PMU Sistem visoko natančne avtomatske zaščite distribucijskih črt
Sistem avtomatske zaščite distribucijskih vodov PMU je nov sistem avtomatske distribucije.
za reševanje trenutnih težav, zlasti pri zemeljskem križanju.
ki temelji na sinhroniziranem merilu fazorskih vrednosti v distribucijski mreži - μPMU.
PMU (phasor measurement unit), samostojen naprava ali modul. Vzorčne podatke napetosti/toka imajo BDS/GPS časovni žig natančen do stopinje mikrosekund.
Osnovne funkcije: • Fazorska vrednost: amplituda, fazni kot, • Frekvenca (f) in Sprememba frekvence (△f/△t)
Blokovni diagram strojne arhitekture μPMU
Sistem širokoobsežnega merjenja (WAMS)
• Meritve PMU so popolnoma sinhronizirane s svetovnim standardom časa (UTC)
• Sinhronizirano širokoobsežno merjenje več PMU-jev nameščenih na različnih lokacijah
• Matematični izraz za signal napetosti/toka:
Nadstrežni senzor toka i-WCS – enokanalni tokovni PMU
Rešitev za težave distribucijske mreže, ki temelji na PMU distribucijske mreže in širokoobsežni sinhronizirani tehnologiji fazorskih meritev.
• Visoko natančno in visoko frekvenčno merjenje toka
• Širokoobsežna sinhronizacija, indukcija moči
• Namestitev pod naponom, zaščita IP67
• Podpora dvosmerne pretoka moči ali delovanja v kolobarju
• 3G/4G/5G komunikacija：
a. Redno poročanje o vsaki harmonski
b. Lokalni dogodki sprožijo nalaganje podatkov
c. Oddaljeno klicanje in preverjanje specifičnih trenutnih podatkov
• 1μs širokoobsežna sinhronizacija
• 12.8kHz vzorčna frekvenca
• 60 min zapis valov in ponovitev
• 0.5 meritvena natančnost
• 3.5A najmanjši operativni tok za polno funkcionalnost
Vrstni tip senzorja toka RCMU – večkanalni tokovni PMU
RCMU - senzor toka podzemnega kabelja
• 1μs širokoobsežna sinhronizacija
• 12.8kHz vzorčna frekvenca
• 0.5 meritvena natančnost
• 60 min ponovitev podatkov
• 3 meritve toka
• Brezžična/žična oddaljena prenosa
• Zbiranje trofaznega toka, isti princip kot nadstrežni tip, primeren za kolobarne enote, preklopne postaje, transformatorne postaje.
• Širokoobsežna sinhronizacija, indukcija moči, ali 24V/48V DC oskrba s strmo
• Lokalni algoritem odločanja o napakah na osnovi toka:
a. Pretok pri kratkem križanju
b. Nekratni tok pri zemeljskem križanju
c. Nesimetrični fazi tok
• Zapis valov za merjenje, podpora distribuiranemu opredeljevanju napak
• Podpora dvosmerne pretoka moči ali delovanja v kolobarju
• 3G/4G/5G ali omrežna komunikacija
Zbirna enota bus BDCU – enokanalni/večkanalni voltajski PMU
Notranji in zunanji tip
• 220V AC/24V DC oskrba s strmo • Optični vlak, žično, brezžično
• IEC 60870-5-101/104/DNP3 • Dostop do 300 tokovnih senzorjev
• Merjenje napetosti: • 1μs širokoobsežna sinhronizacija
• 1.0 meritvena natančnost
• 12.8kHz vzorčna frekvenca
• 60 min zapis valov in ponovitev
Za enofazno zemeljsko napako z zemeljskim tokom večjim od 1A je natančnost opredeljevanja in lokacije 100 %, brez lažnih pozitivnih ugotovitev
• Zbiranje nulte sekvence napetosti, začnite zapisovanje zemeljske napake
• Zbiranje in obdelava zapisanih valov, in celosten ugotavljanje napake
• Varno dostopanje do glavne distribucijske postaje
a. Uporaba kot naprava za spremljanje izolacije stanice
b. Uporaba kot naprava za spremljanje izolacije v stanici
c. Ne odvisno od glavne postaje za dokončanje napake
Sestav inteligentnega sistema za spremljanje stanja distribucijske mreže na osnovi PMU meritev
Uporabni scenariji distribucijske mreže
Typical Use of PMU - Line Condition Assessment
Typical Use of PMU - Distributed Wave Recording
Zapisani podatki vseh točk nadzora v vodovodu in postaji so označeni z absolutnim časom na ravni mikrosekunde. Katerikoli napravi lahko sproži zapis, ko so izpolnjeni predvideni pogoji za začetek. Pridela "instant snapshot" celotne mreže na podlagi povratnega klica časa katerega koli dogodka na katerem koli mestu do zabeleženih podatkov vseh senzorjev. To prinaša globalne podatke za podrobno analizo dogodkov in olajša proces obrata, sledljivosti in predhodnega opozarjanja na nepravilno stanje itd.
Typical Use of PMU - Power Quality Monitoring
Senzor lahko izračuna in poroča harmonike v realnem času. Na podlagi širokoobsežnih sinhroniziranih podatkov lahko izračunamo različne kazalnike kakovosti energije, kot so netrivialna ravnovesja treh fáz, frekvenca omrežja in hitrost spremembe frekvence, ter lokacijo onesnaževalskega bremena.
Typical Use of PMU - Electricity Anti-stealing
Glede na podatke o bremenu uporabnika na visokonaponski strani in tokovni val, so analizirane in identificirane lastnosti bremena, ter nadzorana električna vedenja končnega uporabnika, kar je uporabno za oddaljen nadzor in diagnostiko stanja električne opreme.
Typical Use of PMU: Fault Warning, Traceability and Process Inversion
Opozorilo：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, vod 115, stolp 1# 64#, faza A do tla
• 2017-10-30 12:15:39：093125 , vod 117, stolp 29#, faza B zemeljsko kratkoročno zaprtje, vrhunska voda presega 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468 , vod 115, med stolpi 1# in 64#, faza A in C kratkoročno zaprtje, vrhunska voda na stolpu 1# presega 5000A Terensko povratno informiranje in obrat procesa nepopravljive napake:
• Se je zgodila nesreča s trkom vozila na stolp 52# voda 115
• Preiskava je odkrila zgorel posnetek v kabinskem škafetu nekje za stolpom 29# voda 117
• Predpostavljamo, da se faza A voda 115 spusti s prečnega nosilca in povzroči zemeljsko zaprtje, kar poveča električno napetost nevohodne faze, kar povzroči razbitje slabe točke izolacije faze B za stolpom 29# voda 117, kar ustvari različne faze A in B različnih vod in generira vrhunsko vodo preko 1000A
• Po desetih milisekundah se faza C voda 115 na stolpu 52# tudi spusti s prečnega nosilca, kar povzroči kratkoročno zaprtje faze A in C. Ko vrhunska voda kratkoročnega zaprtja preseže 5000A, se aktivira relayska zaščita na izstopu voda. Po skoku preklopnika se sistem normalno izvaja, kar kaže, da se izolacija prvotne točke razbitja stolpa 29# voda 117 obnovi.
Typical Use of PMU: Disconnection grounding fault location
• 2018-10-05，15:27:45:395312， Prvo opozorilo, prejeto je bil dnevni red. “Dnevni red: 10kV Sekcija 2 Faza A je povezana s tlem ob 15:29” “Dnevni red: 10kV Sekcija 2 Faza A zemeljsko zaprtje je izginilo ob 15:47 ”
• Patrolovanje za potrditev loma 127-1-28# odvoda 121 branch
• Temeeljito odkritje kontakta lomljenega voda, za izogibanje blizu prehajajočim osebam električnim udarcem. Predpostavljamo, da je zemeljsko tremočenje lomljenega izoliranega voda povzročilo večkratno zemeljsko zaprtje. Ko se metalni srček vrnemo v sloj izolacije, bo operacija z manjkajočo fazo vodila do vračanja napetosti busa v normalno stanje
• Med tem časom je prešel taifun "Connie", tako da je predpostavljamo, da je odpovedan vod povzročil taifun.
Typical Use of PMU: Big Data + AI Identification Guide to Find Fault Switches
To je sistem z majhno upornostjo zemeljskega zaprtja, konfiguracija PMU senzorjev.
Celoten proces identifikacije in potrditve napake:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, C28YC vod je imel 5 zemeljskih alarmov, in vse alarme so imeli enake karakteristike, vendar ni bilo mogoče najti točke napake med obiskom na terenu.
• AI je prepoznala ujemajoči se karakteristike drugega dela cikla z nekaterim tipom valovnega oblika v zgodovinski bazi podatkov in dedukcijo, da gre za defekt preklopnika.
• 5. februarja 2021 so osebje na terenu z namenom najdli defekt preklopnika na stolpu 84.
Typical Use of PMU: Line Insulation Warning - Reason: Meteorological Disaster
Način zemeljskega zaprtja voda: bus 1 ark zagubni boben, bus 2 nezemeljsko PMU Sensor Layout Details:
Število sistemskih opozoril: 13
Evolutivni proces napake: popoldne 13. avgusta 2019 je bilo 13 motenj, vse so naznačile, da so se zgodile v istem odseku voda. Nulte sekvence napetosti se stalno povišuje od 20V na začetku opozorila do 30V na koncu. Nulte sekvence toka se poveča od 3A do 5A, in izolacija voda se pogorša. Zaradi zaloge nujnih popravil zaradi taifuna prejšnjega dne je bila prednost opozoril in odstranjevanja pomanjkljivosti odložena. Po 9 urah se je pogoršala v kratkoročno zaprtje, zaščitni ukrep je prekinil, kar je povzročilo izpad elektrike.
Typical Use of PMU: Line Insulation Warning - Cause: Conflict with Trees
Od 21 uri 25. maja 2020 je bilo opaženih skoraj sto slabih motenj, vse so se zgodile na istem mestu.
Damping resistance of the arc suppression coil in the station is seriously heated.
The maintenance personnel patrolled the line according to the warning information.
After clearing the tree barriers and removing the defects, the insulation of about 14 points of the line was completely restored and the system returned to normal.
Typical Use of PMU: Line Fault Warning - Cause: Bird Damage Line Neutral
Število sistemskih opozoril: 10
Evolutivni proces napake: Od 19:57:41 do 22:48:18 7. julija 2018 je bilo dvajset alarmov zagnanih na istem mestu.
Čas med dvema napakama se skračuje in frekvenca se povečuje, kar kaže trend v stalno enofazno zemeljsko zaprtje. Okoli 10:50 je osebje za vzdrževanje ročno odprlo preklopnik na mestu, uničilo gnezdo ptica v odseku z napako, zaprla preklopnik in obnovila prenos elektrike, napaka je izginila.
Typical Use of UCMU : Equipment Failure Warning - Cause: External Force Damage the Cable
Način zemeljskega zaprtja voda: zemeljsko zaprtje preko ark zagubnega bobna SMS opozorila: 1
Evolutivni proces napake: Večkratno trenutno zemeljsko zaprtje se je zgodilo od 15:22 24. aprila 2020, in sistem je poslal več opozoril. Za izogibanje pogostemu opozorilu o kratkoročnem motnju, sistem nastavi tri trenutna zemeljska zaprtja v 20 minutah kot pogoj za pošiljanje opozorilnih sporočil. Ta pogoj se lahko izboljša preko akumulacije in učenja velikih podatkov s postavitvijo frekvence. Do 17:46 je postal stalno zemeljsko zaprtje in trajal 55 minut.
Typical Use of PMU: Equipment Failure Warning - Cause: Switchgear Insulation Deterioration
Število sistemskih opozoril: 4
Evolutivni proces napake: V obdobju 2020.11.21 do 2020.11.24 je bilo 4 trenutnih zemeljskih zaprtij in 1 stalno zemeljsko zaprtje, in končno evolviralo v kratkoročno zaprtje. Sistem je zabeležil 5 zemeljskih zaprtij z enakim intervalom napake, podobnim valovnim oblikom in očitnimi karakteristikami arkovega potegovanja, ki so bili ocenjeni kot napake izolacije na istem mestu.
