PMU-högprecisionssystem för skydd och automatisering av distributionsledningar

PMU distributionslinje skydd och automatiseringssystem är ett nytt distributionslinjesystem för automatisering.

för att lösa nuvarande problem, särskilt jordfel.

som bygger på ett synkroniserat fasor-mätningssystem för distributionsnät - μPMU.

PMU (phasormätarenhet), en fristående enhet eller modul. Spännings/strömsamplingdata har alla en BDS/GPS-tidsstämpel med mikrosekundsprecision.

Grundläggande funktioner: • Fasor: amplitud, fasvinkel, • Frekvens (f) och frekvensvariation (Δf/Δt)

μPMU-hårdvaruarkitekturblockdiagram

Bredbandsmätningssystem (WAMS)
• PMU-mätningar är absolut synkroniserade med världsstandardtid (UTC)
• Bredbandsmätningssynkronisering av flera PMU:er installerade på olika platser
• Matematisk uttryck för spänning/strömsignal:

Luftledningsströmsensor i-WCS – Enkanals strömsensor PMU

Lösning för distributionsnätsproblem baserad på distributionsnätets PMU och bredbandsynkroniserad fasormätningsteknik.

• Högprecision och högfrekvensströmsinsamling
• Bredbandsynkroniserad, effektinduktion
• Liveinstallation, IP67-skydd
• Stöd för tvåvägseffektflöde eller ringnätverksdrift
• 3G/4G/5G-kommunikation:
a. Periodiska rapporter för varje harmonisk
b. Lokala händelser utlöser dataöverföring
c. Avlägsen anrop och test av specifika momentdata

• 1μs bredbandsynkroniserad
• 12.8kHz provfrekvens
• 60 min vågregistrering och uppspelning
• 0.5 mätning noggrannhet
• 3.5A full funktionsminsta driftström

Kabeltyp strömsensor RCMU – Flerkanals strömsensor PMU

RCMU - underjordisk kabelströmsensor

• 1μs bredbandsynkroniserad
• 12.8kHz provfrekvens
• 0.5 mätning noggrannhet
• 60 min datauppspelning
• 3 strömmätningar
• Trådlös/trådad fjärröverföring

• Samla trefasströmmar, samma princip som överbryggningstyp, lämplig för ringhuvudenhet, växlingsstation, understation.
• Bredbandsynkroniserad, induktionsekraft, eller 24V/48V DC-strömförsörjning
• Lokal felbeslutningsalgoritm baserad på ström:
a. Kortslutningsöverströmning
b. Nollsekvensöverströmning
c. Osymmetrisk fasström
• Vågregistrering kallas mätning, stödjer distribuerad felsökning
• Stödjer tvåvägseffektflöde eller ringnätverksdrift
• 3G/4G/5G eller nätverkskommunikation

Busssamlarenhet BDCU – Enkel/flera spännings-PMU

Inomhus- och utomhustyp

• 220V AC/24V DC-strömförsörjning • Fiberoptik, trådad, trådlös
• IEC 60870-5-101/104/DNP3 • 300 strömsensorer kan kopplas in Spänningsinsamling：
• 1μs bredbandsynkroniserad
• 1.0 mätning noggrannhet
• 12.8kHz provfrekvens
• 60 min vågregistrering uppspelning

För enfasjordningsfel med jordström större än 1A, är detektering och positionering noggrannheten 100%, utan falska positiva
• Samla nollsekvensspänning, start registrering av jordfel
• Samla och bearbeta registreringsvågen, och fastställa felet omfattande
• Säker åtkomst till huvudfördelningsstation
a. Används som stationens jordisolationsövervakningsenhet
b. Används som en in-stations jordisolationsövervakningsenhet
c. Lita inte på huvudstationen för att slutföra felet

Sammansättningen av intelligenta distributionsnätsövervakningssystem baserat på PMU-mätning

Användningsscenario för distributionsnät

Typisk användning av PMU - Linje tillståndsbedömning

Typisk användning av PMU - Distribuerad vågregistrering

Registreringsdata från alla övervakningspunkter i linjen och stationen är etiketterade med absolut tid på mikrosekunds-nivå. Alla enheter kan utlösa registrering när de förinställda startvillkoren är uppfyllda. Ger en "snabbbild" av hela nätverket baserat på tidscallback för någon händelse på någon plats upp till registreringsdata från alla sensorer. Det ger globala data för detaljerad analys av händelser och underlättar processinvertering, spårbarhet och tidig varning för avvikande tillstånd, etc.

Typisk användning av PMU - Strömkvalitetsövervakning

Sensorn kan beräkna och rapportera harmoniska i realtid. Baserat på bredbandsynkroniserade data kan olika strömkvalitetsindex såsom trefasobalans, nätverksfrekvens och frekvensförändringshastighet beräknas, och föroreningskällbelastningen kan lokaliseras därefter.

Typisk användning av PMU - Eltjuvsbekämpning

Enligt användarens högspänningslastdata och strömvågform analyseras och identifieras lastegenskaperna, och slutanvändarens elektriska beteende övervakas, vilket kan användas för fjärrövervakning och diagnos av tillståndet hos elektriska utrustningar.

Typisk användning av PMU: Felvarning, spårbarhet och processinvertering

Varning：
• 2017-10-30 12:15:39：081719, linje 115, stolpe 1# 64#, fas A till mark
• 2017-10-30 12:15:39：093125, linje 117, stolpe 29#, fas B jordat kortslut, toppström överstiger 1000A
• 2017-10-30 12:15:39：115468, linje 115, mellan stolpar 1# och 64#, fas A och C kortslut, toppström vid stolpe 1# överstiger 5000A Fältfeedback och felprocessinvertering:
• Ett bilolycksfall inträffade vid stolpe 52# på linje 115
• Inspektionen visade en brännmärke i kabinskåpet någonstans bakom stolpe 29# på linje 117
• Spekulerar att fas A-ledning på linje 115 faller ner från korsarmen och orsakar jordning, och den icke-felfasens elspänning ökar, vilket leder till inslagning av isolerings svag punkt fas B bakom stolpe 29# på linje 117, bildar kortslut av faserna A och B på olika linjer och genererar toppström över 1000A
• Efter tiotals millisekunder faller fas C-ledningen vid stolpe 52# på linje 115 också ned från korsarmen, orsakar kortslut av fas A och C. När toppen av kortslutströmmen överstiger 5000A aktiveras reläskyddet vid utgången av linjen. Efter brytaravbrott kör systemet normalt, vilket indikerar att isoleringen vid den ursprungliga inslagspunkten vid stolpe 29# på linje 117 har återställts.

Typisk användning av PMU: Kopplingsjordningsfelplacering

• 2018-10-05, 15:27:45:395312, första larm, tilldelningsmeddelandet tas emot.
“Tilldelningsmeddelande: 10kV Section 2 Phase A är ansluten till marken kl 15:29” “Tilldelningsmeddelande: 10kV Section 2 Phase A jordningsförsvinnande kl 15:47 ”
• Patrullering för att bekräfta brytningen av 127-1-28# av gren 121
• Tidig upptäckt av ledningskontakt, för att undvika att passagerare närmar sig och riskerar elektrisk stöt. Spekulerar att jordrörelsen av den brutna isolerade ledaren orsakar flera jordningar. Efter att metallkärnan dragits in i isoleringslagen kommer fasförlustdrift att resultera i att bussspänningen återgår till normal
• Under denna tid passerade tyfonen "Connie", så spekulerar man att den brutna ledningen orsakades av tyfonen.

Typisk användning av PMU: Stor data + AI-identifiering för att hitta felbrytare

Det är ett litet resistansjordningssystem, PMU-sensor konfiguration.

Hela processen för felidentifiering och bekräftelse:
• 2020.11.25 - 2021.2.5, C28YC-linjen hade 5 jordningslarm, och alla larm hade samma egenskaper, men felplatsen kunde inte hittas under platsinspektion.
• AI identifierade en matchning mellan cyklusens andra halva och en typ av vågform i historiska databasen, och drog slutsatsen att det var ett brytardefekt.
• Den 5 februari 2021 hittade personalen på platsen med mål i sikte brytarfelet vid stolpe 84.

Typisk användning av PMU: Linjeisolering varning - Orsak: Meteorologisk katastrof

Linje neutral jordningsläge: bus 1 bukgenspolsring, bus 2 obelägd PMU Sensor Layout Details:

Systemvarningstider: 13 gånger
Felutvecklingsprocess: på eftermiddagen den 13 augusti 2019, inträffade 13 störningar, alla pekade på att de inträffade i samma linjesegment. Nollsekvensspänningen stiger kontinuerligt från 20V vid början av varningen till 30V vid slutet. Nollsekvensströmmen ökar från 3A till 5A, och linjens isolering försämras. På grund av akut reparationstask lagrade av tyfonen en dag innan, har prioriteringen av tidig varning och eliminering av brist blivit uppskjuten. Efter 9 timmars försämring till kortslut, skyddsåtgärd trip, resulterade i strömavbrott.

Typisk användning av PMU: Linjeisolering varning - Orsak: Konflikt med träd

Från 21:00 den 2020.5.25, upptäcktes nästan ett hundra svaga störningshändelser, alla inträffade på samma plats.
Dämpningsresistansen i bukgenspolsringen i stationen upphettades allvarligt.
Underhållspersonalen patrullerade linjen enligt varningsinformationen.
Efter att ha rensat trädbarriärer och raderat defekter återställdes linjens isolering helt vid cirka 14 punkter och systemet återgick till normalt.

Typisk användning av PMU: Linjefelvarning - Orsak: Fågelskada Linje Neutral

Systemvarningstider: 10
Felutvecklingsprocess: Från 19:57:41 till 22:48:18 den 7 juli 2018, togs tiotal larm på samma plats.
Tiden mellan två fel blev kortare och frekvensen högre, vilket visar tendensen att utvecklas till permanenta enfasjordningsfel. Vid ungefär 10:50 drog underhållspersonalen manuellt brytaren på plats, förstörde fågelboet i felsegmentet, stängde brytaren för att återställa strömöverföring, felet försvann.

Typisk användning av UCMU : Utrustningsfelvarning - Orsak: Extern kraft skadar kabeln

Linje neutral jordningsläge: neutral jordning genom bukgenspolsring SMS-varningstider: 1

Felutvecklingsprocess: Flertalet momentana jordningar inträffade sedan 15:22 den 24 april 2020, och systemet skickade flera varningsmeddelanden. För att undvika frekventa varningar av korta meddelanden på grund av momentana störningar, sätter systemet tre momentana jordningstillfällen inom 20 minuter som villkor för att skicka varnings-SMS. Detta villkor kan förbättras genom att sätta frekvens genom stor data ackumulering och inlärning. Vid 17:46 blev det permanent jordat och varade i 55 minuter.

Typisk användning av PMU: Utrustningsfelvarning - Orsak: Brytarens isolering försämras

Systemvarningstider: 4
Felutvecklingsprocess: Under perioden 2020.11.21 till 2020.11.24, inträffade 4 momentana jordningar och 1 permanent jordning, och det evolverade till slut till ett kortslutfel. Systemet registrerade 5 jordningsfel med samma felintervall, liknande vågform och uppenbara bågegenskaper, vilket bedömdes vara isoleringsfel på samma plats.