Sistema de protección e automatización de liñas de distribución de alta precisión PMU

O sistema de protección e automatización de liñas de distribución PMU é un novo sistema de automatización de distribución de liñas.

para resolver o problema actual, especialmente a falla a terra.

que se basea nunha Medida Fásica Sincronizada da Rede de Distribución - μPMU.

PMU (unidade de medida fásica), un dispositivo ou módulo autónomo. Os datos de mostra de tensión/corrente están todos con unha marca de tempo BDS/GPS precisa ao nivel de microsegundos.

Funcións básicas: • Fase: amplitud, ángulo de fase, • Frecuencia (f) e Variación de Frecuencia (△f/△t)

Diagrama de Bloques da Arquitectura de Hardware μPMU

Sistema de Medición de Área Amplia (WAMS)
• As medidas do PMU están absolutamente sincronizadas co Horario Mundial (UTC)
• Sincronización de medidas de área amplia de múltiples PMUs instalados en diferentes lugares
• Expresión matemática da señal de tensión/corrente:

Sensor de Corrente Aéreo i-WCS – PMU de Corrente Unicanal

Solución para o problema da rede de distribución que se basa no PMU da rede de distribución e na tecnoloxía de medida fásica sincronizada de área amplia.

• Adquisición de corrente de alta precisión e alta frecuencia
• Sincronización de área amplia, indución de potencia
• Instalación en vivo, protección IP67
• Soporte para fluxo de potencia bidireccional ou operación en red anelada
• Comunicación 3G/4G/5G：
a. Informes periódicos de cada harmónico
b. Eventos locais que activan a subida de datos
c. Chamada remota e proba de datos específicos en momentos determinados

• 1μs sincronización de área amplia
• 12,8kHz de frecuencia de mostraxe
• 60 min de gravación e reprodución de ondas
• 0,5 de precisión de medida
• 3,5A de corrente mínima de funcionamento total

Sensor de Corrente de Tipo Cable RCMU – PMU de Corrente Multicanal

RCMU - Sensor de corrente de cable subterraneo

• 1μs sincronización de área amplia
• 12,8kHz de frecuencia de mostraxe
• 0,5 de precisión de medida
• 60 min de reproducción de datos
• 3 medidas de corrente
• Transmisión remota por radio/fiá

• Recolección de corrente trifásica, segundo o principio do tipo aéreo, adecuado para unidades de anel principal, estación de comutación, subestación.
• Sincronización de área amplia, inducción de potencia, ou alimentación de 24V/48V DC
• Algoritmo de decisión de fallo local baseado en corrente:
a. Sobrecorrente de cortocircuito
b. Sobrecorrente de secuencia cero
c. Corrente de fase asimétrica
• Gravación de ondas chamada medida, Soporte para localización de fallos distribuídos
• Soporte para fluxo de potencia bidireccional ou operación en red anelada
• Comunicación 3G/4G/5G ou de rede

Unidade de Recolección de Barras BDCU – PMU de Tensión Unicanal/Multicanal

Tipo interior e exterior

• Alimentación 220V AC/24V DC • Fibra óptica, fiá, inalámbrico
• IEC 60870-5-101/104/DNP3 • Pódense acceder a 300 sensores de corrente Recolección de Tensión：
• 1μs sincronización de área amplia
• 1,0 de precisión de medida
• 12,8kHz de frecuencia de mostraxe
• 60 min de reproducción de gravación de ondas

Para fallos de aterramento monofásico con corrente a terra superior a 1A, a detección e a precisión de localización son do 100%, sen falsos positivos
• Recolección de tensión de secuencia cero, inicio da gravación de fallo a terra
• Recolección e procesamento da onda gravada, e determinación integral do fallo
• Acceso seguro á estación principal de distribución de enerxía 
a. Utilizado como dispositivo de monitorización de aislamento a terra da estación
b. Utilizado como dispositivo de monitorización de aislamento a terra dentro da estación
c. Non depende da estación principal para completar o fallo

A Composición do Sistema de Monitorización de Estado Intelixente da Rede de Distribución Baseado na Medida PMU

Escenarios de Uso da Rede de Distribución

Uso Típico do PMU - Avaliación do Estado da Liña

Uso Típico do PMU - Gravación de Ondas Distribuída 

Os datos de gravación de todos os puntos de monitorización na liña e na estación están etiquetados coa hora absoluta ao nivel de microsegundo. Calquera dispositivo pode activar a gravación cando se cumpran as condicións de inicio predefinidas. Proporciona un "instantánea" da rede completa baseada na devolución de chamada de tempo de calquera evento en calquera lugar ata os datos gravados de todos os sensores. Proporciona datos globais para unha análise detallada dos eventos e facilita a inversión do proceso, a rastreabilidade e a advertencia de estado anómalo, etc.

Uso Típico do PMU - Monitorización da Calidade da Enerxía Eléctrica

O sensor pode calcular e informar os harmónicos en tempo real. Basándose nos datos sincronizados de área amplia, pódense calcular diversos índices de calidade da enerxía eléctrica como desequilibrio trifásico, frecuencia da rede e taxa de cambio de frecuencia, e localizar a carga fonte de contaminación en consecuencia.

Uso Típico do PMU - Anti-robo de Enerxía Eléctrica

De acordo coa carga de datos do lado de alta tensión do usuario e a forma de onda de corrente, analízanse e identificanse as características de carga, e monitorízase o comportamento eléctrico do usuario final, que pode utilizarse para a monitorización e diagnóstico remoto do estado do equipo eléctrico.

Uso Típico do PMU: Advertencia de Fallos, Rastreabilidade e Inversión do Proceso

Advertencia：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, liña 115, poste 1# 64#, fase A a terra
• 2017-10-30 12:15:39：093125 , liña 117, poste 29#, fase B a terra en cortocircuito, a corrente máxima supera 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468 , Liña 115, entre postes 1# e 64#, cortocircuito entre fases A e C, a corrente máxima no poste 1# supera 5000A Retroalimentación de campo e inversión do proceso de fallo:
• Produciuse un accidente de colisión de vehículos no poste 52# da liña 115
• A inspección atopou unha marca de queimadura no armario de cables atrás do poste 29# da liña 117
• Especúlase que o conductor da fase A da liña 115 caeu do braço transversal e provocou a aterramento, e a tensión eléctrica da fase non faltosa aumentou, o que levou ao rompemento do punto débil de aislamento da fase B detrás do poste 29# da liña 117, formando o cortocircuito das fases A e B de liñas diferentes e xerando a corrente máxima superior a 1000A
• Despois de decenas de milisegundos, o conductor da fase C no poste 52# da Liña 115 tamén caeu do braço transversal, provocando o cortocircuito entre as fases A e C. Cando a corrente máxima de cortocircuito superou 5000A, a protección de rele na saída da liña foi activada. Despois de que o interruptor saltou, o sistema funcionou normalmente, indicando que o aislamento do punto de rotura orixinal do poste 29# da liña 117 foi restaurado.

Uso Típico do PMU: Localización de Fallos de Aterramento por Desconección

• 2018-10-05，15:27:45:395312， Primeira alarma, recibido o aviso de asignación.
“Aviso de asignación: a fase A da Sección 2 de 10kV está conectada a terra ás 15:29”  “Aviso de asignación: a fase A da Sección 2 de 10kV desaparece a aterramento ás 15:47 ”
• Patrulla para confirmar a ruptura de 127-1-28# da rama 121
• Descubrimento oportuno do contacto do cable roto, para evitar choques eléctricos a transeúntes. Especúlase que o temblor a terra do conductor aislado roto provoca múltiples aterramentos. Despois de que o núcleo metálico se retrae ao interior da capa de aislamento, a operación de perda de fase resultará no retorno da tensión da barra ao normal
• Durante este período, pasou o tifón "Connie", polo que especúlase que a liña desconectada foi causada polo tifón.

Uso Típico do PMU: Identificación de Interruptores de Fallos Guiada por Big Data + IA

É un sistema de aterramento de resistencia pequena, configuración do sensor PMU.

Proceso completo de identificación e confirmación do fallo:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, a liña C28YC teve 5 alarmas de aterramento, e todas as alarmas tiñan as mesmas características, pero non se atopou o punto de fallo durante a inspección no terreo.
• A IA identificou unha coincidencia entre as características da segunda metade do ciclo e un tipo de forma de onda na base de datos histórica, e deduciu que era un defecto de interruptor.
• O 5 de febreiro de 2021, o persoal no terreo tiña un obxectivo en mente e atopou o fallo do interruptor no poste 84.

Uso Típico do PMU: Advertencia de Aislamento da Liña - Razón: Desastre Meteorolóxico

Modo de Aterramento Neutro da Liña: bobina de supresión de arco na barra 1, barra 2 non aterrada Detalles da Disposición do Sensor PMU:

Veces de advertencia do sistema: 13 veces
Proceso de evolución do fallo: na tarde do 13 de agosto de 2019, houbo 13 perturbacións, todas indicando que ocorreron na mesma sección de liña. A tensión de secuencia cero aumenta continuamente dende 20V ao comezo da advertencia a 30V ao final. A corrente de secuencia cero aumenta dende 3A a 5A, e o aislamento da liña deteriorase. Debido á acumulación de tarefas de reparación de urgencia causada polo tifón un día antes, a prioridade do traballo de advertencia e eliminación de escasezas foi adiado. Despois de 9 horas, o deterioro converteuse nun cortocircuito, actuou a protección, provocando un corte de enerxía.

Uso Típico do PMU: Advertencia de Aislamento da Liña - Causa: Conflito con Árbores

A partir das 21 horas do 2020.5.25, percibíronse case un centenar de eventos de perturbación débil, todos os cales ocorreron no mesmo lugar.
A resistencia de amortiguación da bobina de supresión de arco na estación aqueceu seriamente.
O persoal de manutención patrullou a liña segundo a información de advertencia.
Despois de limpar as barreras de árbores e eliminar os defectos, o aislamento de aproximadamente 14 puntos da liña foi completamente restaurado e o sistema volviu á normalidade.

Uso Típico do PMU: Advertencia de Fallos da Liña - Causa: Daño por Páxaros ao Neutro da Liña

Veces de advertencia do sistema: 10
Proceso de evolución do fallo: Dende as 19:57:41 ata as 22:48:18 do 7 de xuño de 2018, levantáronse docenas de alarmas no mesmo lugar.
O tempo entre dous fallos está a ser máis curto e a frecuencia está a ser máis alta, o que indica a tendencia de desenvolverse en fallos permanentes de aterramento monofásico. Cerca das 10:50, o persoal de manutención tirou manualmente o interruptor no terreo, destruiu o nido de páxaros na sección de fallo, pechou o interruptor para restaurar a transmisión de enerxía, o fallo desapareceu.

Uso Típico do UCMU : Advertencia de Fallos de Equipos - Causa: Danos Externos ao Cable

Modo de aterramento neutro da liña: aterramento neutro a través da bobina de supresión de arco Veces de advertencia por SMS: 1

Proceso de Evolución do Fallo: Desde as 15:22 do 24 de abril de 2020, producíronse múltiples aterramentos instantáneos, e o sistema enviou múltiplas informacións de advertencia. Para evitar a advertencia frecuente de mensaxes curtas causada pola perturbación instantánea, o sistema establece tres veces de aterramento instantáneo dentro de 20 minutos como condición para enviar mensaxes curtas de advertencia. Esta condición pode mellorarse mediante a acumulación e aprendizaxe de big data. Ao 17:46, converteuse en un aterramento permanente e durou 55 minutos.

Uso Típico do PMU: Advertencia de Fallos de Equipos - Causa: Deterioro do Aislamento do Quadro de Manobra

Veces de advertencia do sistema: 4
Proceso de evolución do fallo: Durante o período de 2020.11.21 a 2020.11.24, houbo 4 aterramentos instantáneos e 1 aterramento permanente, e finalmente evolucionou nun fallo de cortocircuito. O sistema rexistrou 5 fallos de aterramento co mesmo intervalo de fallo, forma de onda semellante e características evidentes de arranque de arco, que foron xulgados como fallos de aislamento no mesmo lugar.