Високоточна система захисту та автоматизації розподільчих ліній PMU
Система автоматизованої захисту ліній розподілу PMU - це нова система автоматизації розподілу ліній.
для вирішення поточних проблем, особливо заземлення.
яка базується на синхронних фазорових вимірюваннях розподільної мережі - μPMU.
PMU (прізорова вимірювальна одиниця), окремий пристрій або модуль. Всі вибіркові дані напруги/струму мають позначку часу BDS/GPS з точністю до мікросекунд.
Основні функції: • Фазор: амплітуда, кут фази, • Частота (f) та Зміна частоти (△f/△t)
Блок-схема апаратного забезпечення μPMU
Широкомасштабна вимірювальна система (WAMS)
• Вимірювання PMU абсолютно синхронізовані з Міжнародним координованим часом (UTC)
• Широкомасштабна синхронізація вимірювань багатьох PMU, встановлених у різних місцях
• Математичний вираз сигналу напруги/струму:
Датчик струму надземного типу i-WCS - одноканальний датчик струму PMU
Рішення для проблем розподільної мережі, яке базується на PMU розподільної мережі та технології широкомасштабних синхронних фазорових вимірювань.
• Високоточне і високочастотне введення струму
• Широкомасштабна синхронізація, індукція енергії
• Встановлення під напругою, захист IP67
• Підтримка двостороннього потоку енергії або роботи в кільцевій мережі
• Зв'язок 3G/4G/5G：
a. Регулярне звітування про кожну гармоніку
b. Локальні події запускають завантаження даних
c. Віддалений дзвінок та тестування конкретних даних
• 1μs широкомасштабна синхронізація
• 12.8kHz частота дискретизації
• 60 хвилин запис та відтворення хвилі
• 0.5 точність вимірювання
• 3.5A повнофункціональний мінімальний робочий струм
Датчик струму кабельного типу RCMU - багатоканальний датчик струму PMU
RCMU - датчик струму підземного кабелю
• 1μs широкомасштабна синхронізація
• 12.8kHz частота дискретизації
• 0.5 точність вимірювання
• 60 хвилин відтворення даних
• 3 вимірювання струму
• Віддалене передавання бездротовим/провідним способом
• Збирання трифазного струму, аналогічно принципу надземного типу, придатне для кільцевих головних блоків, комутаційних станцій, підстанцій.
• Широкомасштабна синхронізація, індукція енергії, або живлення постійного струму 24V/48V
• Локальний алгоритм прийняття рішень щодо вад на основі струму:
a. Перехідний струм короткого замикання
b. Нульовий послідовний перехідний струм
c. Асиметричний фазний струм
• Запис хвиль, підтримка розташування розподілених вад
• Підтримка двостороннього потоку енергії або роботи в кільцевій мережі
• Зв'язок 3G/4G/5G або мережевий зв'язок
Одинична/Багатоканальна вимірювальна одиниця шин BDCU - одноканальна/багатоканальна вимірювальна одиниця напруги PMU
Внутрішній та зовнішній типи
• Живлення 220V AC/24V DC • Оптичний волокон, провідний, бездротовий
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • Доступ до 300 датчиків струму Збирання напруги：
• 1μs широкомасштабна синхронізація
• 1.0 точність вимірювання
• 12.8kHz частота дискретизації
• 60 хвилин відтворення запису хвилі
Для однофазної вади заземлення з струмом заземлення більше 1А, точність виявлення та розташування становить 100%, з 0 хибних позитивних результатів
• Збирання нульового послідовного напруги, запуск запису вади заземлення
• Збирання та обробка запису хвилі, комплексне визначення вади
• Безпечний доступ до головної розподільної станції
a. Використовується як пристрій моніторингу ізоляції заземлення станції
b. Використовується як пристрій моніторингу ізоляції заземлення в станції
c. Не залежить від головної станції для вирішення вади
Структура інтелектуальної системи моніторингу стану розподільної мережі на основі вимірювань PMU
Сценарії використання розподільної мережі
Типове використання PMU - оцінка стану лінії
Типове використання PMU - розподілена запис хвилі
Запис всіх моніторингових точок лінії та станції позначається абсолютним часом на рівні мікросекунд. Будь-який пристрій може запустити запис, коли виконуються передставлені умови запуску. Представляє " моментальний знімок" всієї мережі на основі виклику часу будь-якої події в будь-якому місці до записаних даних всіх датчиків. Це надає глобальні дані для детального аналізу подій та сприяє процесу інверсії, просуванню, ранньому попередженню аномального стану тощо.
Типове використання PMU - моніторинг якості електроенергії
Датчик може обчислювати та звітувати гармоніки в реальному часі. На основі широкомасштабних синхронних даних можна обчислити різні показники якості електроенергії, такі як трифазна несбалансованість, частота мережі та швидкість зміни частоти, а також визначити джерело забруднення.
Типове використання PMU - протидія крадіжкам електроенергії
На основі даних про навантаження користувача на високовольтному боці та форми струму, аналізуються та ідентифікуються характеристики навантаження, а також моніториться електричне поводження кінцевого користувача, що може бути використано для віддаленого моніторингу та діагностики стану електрообладнання.
Типове використання PMU: Попередження про вади, просування та процес інверсії
Попередження：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, лінія 115, опора 1# 64#, фаза A до землі
• 2017-10-30 12:15:39：093125, лінія 117, опора 29#, фаза B заземлена коротким замиканням, піковий струм перевищує 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468, лінія 115, між опорами 1# та 64#, фази A та C коротким замиканням, піковий струм на опорі 1# перевищує 5000A Повідомлення з місця події та процес інверсії вади:
• На опорі 52# лінії 115 сталася аварія автомобіля
• При перевірці було виявлено сліди опалення в шафі кабелю деякого місця позаду опори 29# лінії 117
• Сприймається, що провід фази A лінії 115 впав з поперечини та спричинив заземлення, а напруга непорушеної фази збільшилася, що призвело до пробою слабкої точки ізоляції фази B позаду опори 29# лінії 117, утворивши короткое замикання фаз A та B різних ліній, що породило піковий струм понад 1000A
• Через кілька десятків мілісекунд провід фази C на опорі 52# лінії 115 також впав з поперечини, спричинивши короткое замикання фаз A та C. Коли пік короткого замикання перевищив 5000A, відпрацювала реле-захист на виході лінії. Після відключення випадку, система працює нормально, що свідчить про відновлення ізоляції початкової точки пробою опори 29# лінії 117.
Типове використання PMU: Локація вади заземлення при відключенні
• 2018-10-05，15:27:45:395312， перше попередження, отримано повідомлення про призначення.
“Повідомлення про призначення: 10кВ секція 2 фаза A з'єднана з землею о 15:29” “Повідомлення про призначення: 10кВ секція 2 фаза A заземлення зникло о 15:47 ”
• Обхід для підтвердження розриву 127-1-28# гілки лінії 121
• Вчасне виявлення контакту розриву, щоб уникнути удару струмом для проходять людей. Припускається, що заземлення розриву ізольованого проводу викликає багаторазове заземлення. Після повернення металевого сердечника в ізоляційний шар, робота з втратою фази призведе до повернення напруги шини до норми
• У цей час через територію пройшла тайфун "Конні", тому припускається, що розрив лінії був спричинений тайфуном.
Типове використання PMU: Великі дані + AI-розпізнавання для пошуку вадливих випадків
Це система з малим опором заземлення, конфігурація датчиків PMU.
Весь процес розпізнавання та підтвердження вади:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, лінія C28YC мала 5 попереджень про заземлення, і всі попередження мали однакові характеристики, але місце вади не було знайдено під час на місці.
• AI виявив збіг характеристик другої половини циклу з одним видом форми хвилі в історичній базі даних, і вивів, що це вада виплидача.
• 5 лютого 2021 року, на місці люди з метою знайшли ваду виплидачу на опорі 84.
Типове використання PMU: Попередження про ізоляцію лінії - Причина: Метеорологічна катастрофа
Режим заземлення нейтралі лінії: шина 1 - катушка загасування дуги, шина 2 - не заземлена Деталі розташування датчиків PMU:
Часи попередження системи: 13 разів
Процес розвитку вади: увечері 13 серпня 2019 року сталося 13 перебоїв, всі вказують на те, що вони сталися в одному розділі лінії. Нульовий послідовний напруга поступово зростає від 20V на початку попередження до 30V на кінець. Нульовий послідовний струм зростає з 3A до 5A, і ізоляція лінії погіршується. Через накопичення задач швидкого ремонту, спричинених тайфуном попереднього дня, пріоритет раннього попередження та ліквідації був відкладений. Після 9 годин погіршення до короткого замикання, захист був активований, що призвело до відключення електроенергії.
Типове використання PMU: Попередження про ізоляцію лінії - Причина: Конфлікт з деревами
Починаючи з 21 години 25 травня 2020 року, було виявлено майже сто слабких перебоїв, всі які сталися в одному місці.
Загасювальна катушка в станції сильно нагрілась.
Обслуговуючий персонал обійшов лінію відповідно до інформації про попередження.
Після очищення бар'єрів дерев та усунення недоліків, ізоляція приблизно 14 точок лінії була повністю відновлена, і система повернулася до норми.
Типове використання PMU: Попередження про ваду лінії - Причина: Пошкодження птахами
Часи попередження системи: 10
Процес розвитку вади: з 19:57:41 до 22:48:18 7 липня 2018 року, було піднято кілька десятків попереджень в одному місці.
Час між двома вадами стає коротшим, а частота зростає, що свідчить про тенденцію розвитку до постійного однофазного заземлення. Близько 10:50, обслуговуючий персонал вручну відкрив випадок на місці, знищив гніздо птахів в розділі вади, закрив випадок, щоб відновити передачу електроенергії, вада зникла.
Типове використання UCMU : Попередження про ваду обладнання - Причина: Зовнішнє пошкодження кабелю
Режим заземлення нейтралі лінії: заземлення через загасювальну катушку Часи SMS-попередження: 1
Процес розвитку вади: Кілька моментальних заземлень відбулося з 15:22 24 квітня 2020 року, і система відправила кілька попереджень. Щоб уникнути частого попередження через моментальні перебої, система встановила три моментальних заземлення протягом 20 хвилин як умову для відправки попереджень. Цю умову можна покращити шляхом накопичення та навчання великих даних. До 17:46, воно стало постійним заземленням і тривало 55 хвилин.
Типове використання PMU: Попередження про ваду обладнання - Причина: Погіршення ізоляції випадкового обладнання
Часи попередження системи: 4
Процес розвитку вади: Протягом періоду 2020.11.21-2020.11.24 відбулося 4 моментальних заземлення та 1 постійне заземлення, і нарешті це перетворилося на ваду короткого замикання. Система зареєструвала 5 випадків заземлення з однаковим інтервалом вад, подібною формою хвилі та очевидними характеристиками витягування дуги, які були визначені як вади ізоляції в одному місці.
