سیستم اتوماسیون حفاظت خط توزیع با دقت بالا PMU

سیستم اتوماتیک محافظت خط توزیع PMU یک سیستم جدید اتوماتیک توزیع خط است.

برای حل مشکلات موجود به ویژه خطا در زمین.

که بر پایه اندازه‌گیری فازور همزمان شبکه توزیع-μPMU می‌باشد.

PMU (واحد اندازه‌گیری فازور)، دستگاه یا ماژول مستقل. داده‌های نمونه‌برداری ولتاژ/جریان همه با زمان‌بندی BDS/GPS دقیق تا سطح میکروثانیه.

عملکردهای اصلی:• فازور: دامنه، زاویه فاز،• فرکانس (f) و تغییر فرکانس (△f/△t)

نمودار بلوکی معماری سخت‌افزار μPMU

سیستم اندازه‌گیری گسترده (WAMS)
• اندازه‌گیری‌های PMU به طور مطلق همزمان با زمان استاندارد جهانی (UTC) می‌باشند
• همزمان‌سازی اندازه‌گیری گسترده چند PMU نصب شده در مکان‌های مختلف
• بیان ریاضی سیگنال ولتاژ/جریان:

سنسور جریان هوایی i-WCS - سنسور جریان PMU یک کاناله

راه‌حل برای مشکلات شبکه توزیع که بر پایه PMU شبکه توزیع و فناوری اندازه‌گیری فازور همزمان گسترده می‌باشد.

• جمع‌آوری جریان با دقت بالا و فرکانس بالا
• همزمان‌سازی گسترده، القای قدرت
• نصب زنده، حفاظت IP67
• پشتیبانی از جریان دوطرفه یا عملیات شبکه حلقه‌ای
• ارتباط 3G/4G/ 5G：
a. گزارش دوره‌ای هر هارمونیک
b. رویدادهای محلی منجر به بارگذاری داده‌ها
c. تماس و آزمون دوره‌ای داده‌های لحظه خاص

• همزمان‌سازی گسترده 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• ضبط و بازپخش موج 60 دقیقه
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• 3.5A جریان کاری کامل حداقل

سنسور جریان نوع کابل RCMU - سنسور جریان PMU چند کاناله

RCMU - سنسور جریان کابل زیرزمینی

• همزمان‌سازی گسترده 1μs
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• دقت اندازه‌گیری 0.5
• بازپخش داده 60 دقیقه
• اندازه‌گیری 3 جریان
• انتقال دوردیستی بی‌سیم/سیمی

• جمع‌آوری جریان سه‌فاز، مانند اصول نوع هوایی، مناسب برای واحد حلقه اصلی، ایستگاه تبدیل، ایستگاه توزیع.
• همزمان‌سازی گسترده، القای قدرت، یا تامین توان DC 24V/48V
• الگوریتم تصمیم‌گیری خطا محلی بر اساس جریان:
a. جریان اضافی کوتاه‌مداری
b. جریان اضافی دنباله صفر
c. جریان فاز نامتقارن
• ضبط موج نام‌گذاری شده، پشتیبانی از مکان‌یابی خطا توزیع‌شده
• پشتیبانی از جریان دوطرفه یا عملیات شبکه حلقه‌ای
• ارتباط 3G/4G/5G یا شبکه

واحد جمع‌آوری دیتاباس BDCU - سنسور ولتاژ یک یا چند کاناله PMU

نوع داخلی و خارجی

• تامین توان 220V AC/24V DC • فیبر نوری، سیمی، بی‌سیم
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • 300 سنسور جریان قابل دسترسی
جمع‌آوری ولتاژ：
• همزمان‌سازی گسترده 1μs
• دقت اندازه‌گیری 1.0
• فرکانس نمونه‌برداری 12.8kHz
• بازپخش ضبط موج 60 دقیقه

برای خطا در زمین فاز یک با جریان زمین بزرگتر از 1A، دقت تشخیص و مکان‌یابی 100% است، بدون خطای کاذب
• جمع‌آوری ولتاژ دنباله صفر، شروع ضبط خطا در زمین
• جمع‌آوری و پردازش ضبط موج، و تعیین جامع خطا
• دسترسی ایمن به ایستگاه توزیع اصلی
a. استفاده به عنوان دستگاه مانیتورینگ عایق‌بندی زمین ایستگاه
b. استفاده به عنوان دستگاه مانیتورینگ عایق‌بندی زمین داخل ایستگاه
c. عدم وابستگی به ایستگاه اصلی برای تکمیل خطا

تشکیل سیستم مانیتورینگ وضعیت هوشمند شبکه توزیع بر اساس اندازه‌گیری PMU

سناریوهای استفاده شبکه توزیع

استفاده معمولی PMU - ارزیابی وضعیت خط

استفاده معمولی PMU - ضبط موج توزیع‌شده

داده‌های ضبط شده تمام نقاط مانیتورینگ در خط و ایستگاه با زمان مطلق در سطح میکروثانیه برچسب‌گذاری شده‌اند. هر دستگاهی می‌تواند ضبط را در صورت برآوردن شرایط شروع پیش‌فرض فعال کند. ارائه "عکس" کل شبکه بر اساس بازگشت زمان هر رویداد در هر مکان تا داده‌های ضبط شده تمام سنسورها. این امر داده‌های جامع را برای تحلیل دقیق رویدادها و تسهیل معکوس‌سازی فرآیند، ردیابی و هشدار وضعیت غیرعادی و غیره فراهم می‌کند.

استفاده معمولی PMU - مانیتورینگ کیفیت توان

سنسور می‌تواند هارمونیک‌ها را به طور زنده محاسبه و گزارش دهد. بر اساس داده‌های همزمان گسترده، شاخص‌های مختلف کیفیت توان مانند نامتوازن سه‌فاز، فرکانس شبکه و نرخ تغییر فرکانس محاسبه می‌شوند و منبع بار آلاینده می‌تواند مکان‌یابی شود.

استفاده معمولی PMU - جلوگیری از دزدی برق

بر اساس داده‌های بار جانب بالایی کاربر و موج جریان، ویژگی‌های بار تجزیه و شناسایی می‌شوند و رفتار برق کاربر انتهایی مانیتور می‌شود که می‌تواند برای مانیتورینگ و تشخیص دوردیستی وضعیت تجهیزات برق استفاده شود.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا، ردیابی و معکوس‌سازی فرآیند

هشدار：
• 2017-10-30 12:15:39:081719، خط 115، ستون 1# 64#، فاز A به زمین
• 2017-10-30 12:15:39:093125 ، خط 117، ستون 29#، فاز B خرابی کوتاه‌مداری، جریان اوج بیش از 1000A
• 2017-10-30 12:15:39:115468 ، خط 115، بین ستون‌های 1# و 64#، خرابی کوتاه‌مداری فاز A و C، جریان اوج در ستون 1# بیش از 5000A
پیش‌خور و معکوس‌سازی فرآیند خطا:
• یک تصادف خودرو در ستون 52# خط 115 رخ داد
• بازرسی نشان داد که نشانه سوختگی در کابین کابل جایی پشت ستون 29# خط 117 وجود دارد
• حدس زده می‌شود که رساننده فاز A خط 115 از دسته می‌افتد و باعث خرابی زمین می‌شود، و ولتاژ فاز غیرخطا افزایش یافته و منجر به خرابی نقطه ضعف عایق‌بندی فاز B پشت ستون 29# خط 117 می‌شود، که خرابی کوتاه‌مداری فاز A و B خطوط مختلف را تشکیل می‌دهد و جریان اوج بیش از 1000A ایجاد می‌کند
• پس از چند ده میلی‌ثانیه، رساننده فاز C در ستون 52# خط 115 نیز از دسته می‌افتد و خرابی کوتاه‌مداری فاز A و C را ایجاد می‌کند. وقتی جریان اوج خرابی کوتاه‌مداری بیش از 5000A می‌شود، محافظ‌های رله در خروجی خط عمل می‌کنند. پس از قطع کلید، سیستم به طور عادی کار می‌کند، که نشان می‌دهد عایق‌بندی نقطه خرابی اصلی ستون 29# خط 117 بازگشته است.

استفاده معمولی PMU: مکان‌یابی خطا در زمین جدا شده

• 2018-10-05، 15:27:45:395312، اولین هشدار، اعلان اختصاص دریافت شد.
“اعلان اختصاص: فاز A بخش 2 10kV در 15:29 به زمین متصل شد” “اعلان اختصاص: فاز A بخش 2 10kV در 15:47 از زمین جدا شد”
• گشت برای تأیید شکست 127-1-28# شاخه خط 121
• کشف به موقع تماس سیم شکسته، برای جلوگیری از نزدیک شدن عبورکنندگان به خطر شوک الکتریکی. حدس زده می‌شود که لرزش زمین سیم عایق‌بندی‌شده شکسته باعث چندین خرابی زمین می‌شود. پس از بازگشت هسته فلزی به لایه عایق‌بندی، عملیات بدون فاز باعث بازگشت ولتاژ اصلی به حالت عادی می‌شود
• در این مدت، طوفان "کانی" عبور کرد، بنابراین حدس زده می‌شود که خط جدا شده به دلیل طوفان ایجاد شده است.

استفاده معمولی PMU: داده‌های بزرگ + شناسایی AI برای یافتن کلیدهای خطا

این یک سیستم زمین‌گذاری مقاومت کوچک است، پیکربندی سنسور PMU.

کل فرآیند شناسایی و تأیید خطا:
• 2020.11.25 - 2021.2.5، خط C28YC 5 هشدار زمین داشت، و همه هشدارها ویژگی‌های یکسانی داشتند، اما نقطه خطا در بازرسی محلی پیدا نشد.
• AI یک تطابق بین ویژگی‌های نیمه دوم چرخه و یک نوع موج در پایگاه داده تاریخی شناسایی کرد و نتیجه گرفت که این یک نقص کلید است.
• در 5 فوریه 2021، کارکنان محلی با یک هدف مشخص، نقص کلید را در ستون 84 پیدا کردند.

استفاده معمولی PMU: هشدار عایق‌بندی خط - دلیل: بلایای طبیعی

مدل زمین‌گذاری خط: کویل خنثی‌ساز قوس کویل 1، کویل 2 بدون زمین‌گذاری
جزئیات پیکربندی سنسور PMU:

تعداد هشدارهای سیستم: 13 بار
فرآیند تکامل خطا: در بعد از ظهر 13 اوت 2019، 13 اختلال رخ داد که همه نشان دادند که در یک بخش خط رخ داده‌اند. ولتاژ دنباله صفر از 20V در آغاز هشدار به 30V در پایان افزایش یافته است. جریان دنباله صفر از 3A به 5A افزایش یافته و عایق‌بندی خط تضعیف می‌شود. به دلیل تجمع کارهای تعمیر و نگهداری اضطراری ناشی از طوفان یک روز قبل، اولویت هشدار و حذف کمبود به تعویق افتاد. پس از 9 ساعت تضعیف به خرابی کوتاه‌مداری تبدیل شد، عملیات محافظ باعث قطع کلید شد و سیستم به حالت عادی بازگشت.

استفاده معمولی PMU: هشدار عایق‌بندی خط - دلیل: تداخل با درختان

از ساعت 21 در 25.5.2020، نزدیک به 100 رویداد اختلال ضعیف شناسایی شد، همه آن‌ها در یک مکان رخ داده‌اند.
مقاومت دمپر کویل خنثی‌ساز در ایستگاه به طور جدی گرم شده است.
کارکنان تعمیر و نگهداری خط را بر اساس اطلاعات هشدار گشت زدند.
پس از پاک کردن موانع درختی و حذف نقص، عایق‌بندی حدود 14 نقطه خط به طور کامل بازگشت و سیستم به حالت عادی بازگشت.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا خط - دلیل: خرابی پرنده

تعداد هشدارهای سیستم: 10
فرآیند تکامل خطا: از 19:57:41 تا 22:48:18 در 7 ژوئیه 2018، ده‌ها هشدار در یک مکان رخ داد.
زمان بین دو خطا کوتاه‌تر می‌شود و فرکانس بالاتر می‌رود که نشان‌دهنده روند تبدیل به خطا دائمی زمین‌گذاری یک‌فازی است. حدود 10:50، کارکنان تعمیر و نگهداری کلید را در محل به صورت دستی کشیدند، آشیانه پرنده در بخش خطا را نابود کردند، کلید را بستند تا ترانسفر برق بازگردد، خطا ناپدید شد.

استفاده معمولی UCMU: هشدار خطا تجهیزات - دلیل: خرابی ناشی از نیروی خارجی کابل

مدل زمین‌گذاری خط: زمین‌گذاری از طریق کویل خنثی‌ساز
تعداد هشدارهای پیامک: 1

فرآیند تکامل خطا: از 15:22 در 24 آوریل 2020، چندین زمین‌گذاری لحظه‌ای رخ داد و سیستم چندین اطلاعیه هشدار فرستاد. برای جلوگیری از هشدارهای پیامک مکرر ناشی از اختلالات لحظه‌ای، سیستم شرط فرستادن هشدار پیامک را سه بار زمین‌گذاری لحظه‌ای در 20 دقیقه تنظیم کرده است. این شرط می‌تواند از طریق تجمع و یادگیری داده‌های بزرگ با تنظیم فرکانس بهبود یابد. تا 17:46، به زمین‌گذاری دائمی تبدیل شد و 55 دقیقه به طول انجامید.

استفاده معمولی PMU: هشدار خطا تجهیزات - دلیل: تضعیف عایق‌بندی کلید

تعداد هشدارهای سیستم: 4
فرآیند تکامل خطا: در بازه 2020.11.21 تا 2020.11.24، 4 زمین‌گذاری لحظه‌ای و 1 زمین‌گذاری دائمی رخ داد و در نهایت به خطا کوتاه‌مداری تبدیل شد. سیستم 5 خطا زمین‌گذاری با فاصله خطا یکسان، موج شکل مشابه و ویژگی‌های واضح کشش قوس را ثبت کرد که به عنوان خطا عایق‌بندی در یک مکان تشخیص داده شد.