Visoko precizni PMU sustav zaštite i automatizacije distribucijske mreže
Sustav automatskog zaštite distribucijske linije PMU je novi sustav automatske distribucije.
za rješavanje sadašnjih problema, posebno zemljanih kvara.
koji se temelji na sinhronoj mjeri faza raspodijeljenog mrežnog mjerenja -μPMU.
PMU (mjerni jedinica fazora), samostalni uređaj ili modul. Podaci o uzorkovanju napona/struje su označeni BDS/GPS vremenskom oznakom točnom do mikrosekundi.
Osnovne funkcije:• Fazor: amplituda, fazni kut,• Frekvencija (f) i promjena frekvencije (△f/△t)
Blok dijagram hardverske arhitekture μPMU
Širokoumjerne mjerni sustav (WAMS)
• Mjerenja PMU su apsolutno sinhronizirana s svjetskim standardnim vremenom (UTC)
• Širokoumjerne sinhronizirane mjerenja više PMU instaliranih na različitim lokacijama
• Matematički izraz signala napona/struje:
Nadzemni senzor struje i-WCS – jednokanalni PMU struje
Rješenje za probleme distribucijske mreže temeljeno na PMU distribucijske mreže i tehnologiji širokoumjerne sinhronizirane mjerne faze.
• Visoko precizno i visokofrekventno prikupljanje struje
• Širokoumjerne sinhronizirano indukcija snage
• Instalacija pod naponom, zaštita IP67
• Podrška dvosmjernom protoku snage ili radu u prstenu
• 3G/4G/5G komunikacija：
a. Redovito prijavljuje svaki harmonik
b. Lokalni događaji pokreću slanje podataka
c. Daljinsko pozivanje i testiranje specifičnih podataka u određenom trenutku
• 1μs širokoumjerne sinhronizacije
• 12.8kHz frekvencija uzorkovanja
• 60 min zapisi talasnih oblika i reprodukcija
• 0.5 točnost mjerenja
• 3.5A minimalna operativna struja sa punim funkcijama
Kabelski tip senzora struje RCMU – višekanalni PMU struje
RCMU - senzor struje podzemnog kabela
• 1μs širokoumjerne sinhronizacije
• 12.8kHz frekvencija uzorkovanja
• 0.5 točnost mjerenja
• 60 min reprodukcija podataka
• 3 mjerenja struje
• Bežična/žična daljinska prenos
• Prikuplja tri-faznu struju, isto kao i princip nadzemnog tipa, prikladan za prstenastu glavnu jedinicu, prijelaznu postaju, podpostaju.
• Širokoumjerne sinhronizacije, indukcija snage, ili 24V/48V DC napajanje
• Lokalni algoritam odluke o kvaru temeljen na strujama:
a. Krajnji prekorni tok
b. Nulte sekvenca prekorni tok
c. Asimetričan fazi tok
• Zapis talasnih oblika, podrška distribuiranom lokiranju kvarova
• Podrška dvosmjernom protoku snage ili radu u prstenu
• 3G/4G/5G ili mrežna komunikacija
Jedinica za prikupljanje busa BDCU – jednostruk/višestruki PMU napona
Unutarnji i vanjski tip
• 220V AC/24V DC napajanje• Optički vlak, žično, bežično
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3• Može se pristupiti 300 senzora struje Naponsko prikupljanje：
• 1μs širokoumjerne sinhronizacije
• 1.0 točnost mjerenja
• 12.8kHz frekvencija uzorkovanja
• 60 min reprodukcija zapisa talasa
Za jednofazni zemljani kvar s zemljanim tokom većim od 1A, točnost detekcije i lokiranja je 100%, bez lažnih pozitiva
• Prikuplja nulte sekvenca napona, počinje snimanje zemljanih kvarova
• Prikuplja i obrađuje zapis talasnog oblika, i kompleksno utvrđuje kvar
• Sigurni pristup glavnoj distribucijskoj postaji
a. Koristi se kao uređaj za nadgledanje izolacije postaje
b. Koristi se kao uređaj za nadgledanje izolacije unutar postaje
c. Ne ovisi o glavnoj postaji za završetak kvara
Sastav inteligentnog sustava za nadgledanje stanja distribucijske mreže temeljen na PMU mjerenju
Scenariji upotrebe distribucijske mreže
Tipična upotreba PMU - Procjena stanja linije
Tipična upotreba PMU - Distribuirano snimanje talasa
Podaci o snimanju svih točaka nadgledanja na liniji i postaji su označeni apsolutnim vremenom na razini mikrosekundi. Bilo koji uređaj može pokrenuti snimanje kada su ispunjeni predodređeni uvjeti pokretanja. Pruža "snapshot" cijele mreže temeljen na povratnom pozivu vremena bilo kojeg događaja na bilo kojoj lokaciji do zabilježenih podataka svih senzora. Pruža globalne podatke za detaljnu analizu događaja i omogućuje proces inverzije, praćenje i rani upozorenje na nepravilno stanje itd.
Tipična upotreba PMU - Nadgledanje kvalitete energije
Senzor može računati i prijavljivati harmonike u stvarnom vremenu. Na osnovu širokoumjerne sinhronizirane podatkovne, mogu se izračunati različiti indeksi kvalitete energije poput trofazne neravnoteže, frekvencije mreže i brzine promjene frekvencije, te se može lokirati izvor opterećenja zagađivača.
Tipična upotreba PMU - Sprječavanje krađe struje
Na osnovu podataka o opterećenju korisnika na visokonaponskoj strani i valovitoj formi struje, analiziraju se i identificiraju karakteristike opterećenja, a nadgleda se električno ponašanje krajnjeg korisnika, što se može koristiti za udaljeno nadgledanje i dijagnozu stanja električnog opreme.
Tipična upotreba PMU: Upozorenje o kvaru, praćenje i inverzija procesa
Upozorenje：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, linija 115, stub 1# 64#, faza A do zemlje
• 2017-10-30 12:15:39：093125, linija 117, stub 29#, faza B zemljani kratak spoj, vrhunski tok premašuje 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468, Linija 115, između stuba 1# i 64#, faza A i C kratki spoj, vrhunski tok na stubu 1# premašuje 5000A Polje povratne informacije i inverzija procesa kvara:
• Dogodila se nesreća s kolizijom vozila na stubu 52# linije 115
• Inspekcija je otkrila opeklinu u ormariću kabela negdje iza stuba 29# linije 117
• Pretpostavlja se da provodnik faze A linije 115 pada s poprečnice i uzrokuje zemljanje, a električni napon nekvara faze poraste, što dovodi do rušenja točke slabe izolacije faze B iza stuba 29# linije 117, formirajući kratki spoj faza A i B različitih linija i generirajući vrhunski tok preko 1000A
• Nakon desetak milisekundi, provodnik faze C na stubu 52# linije 115 također pada s poprečnice, uzrokujući kratki spoj faze A i C. Kada vrhunski tok kratkog spoja premaši 5000A, reljefna zaštita na izlazu linije se aktivira. Nakon skoka prekidača, sustav normalno radi, što ukazuje da se izolacija originalne točke rušenja na stubu 29# linije 117 vratila.
Tipična upotreba PMU: Lokacija zemljanih kvarova odvojenih spojeva
• 2018-10-05, 15:27:45:395312, Prvo upozorenje, primljena je obavijest o dodeli.
“Obavijest o dodeli: 10kV Sekcija 2 Faza A povezana s zemljom u 15:29” “Obavijest o dodeli: 10kV Sekcija 2 Faza A zemljani kvar nestao u 15:47 ”
• Patrole potvrdile su prekid na grani 127-1-28# linije 121
• Timeljivo otkriven kontakt prekinutog provodnika, kako bi se spriječili prolaznici od bliskog električnog udara. Pretpostavlja se da vibracija prekinutog izoliranog provodnika uzrokuje višestruko zemljanje. Nakon povlačenja metalnog jezgra u sloj izolacije, gubitak faze rezultira povratkom napona busa na normalu
• Tijekom tog vremena, orkan "Connie" prošao, pa se pretpostavlja da je prekid linije uzrokovan orkanom.
Tipična upotreba PMU: Veliki podaci + AI identifikacija vodi do pronalaženja kvarnih prekidača
To je sustav s malim otporom zemljanja, konfiguracija PMU senzora.
Cijeli proces identifikacije i potvrde kvara:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, linija C28YC imala je 5 zemljanih upozorenja, a sva upozorenja imala su iste karakteristike, ali točka kvara nije se mogla pronaći tijekom inspekcije na terenu.
• AI je identificirao podudaranje između karakteristika druge polovice ciklusa i nekog tipa valovitog oblika u povijesnoj bazi podataka, i dedukcija da je to kvar prekidača.
• 5. veljače 2021., osoblje na terenu s ciljem je pronašlo kvar prekidača na stubu 84.
Tipična upotreba PMU: Upozorenje o izolaciji linije - Razlog: Meteorološka katastrofa
Način zemljanja neutralne linije: bus 1 zagasioci arkus, bus 2 nezemljeni Detalji o rasporedu PMU senzora:
Broj upozorenja sustava: 13 puta
Proces evolucije kvara: popodnevom 13. kolovoza 2019., bilo je 13 perturbacija, sve su ukazivale da su se dogodile u istom odjeljku linije. Nulte sekvenca napona stalno raste od 20V na početku upozorenja do 30V na kraju. Nulte sekvenca struje raste od 3A do 5A, a izolacija linije se pogoršava. Zbog nakupljanja hitnih popravaka uzrokovanih orkanom prije jednog dana, prioritet ranog upozorenja i eliminacije nedostataka bio je odgođen. Nakon 9 sati pogoršanja u kratki spoj, djelovala je zaštita, rezultirajući padom napajanja.
Tipična upotreba PMU: Upozorenje o izolaciji linije - Razlog: Konflikt s drvećem
Počevši od 21 sata 2020.5.25, osetio je gotovo sto slabi perturbacija, sve su se dogodile na istom mjestu.
Otpornik prigušenja zagasioca arkusa u postaji je ozbiljno zagrijan.
Osoblje održavanja patroliralo je liniju prema upozorenjima.
Nakon čišćenja prepreka od drveća i uklanjanja defekata, izolacija oko 14 točaka linije potpuno se vratila i sustav se vratio na normalu.
Tipična upotreba PMU: Upozorenje o kvaru linije - Razlog: Štetnica ptica Neutralna linija
Broj upozorenja sustava: 10
Proces evolucije kvara: Od 19:57:41 do 22:48:18, 7. srpnja 2018., dizalica je podiglih desetak upozorenja na istom mjestu.
Vrijeme između dva kvara postaje kraće, a frekvencija veća, što pokazuje trend razvoja u trajne jednofazne zemljane kvarove. Oko 10:50, osoblje održavanja ručno je povuklo prekidač na terenu, uništilo gnezdo ptica u odsječku kvara, zatvorilo prekidač i vratilo prenos struje, kvar je nestao.
Tipična upotreba UCMU : Upozorenje o kvaru opreme - Razlog: Vanjska sila Oštetila kabel
Način zemljanja neutralne linije: zemljanje kroz zagasioc arkusa Broj upozorenja SMS: 1
Proces evolucije kvara: Više trenutnih zemljanih kvarova dogodilo se od 15:22, 24. travnja 2020., a sustav je podigao više upozorenja. Da bi se izbjegao često ponavljajuće upozorenje kratkih poruka zbog trenutnih perturbacija, sustav je postavio tri trenutna zemljana kvara unutar 20 minuta kao uvjet za podizanje upozorenja putem kratkih poruka. Taj uvjet može se poboljšati kroz akumulaciju i učenje velikih podataka postavljanjem frekvencije. Do 17:46, postao je trajno zemljen i trajao 55 minuta.
Tipična upotreba PMU: Upozorenje o kvaru opreme - Razlog: Deterioracija izolacije prekidača
Broj upozorenja sustava: 4
Proces evolucije kvara: Tijekom razdoblja 2020.11.21 do 2020.11.24, bilo je 4 trenutna zemljana kvara i 1 trajno zemljani kvar, a konačno se evolvirao u kvar kratkog spoja. Sustav je zabilježio 5 zemljanih kvarova s istim intervalom kvara, sličnim valovitim oblikom i očitim karakteristikama povlačenja arkusa, koje su se procijenile kao kvarovi izolacije na istom mjestu.
