PMU-högprecisionssystem för skydd och automatisering av fördelningsnät

PMU-fördelningslinjeskyddautomatiseringssystem är ett nytt system för linjefördelningsautomatisering.

för att lösa aktuella problem, särskilt jordfel.

som bygger på en synkron fasoräkningsenhet (PMU) i fördelningsnätet - μPMU.

PMU (phasormätning enhet), en fristående enhet eller modul. Spännings-/strömmätdata har alla en BDS/GPS-tidsstämpel med mikrosekundsprecision.

Grundläggande funktioner: • Fasor: amplitud, fasvinkel, • Frekvens (f) och frekvensvariation (△f/△t)

μPMU-hårdvaruarkitekturblockdiagram

Bredbandsmätningssystem (WAMS)
• PMU-mätningar är absolut synkroniserade med världsstandardtid (UTC)
• Bredbandsmätningssynkronisering av flera PMU-installerade på olika platser
• Matematisk uttryck för spänning/strömsignal:

Luftledningsströmssensor i-WCS – Enkanalsströms-PMU

Lösning för fördelningsnätsproblem baserat på fördelningsnäts-PMU och bredbandssynkron phasormätningsteknik.

• Högprecision och högfrekvens strömfångst
• Bredbandsynkroniserad, effektinduktion
• Liveinstallation, IP67-skydd
• Stöd för tvåvägspowerflöde eller ringnätverksdrift
• 3G/4G/5G-kommunikation:
a. Rapportera regelbundet varje harmonisk
b. Lokala händelser utlöser uppladdning av data
c. Fjärranrop och testa specifika momentdata

• 1μs bredbandsynkronisering
• 12.8kHz provfrekvens
• 60 min våginspelning och uppspelning
• 0.5 mätprecision
• 3.5A fullfunktionell minimi driftström

Kabeltyp ström sensor RCMU – Flerkanalsströms-PMU

RCMU - underjordisk kabelflödesensor

• 1μs bredbandsynkronisering
• 12.8kHz provfrekvens
• 0.5 mätprecision
• 60 min datauppspelning
• 3 ström mätningar
• Trådlös/trådad fjärröverföring

• Samla trefasström, samma princip som överbryggnings typ, lämplig för ringhuvudenhet, växlingsstation, understation.
• Bredbandsynkroniserad, induktionseffekt, eller 24V/48V DC-strömförsörjning
• Lokal felbeslutningsalgoritm baserad på ström:
a. Kortslutning överströmning
b. Nollsekvens överströmning
c. Osymmetrisk fasström
• Våginspelning kallas mätning, stödjer distribuerad felsökning
• Stödjer tvåvägspowerflöde eller ringnätverksdrift
• 3G/4G/5G eller nätverkskommunikation

Busssamlarenhet BDCU – En-/Flerkanals spännings-PMU

Inomhus- och utomhusmodeller

• 220V AC/24V DC-strömförsörjning • Fiberoptik, trådad, trådlös
• IEC 60870-5-101/104/DNP3 • Upp till 300 strömsensorer kan kopplas in Spänningsfångst:
• 1μs bredbandsynkronisering
• 1.0 mätprecision
• 12.8kHz provfrekvens
• 60 min våginspelning uppspelning

För enfasjordfel med jordström större än 1A, är detektering och positionering noggrannheten 100%, utan falska positiva
• Samla nollsekvensspänning, starta inspelning av jordfel
• Samla och bearbeta inspelade vågor, och fastställa felet omfattande
• Säker åtkomst till huvudfördelningsstation
a. Används som stationens jordisoleringsovervakningsenhet
b. Används som in-stations jordisoleringsovervakningsenhet
c. Lita inte på huvudstationen för att slutföra felet

Sammansättningen av intelligenta fördelningsnätskontillståndsövervakningssystem baserat på PMU-mätning

Användningsscenarier för fördelningsnät

Typisk användning av PMU - Linjestatusbedömning

Typisk användning av PMU - Distribuerad våginspelning

Inspektionens data från alla övervakningspunkter längs linjen och stationen är etiketterade med absolut tid på mikrosekunds-nivå. Alla enheter kan utlösa inspelning när de förinställda startvillkoren uppfylls. Ger en "snabbbild" av hela nätverket baserat på tidsåterkallning av någon händelse vid någon plats upp till inspelade data från alla sensorer. Det ger globala data för detaljerad analys av händelser och underlättar processinvertering, sporbarhet och tidig varning av avvikande tillstånd, etc.

Typisk användning av PMU - Strömkvalitetsövervakning

Sensorn kan beräkna och rapportera harmoniska i realtid. Baserat på bredbandssynkroniserade data kan olika strömkvalitetsindex som trefasobalans, nätverksfrekvens och frekvensförändring beräknas, och föroreningskällbelastning kan lokaliseras därefter.

Typisk användning av PMU - Elstöldskydd

Enligt användarens högspänningslastdata och strömvågform analyseras och identifieras lastegenskaperna, och slutanvändarens elektriska beteende övervakas, vilket kan användas för fjärrövervakning och diagnostik av tillståndet för elutrustning.

Typisk användning av PMU: Felvarning, sporbarhet och processinvertering

Varning：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, linje 115, stolpe 1# 64#, fas A till mark
• 2017-10-30 12:15:39：093125, linje 117, stolpe 29#, fas B markkortslutning, toppflöde överstiger 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468, Linje 115, mellan stolpar 1# och 64#, fas A och C kortslutning, toppström vid stolpe 1# överstiger 5000A Fältfeedback och felprocessinvertering:
• Ett bilolycksfall inträffade vid stolpe 52# på linje 115
• Inspektionen visade en brännmärke i kabinskåpet någonstans bakom stolpe 29# på linje 117
• Spekulerar att ledaren A på linje 115 faller ner från korsarmen och orsakar jordning, och den icke-felaktiga fasens elspänning ökar, vilket leder till brytning av isolerings svag punkt fas B bakom stolpe 29# på linje 117, bildar kortslutning av faserna A och B på olika linjer och genererar toppström över 1000A
• Efter tiotal millisekunder faller ledaren C vid stolpe 52# på linje 115 också ner från korsarmen, orsakar kortslutning av fas A och C. När toppen av kortslutningsströmmen överstiger 5000A agerar reläskyddet vid utgången av linjen. Efter att brytaren har öppnats, fungerar systemet normalt, vilket indikerar att isoleringen vid den ursprungliga brytningspunkten vid stolpe 29# på linje 117 har återställts.

Typisk användning av PMU: Koppling av jordfelplats

• 2018-10-05, 15:27:45:395312, Första larm, arbetsorder notisen mottogs.
"Arbetsorder: 10kV Avsnitt 2 Fas A ansluten till marken kl 15:29" "Arbetsorder: 10kV Avsnitt 2 Fas A jordning försvinner kl 15:47"
• Patrullering för att bekräfta brytning av 127-1-28# av gren 121
• Tidig upptäckt av kontakt med trasig ledare, för att undvika att passagerare kommer nära och får elektrisk stöt. Det antas att markens vibration av den trasiga isolerade ledaren orsakar flera jordningar. När metallkärnan dras in i isoleringslagret resulterar det i en fasförlust drift vilket gör att bussspänningen återgår till normal
• Under denna tid passerade tyfonen "Connie", så det antas att den kopplade linjen orsakades av tyfonen.

Typisk användning av PMU: Big Data + AI Identifiering guide för att hitta felaktiga brytare

Det är ett litet resistansjordningssystem, PMU-sensor konfiguration.

Hela processen för felidentifiering och bekräftelse:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, C28YC linje hade 5 jordningslarm, och alla larm hade samma egenskaper, men felpunkten kunde inte hittas under fältinspektion.
• AI identifierade en match mellan egenskaperna i andra halvan av cykeln och en typ av vågform i historiska databasen, och drog slutsatsen att det var ett brytardefekt.
• Den 5 februari 2021 hittade fältpersonalen med ett mål i sikte brytarfelet vid stolpe 84.

Typisk användning av PMU: Linjeisolering varning - Orsak: Meteorologisk katastrof

Linje neutral jordningssätt: bus 1 bukgenspolsring, bus 2 ojordad PMU Sensor Layout Details:

Systemvarningstider: 13 gånger
Felevolutionprocess: på eftermiddagen den 13 augusti 2019, inträffade 13 störningar, alla pekade på att de inträffade i samma linjeavsnitt. Nollsekvensspänningen stiger kontinuerligt från 20V vid början av varningen till 30V vid slutet. Nollsekvensströmmen ökar från 3A till 5A, och linjens isolering försämras. På grund av ackumulerade akuta reparationssysslor orsakade av en tyfon en dag innan, har prioriteringen av tidig varning och bristeliminering blivit uppskjuten. Efter 9 timmars försämring till kortslutning, skyddshandling trip, vilket resulterar i strömavbrott.

Typisk användning av PMU: Linjeisolering varning - Orsak: Konflikt med träd

Från 21:00 den 25 maj 2020, upptäcktes nästan ett hundra svaga störningshändelser, alla inträffade på samma plats.
Bukgenspolsringens damperresistans i stationen är allvarligt upphettad.
Underhållspersonalen patrullerade linjen enligt varningsinformationen.
Efter att ha rensat trädhindren och åtgärdat defekter återställdes linjens isolering vid cirka 14 punkter helt och systemet återgick till normalt.

Typisk användning av PMU: Linjefelvarning - Orsak: Fågelskador på linje neutral

Systemvarningstider: 10
Felevolutionprocess: Från 19:57:41 till 22:48:18 den 7 juli 2018, togs tiotal larm i samma plats.
Tiden mellan två fel blir kortare och frekvensen blir högre, vilket visar en tendens att utvecklas till permanenta enfasjordfel. Vid ungefär 10:50 manuell brytning av brytaren på plats, förstörde fågelboet i felavsnittet, stängde brytaren för att återställa strömförsörjning, felet försvann.

Typisk användning av UCMU: Utrustningsfelvarning - Orsak: Extern kraft skadar kabeln

Linje neutral jordningssätt: neutral jordning genom bukgenspolsring SMS-varningstider: 1

Felevolutionprocess: Flera momentana jordningar inträffade sedan 15:22 den 24 april 2020, och systemet skickade flera varningsmeddelanden. För att undvika frekventa varningar av korta meddelanden orsakade av momentana störningar, sätter systemet tre momentana jordningstider inom 20 minuter som villkor för att skicka varningsmeddelanden. Detta villkor kan förbättras genom att sätta frekvens via big data-ackumulering och inlärning. Vid 17:46 blev det permanent jordat och fortsatte i 55 minuter.

Typisk användning av PMU: Utrustningsfelvarning - Orsak: Brytarskåpsisolering försämras

Systemvarningstider: 4
Felevolutionprocess: Under perioden 2020.11.21 till 2020.11.24, inträffade 4 momentana jordningar och 1 permanent jordning, och det utvecklades till slut till ett kortslutningsfel. Systemet registrerade 5 jordningsfel med samma felintervall, liknande vågform och tydliga bågegenskaper, vilket bedömdes vara isoleringsfel på samma plats.