destruiu o ninho de pássaro na seção de falha, fechou o disjuntor para restaurar a transmissão de energia, a falha desapareceu.
Uso Típico do UCMU : Alerta de Falha de Equipamento - Causa: Dano Externo ao Cabo
Modo de aterramento neutro da linha: aterrado através de bobina de extinção de arco
Número de alertas por SMS: 1
Processo de Evolução da Falha: Vários aterramentos instantâneos ocorreram desde 15:22 de 24 de abril de 2020, e o sistema enviou múltiplas informações de alerta. Para evitar avisos frequentes de mensagens curtas causados por perturbações instantâneas, o sistema define três aterramentos instantâneos dentro de 20 minutos como condição para enviar mensagens curtas de alerta. Essa condição pode ser melhorada através do acúmulo e aprendizado de big data definindo a frequência. Até 17:46, tornou-se permanentemente aterrado e durou 55 minutos.
Uso Típico do PMU: Alerta de Falha de Equipamento - Causa: Deterioração do Isolamento do Quadro de Distribuição
Número de alertas do sistema: 4
Processo de evolução da falha: durante o período de 2020.11.21 a 2020.11.24, houve 4 aterramentos instantâneos e 1 aterramento permanente, e eventualmente evoluiu para uma falha de curto-circuito. O sistema registrou 5 falhas de aterramento com o mesmo intervalo de falha, forma de onda semelhante e características óbvias de tração de arco, que foram julgadas como falhas de isolamento no mesmo local.
