Sistema de automação de proteção de linha de distribuição de alta precisão PMU
O sistema de automação de proteção de linha de distribuição PMU é um novo sistema de automação de distribuição de linhas.
para resolver o problema atual, especialmente do defeito à terra.
que se baseia em uma Medição Fásica Síncrona de Rede de Distribuição - μPMU.
PMU (unidade de medição fásica), um dispositivo ou módulo autônomo. Os dados de amostragem de tensão/corrente são todos com carimbo de data/hora BDS/GPS preciso ao nível de microssegundos.
Funções básicas: • Fasor: amplitude, ângulo de fase, • Frequência (f) e Variação de Frequência (△f/△t)
Diagrama de Bloco da Arquitetura de Hardware do μPMU
Sistema de Medição de Área Ampla (WAMS)
• As medições PMU estão absolutamente sincronizadas com o Horário Universal Coordenado (UTC)
• Sincronização de medição de área ampla de múltiplos PMUs instalados em locais diferentes
• Expressão matemática do sinal de tensão/corrente:
Sensor de Corrente Aérea i-WCS – PMU de Corrente de Canal Único
Solução para problemas de rede de distribuição que se baseia no PMU de rede de distribuição e na tecnologia de medição fásica síncrona de área ampla.
• Aquisição de corrente de alta precisão e alta frequência
• Indução de energia sincronizada de área ampla
• Instalação ativa, proteção IP67
• Suporte a fluxo de energia bidirecional ou operação em rede anelada
• Comunicação 3G/4G/5G：
a. Relatório periódico de cada harmônico
b. Eventos locais acionam o upload de dados
c. Chamada e teste remotos de dados específicos de momento
• 1μs Sincronizado de área ampla
• 12,8kHz Frequência de amostragem
• 60 min Gravação e reprodução de ondas
• 0,5 Precisão de medição
• 3,5A Corrente mínima de operação com todas as funções
Sensor de Corrente de Tipo Cabo RCMU – PMU de Corrente Multicanal
RCMU - sensor de corrente de cabo subterrâneo
• 1μs Sincronizado de área ampla
• 12,8kHz Frequência de amostragem
• 0,5 Precisão de medição
• 60 min Reprodução de Dados
• 3 medições de corrente
• Transmissão remota sem fio/fio
• Coleta de corrente trifásica, princípio igual ao tipo aéreo, adequado para unidade de anel principal, estação de comutação, subestação.
• Sincronização de área ampla, indução de energia, ou alimentação de energia DC de 24V/48V
• Algoritmo de decisão de falha local baseado em corrente:
a. Sobrecorrente de curto-circuito
b. Sobrecorrente de sequência zero
c. Corrente de fase assimétrica
• Registro de onda chamado de medição, suporte à localização de falhas distribuídas
• Suporte a fluxo de energia bidirecional ou operação em rede anelada
• Comunicação 3G/4G/5G ou rede
Unidade de Coleta de Barramento BDCU – PMU de Tensão Única/Múltipla
Tipo Interno e Externo
• 220V CA/24V CC alimentação de energia • Fibra ótica, fio, sem fio
• IEC 60870-5- 101/104/DNP3 • 300 sensores de corrente podem ser acessados Aquisição de Tensão：
• 1μs Sincronizado de área ampla
• 1,0 Precisão de medição
• 12,8kHz Frequência de amostragem
• 60 min Reprodução de registro de onda
Para falha de aterramento monofásico com corrente de aterramento maior que 1A, a detecção e a precisão de localização são de 100%, com 0 falsos positivos
• Coleta de tensão de sequência zero, início da gravação de falha de aterramento
• Coleta e processamento da gravação de onda, e determinação abrangente da falha
• Acesso seguro à estação principal de distribuição de energia
a. Usado como dispositivo de monitoramento de isolamento de aterramento da estação
b. Usado como dispositivo de monitoramento de isolamento de aterramento na estação
c. Não depende da estação principal para completar a falha
A Composição do Sistema de Monitoramento de Condição Inteligente de Rede de Distribuição Baseado em Medição PMU
Cenários de Uso da Rede de Distribuição
Uso Típico do PMU - Avaliação de Condição de Linha
Uso Típico do PMU - Gravação de Onda Distribuída
Os dados de gravação de todos os pontos de monitoramento na linha e na estação são marcados com tempo absoluto no nível de microssegundo. Qualquer dispositivo pode acionar a gravação quando as condições de início pré-definidas forem atendidas. Fornece um "instantâneo" de toda a rede com base no recall de tempo de qualquer evento em qualquer local até os dados registrados de todos os sensores. Fornece dados globais para análise detalhada de eventos e facilita a inversão do processo, rastreabilidade e alerta antecipado de estado anormal, etc.
Uso Típico do PMU - Monitoramento de Qualidade de Energia
O sensor pode calcular e relatar harmônicos em tempo real. Com base nos dados síncronos de área ampla, vários índices de qualidade de energia, como desequilíbrio trifásico, frequência da rede e taxa de variação de frequência, podem ser calculados, e a fonte de carga poluente pode ser localizada conforme.
Uso Típico do PMU - Antifurto de Eletricidade
Com base nos dados de carga do lado de alta tensão do usuário e na forma de onda de corrente, as características de carga são analisadas e identificadas, e o comportamento elétrico do usuário final é monitorado, o que pode ser usado para monitoramento e diagnóstico remotos do estado do equipamento elétrico.
Uso Típico do PMU: Alerta de Falha, Rastreabilidade e Inversão do Processo
Alerta：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, linha 115, poste 1# 64#, fase A para terra
• 2017-10-30 12:15:39：093125, linha 117, poste 29#, fase B aterrada curto-circuito, pico de fluxo excede 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468, linha 115, entre postes 1# e 64#, curto-circuito entre fases A e C, corrente de pico no poste 1# excede 5000A Feedback de campo e inversão do processo de falha:
• Um acidente de colisão de carro ocorreu no poste 52# da linha 115
• A inspeção encontrou uma marca de queimadura em algum lugar atrás do poste 29# da linha 117 no gabinete de cabos
• Especulando que o condutor da fase A da linha 115 caiu do braço cruzado e causou aterramento, e a tensão elétrica da fase não-faltosa aumentou, o que levou à quebra do ponto fraco de isolamento da fase B atrás do poste 29# da linha 117, formando o curto-circuito das fases A e B de linhas diferentes e gerando a corrente de pico superior a 1000A
• Depois de dezenas de milissegundos, o condutor da fase C no poste 52# da linha 115 também caiu do braço cruzado, causando curto-circuito entre as fases A e C. Quando o pico de corrente de curto-circuito excedeu 5000A, a proteção por relé na saída da linha foi acionada. Após o disjuntor saltar, o sistema operou normalmente, indicando que o isolamento do ponto de quebra original do poste 29# da linha 117 foi restaurado.
Uso Típico do PMU: Localização de Falha de Aterramento por Desconexão
• 2018-10-05，15:27:45:395312， Primeiro alarme, o aviso de atribuição é recebido.
“Aviso de atribuição: 10kV Seção 2 Fase A está conectada à terra às 15:29” “Aviso de atribuição: 10kV Seção 2 Fase A aterramento desaparece às 15:47 ”
• Patrulha para confirmar a ruptura de 127-1-28# do ramo 121
• Descoberta oportuna do contato de fio partido, para evitar que transeuntes se aproximem e sofram choques elétricos. É especulado que o tremor do solo do condutor isolado partido cause múltiplos aterramentos. Após a retracção do núcleo metálico para a camada de isolamento, a operação de perda de fase resultará no retorno da tensão do barramento ao normal
• Durante este período, o tufão "Connie" passou, então é especulado que a linha desconectada foi causada pelo tufão.
Uso Típico do PMU: Big Data + Identificação de IA para Encontrar Interruptores de Falha
É um sistema de aterramento de resistência pequena, configuração do sensor PMU.
Todo o processo de identificação e confirmação de falhas:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, a linha C28YC teve 5 alarmes de aterramento, e todos os alarmes tinham as mesmas características, mas o ponto de falha não pôde ser encontrado durante a inspeção no local.
• A IA identificou uma correspondência entre as características da segunda metade do ciclo e um tipo de forma de onda no banco de dados histórico, e deduziu que era um defeito de interruptor.
• Em 5 de fevereiro de 2021, o pessoal no local tinha um alvo em mente e encontrou o defeito do interruptor no poste 84.
Uso Típico do PMU: Alerta de Isolamento de Linha - Motivo: Desastre Meteorológico
Modo de Aterramento Neutro da Linha: bobina de extinção de arco do barramento 1, barramento 2 não aterrado Detalhes da Disposição do Sensor PMU:
Vezes de alerta do sistema: 13 vezes
Processo de evolução da falha: na tarde de 13 de agosto de 2019, houve 13 perturbações, todas indicando que ocorreram no mesmo trecho de linha. A tensão de sequência zero aumenta continuamente de 20V no início do alerta para 30V no final. A corrente de sequência zero aumenta de 3A para 5A, e o isolamento da linha se deteriora. Devido ao acúmulo de tarefas de reparo de emergência causadas pelo tufão um dia antes, a prioridade do trabalho de alerta precoce e eliminação de falta foi adiada. Após 9 horas de deterioração em um curto-circuito, a ação de proteção disparou, resultando em interrupção de energia.
Uso Típico do PMU: Alerta de Isolamento de Linha - Causa: Conflito com Árvores
A partir das 21h de 2020.5.25, quase cem eventos de perturbação fraca foram percebidos, todos ocorrendo no mesmo lugar.
A resistência de amortecimento da bobina de extinção de arco na estação estava seriamente aquecida.
O pessoal de manutenção patrulhou a linha de acordo com as informações de alerta.
Após limpar as barreiras de árvores e remover os defeitos, o isolamento de cerca de 14 pontos da linha foi completamente restaurado e o sistema retornou ao normal.
Uso Típico do PMU: Alerta de Falha de Linha - Causa: Dano de Pássaros ao Neutro da Linha
Vezes de alerta do sistema: 10
Processo de evolução da falha: de 19:57:41 a 22:48:18 de 7 de julho de 2018, dezenas de alarmes foram disparados no mesmo lugar.
O intervalo de tempo entre duas falhas está ficando menor e a frequência está aumentando, o que mostra a tendência de se desenvolver em falhas permanentes de aterramento monofásico. Por volta das 10:50, o pessoal de manutenção puxou manualmente o interruptor no local, destruiu o ninho de pássaro na seção de falha, fechou o interruptor para restaurar a transmissão de energia, a falha desapareceu.
Uso Típico do UCMU : Alerta de Falha de Equipamento - Causa: Dano Externo ao Cabo
Modo de aterramento neutro da linha: aterramento neutro através de bobina de extinção de arco Vezes de alerta por SMS: 1
Processo de Evolução da Falha: Vários aterramentos instantâneos ocorreram desde 15:22 em 24 de abril de 2020, e o sistema enviou várias informações de alerta. Para evitar avisos frequentes de mensagens curtas causados por perturbações instantâneas, o sistema define três aterramentos instantâneos dentro de 20 minutos como condição para enviar mensagens curtas de alerta. Esta condição pode ser melhorada através da acumulação e aprendizado de big data ajustando a frequência. Até 17:46, tornou-se permanentemente aterrado e durou 55 minutos.
Uso Típico do PMU: Alerta de Falha de Equipamento - Causa: Deterioração do Isolamento do Quadro de Distribuição
Vezes de alerta do sistema: 4
Processo de evolução da falha: Durante o período de 2020.11.21 a 2020.11.24, houve 4 aterramentos instantâneos e 1 aterramento permanente, e eventualmente evoluiu para uma falha de curto-circuito. O sistema registrou 5 falhas de aterramento com o mesmo intervalo de falha, forma de onda semelhante e características óbvias de arco, que foram julgadas como falhas de isolamento no mesmo local.
