TỰ ĐỘNG TRONG POWER PHÂN PHỐI

Khối lượng 2 số 2 Tháng Ba năm 1999 TỰ ĐỘNG TRONG POWER PHÂN PHỐI Nhu cầu năng lượng điện là ngày càng tăng. Hôm nay đã có trên 21% (trộm cắp ngoài)!! Của tổng năng lượng điện được tạo ra ở Ấn Độ bị mất trong truyền tải (4-6%) và phân phối (15-18%). Thâm hụt điện năng trong nước hiện khoảng 18%. Rõ ràng, giảm tổn thất phân phối có thể giảm thâm hụt này đáng kể. Nó có thể mang lại cho xuống lỗ phân phối đến một trình độ 6-8% ở Ấn Độ với sự giúp đỡ của các lựa chọn công nghệ mới hơn (bao gồm cả công nghệ thông tin) trong lĩnh vực phân phối điện năng mà sẽ cho phép giám sát tốt hơn và kiểm soát. Làm thế nào để Power tiếp cận chúng tôi? năng lượng điện là bình thường được tạo ra tại 11-25kV tại một nhà máy điện. Để truyền tải trên một khoảng cách dài, đó là sau đó bước lên đến 400kV, 220kV hoặc 132kV khi cần thiết. Công suất được thực hiện thông qua một mạng truyền dẫn của đường dây điện áp cao. Thông thường, những dòng này chạy vào hàng trăm kilômét và cung cấp những quyền lực vào một hồ điện thông thường được gọi là lưới điện. lưới được kết nối để tải các trung tâm (thành phố) thông qua một mạng truyền dẫn của phụ thường 33kV (hoặc đôi khi 66kV) dòng. Những dòng này chấm dứt vào một 33kV (hoặc 66kV) trạm biến áp, nơi mà điện áp là bước xuống để 11kV cho phân phối điện để nạp điểm qua một mạng lưới phân phối của đường dây 11kV và lúc thấp hơn. Mạng lưới điện, mà nói chung mối quan tâm của người đàn ông thông thường, là hệ thống phân phối của đường dây 11kV hoặc feeders hạ lưu của các trạm biến áp 33kV. Mỗi feeder 11kV mà phát xuất từ các ngành trạm biến áp 33kV thêm vào một số công ty con 11kV feeders để thực hiện quyền lực gần với các điểm nạp (địa phương, khu vực công nghiệp, làng nghề, vv,). Tại những điểm này tải, máy biến áp tiếp tục làm giảm điện áp từ 11kV đến 415V để cung cấp kết nối cuối dặm qua 415V feeders (còn gọi là Low Tension (LT) feeders) cho khách hàng cá nhân, hoặc ở 240V (như là một pha cung cấp) hoặc tại 415V (như pha cung cấp ba). Một feeder có thể là một đường trên cao hoặc ngầm cáp. Tại các khu vực đô thị, do mật độ của khách hàng, chiều dài của một feeder 11kV thường lên đến 3 km. Mặt khác, ở các vùng nông thôn, chiều dài feeder là lớn hơn nhiều (lên đến 20 km). Một feeder 415V nên bình thường được giới hạn trong khoảng 0,5-1,0 km. Unduly feeders dài dẫn đến điện áp thấp ở phần cuối của người tiêu dùng. Tắc nghẽn tại Bảo đảm điện đáng tin cậy Thiếu thông tin tại các trạm cơ sở (33kV trạm phụ) trên tải và tình trạng sức khỏe của biến áp 11kV/415V và liên kết feeders là một trong những nguyên nhân chính của điện phân phối không hiệu quả. Do không có giám sát, quá tải xảy ra, mà kết quả trong điện áp thấp ở cuối khách hàng và làm tăng nguy cơ sự cố máy biến áp và thường xuyên của feeders. Trong thực tế, tỷ lệ sự cố máy biến áp ở Ấn Độ là cao khoảng 20%, trái ngược với ít hơn 2% ở một số nước tiên tiến. Trong trường hợp không có thiết bị chuyển mạch tại một số điểm khác nhau trong mạng lưới phân phối, nó không thể cô lập tải trọng nhất định cho tải shedding như và khi cần thiết. Các tùy chọn chỉ có sẵn trong các hệ thống phân phối hiện nay là các máy cắt (một trong mỗi cho mỗi feeder 11kV chính) tại trạm biến áp 33kV. Tuy nhiên, các bộ phận ngắt mạch thực sự cung cấp như một phương tiện bảo vệ hoàn toàn cô lập các mạng lưới hạ lưu trong trường hợp lỗi một. Sử dụng điều này như một công cụ quản lý tải là không thích, vì nó ngắt kết nối việc cấp điện cho một phân khúc rất lớn của người tiêu dùng. Rõ ràng, có một cần phải đưa ra một hệ thống có thể đạt được một giải pháp tốt hơn trong quản lý tải. Trong trường hợp có lỗi trên bất kỳ phần feeder hạ lưu, các máy cắt tại trạm biến áp 33kV chuyến đi (mở). Kết quả là, có một nghỉ trên một phần lớn của mạng lưới phân phối. Nếu phân khúc feeder bị lỗi có thể được xác định chính xác, nó sẽ có thể giảm đáng kể diện tích nghỉ, bằng cách tái định tuyến điện cho các phân đoạn feeder khỏe mạnh thông qua các hoạt động của thiết bị chuyển mạch (cùng loại như những người quản lý tải) được đặt tại địa điểm chiến lược trong phân khúc khác nhau feeder. Điển hình Truyền tải và Kịch bản phân phối với các thành phần DA Phát triển Công nghệ Sứ mệnh Một Phát triển Công nghệ Sứ mệnh trên truyền thông, Mạng và Tự động hóa thông minh, được cùng nhau đưa lên bởi IIT Kharagpur và IIT Kanpur. Trong khi tập trung vào nhiệm vụ tại IIT Kharagpur là phát triển công nghệ tự động hóa công nghiệp, Kanpur IIT bắt tay vào việc phát triển một công nghệ tích hợp cho hệ thống tự động phân phối điện. Trong một tự động phân phối (DA) hệ thống, số lượng khác nhau (ví dụ, điện áp, hiện tại, tình trạng chuyển đổi, nhiệt độ, và mức độ dầu) được ghi nhận trong lĩnh vực này tại các máy biến áp phân phối và feeders, bằng cách sử dụng một thiết bị thu thập dữ liệu được gọi là Remote Terminal Units ( RTU). Số lượng các hệ thống được truyền trên mạng để các trạm cơ sở (trạm biến áp 33kV) thông qua một loạt các phương tiện thông tin truyền thông. Các phương tiện truyền thông có thể được, hoặc không dây (ví dụ, radio, và máy nhắn tin) hoặc có dây (ví dụ, Dial-up điện thoại, RS-485 đa thả, và Ethernet). Các trường dữ liệu đo được chế biến tại các trạm cơ sở cho hiển thị bất kỳ số lượng nhà điều hành hệ thống lựa chọn thông qua giao diện người dùng đồ họa (GUI). Trong trường hợp của một số lượng hệ thống qua một ngưỡng xác định trước, một báo động được tự động tạo ra cho sự can thiệp của nhà điều hành. Bất cứ hành động kiểm soát (cho mở hoặc đóng cửa của switch hoặc thiết bị ngắt mạch) được khởi xướng bởi nhà điều hành và truyền từ trạm gốc 33kV thông qua các kênh thông tin liên lạc cho đơn vị đầu cuối từ xa kết hợp với việc chuyển đổi tương ứng hoặc ngắt mạch. Các hành động mong muốn sau đó chuyển đổi diễn ra và hành động được thừa nhận trở lại điều hành để có thông tin. hệ thống DA đang được thông qua bởi các tiện ích ở một số nước phát triển một cách dần dần, chủ yếu để đánh giá độ tin cậy trong một lĩnh vực môi trường. Ở Ấn Độ cũng vậy, một đầu nhỏ đã được thực hiện bởi một vài tiện ích nhà nước (Andhra Pradesh, Assam, Kerala và Rajasthan), được nhốt mình ban đầu cho tự động hóa của trạm biến áp 33kV. Điện tử Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển, Trivandrum, và máy tính Bảo trì Tổng công ty, Hyderabad, được tham gia vào các thí nghiệm ban đầu, mục tiêu chính là phát triển các bí quyết và sự hiểu biết tốt hơn một trong những vấn đề liên quan trong việc thực hiện DA hệ thống indigenously. Các tiện ích môi trường ở Ấn Độ là khác nhau từ đó đến nay ở hầu hết các nước phát triển, bởi vì kịch bản của xã hội hiện có. Do đó, giải pháp công nghệ có sẵn cho DA ở các nước đang phát triển không thể được cấy ghép trực tiếp ở Ấn Độ. Ngoài ra, chi phí nhập khẩu một công nghệ hệ thống DA là cấm. Sứ mệnh hoạt động tại Kanpur IIT Kanpur IIT đã bắt tay vào một nỗ lực để phát triển công nghệ tự động hóa bản địa cho một hệ thống phân phối điện tích hợp trong hợp tác với bốn đối tác công nghiệp (Secure Meters Limited, Udaipur, Ấn Độ Điện thoại Industries, Raebareli; DataPro TNHH Điện tử, Pune; và Danke Switchgears, Vadodara) . Nỗ lực này bao gồm phát triển (A) giao tiếp và công nghệ mạng bằng cách sử dụng phương tiện truyền thông có dây và không dây, (B) vi điều khiển từ xa dựa trên đơn vị đầu cuối (RTU), (C) từ xa operable chuyển cho 11kV và 415V feeders, (D) ứng dụng cụ thể Vi mạch (ASIC) cho thiết bị đo điện, (E) DA phần mềm để cho phép giám sát từ xa, thế hệ báo động và điều khiển từ xa, và (F) giả lập mạng lưới phân phối (một mô hình thu nhỏ xuống cuộc sống của một mạng lưới phân phối thực) để cung cấp một nền thử nghiệm cho một thử nghiệm toàn diện của công nghệ phát triển, thành phần và phần mềm. Một số trong những phát triển đã nói ở trên đang được thực hiện trong mạng lưới phân phối Kanpur IIT như là một cài đặt thí điểm để đánh giá mức độ tin cậy trường. Đóng góp nổi bật Nhiệm vụ phát triển công nghệ tại Viện đã có những đóng góp sau đây: Truyền thông và Công nghệ Mạng Điều này cho phép thu thập dữ liệu phân phối, giám sát và chức năng hệ thống điều khiển. Không giống như các giải pháp truyền thông truyền thống, các phương pháp tiếp cận ở đây là có một bộ điều khiển truyền thông nòng cốt trong các trạm cơ sở có thể hỗ trợ sự lựa chọn đa dạng của các phương tiện thông tin truyền thông (dial-up, RS485, Ethernet, và radio). Cách tiếp cận này tạo điều kiện mở chi phí thực hiện có hiệu quả. Các thông tin liên lạc cơ bản điều khiển trạm có nền tảng linh động, hỗ trợ chức năng quản lý cho mạng thông tin liên lạc, và cho phép mạng LAN, Internet, Intranet và kết nối thông qua Ethernet. Tất cả các lệnh chức năng giao tiếp được gọi thông qua giao diện của phần mềm tự động hóa. Truyền dữ liệu từ / đến RTUs hỗ trợ chuẩn kết nối dữ liệu công nghiệp. Remote Terminal Unit Các vi điều khiển dựa pole-top RTU có 32 analog và 16 kênh kỹ thuật số, và dành sự giao tiếp RS232 toàn song công không đồng bộ. Các dữ liệu thu được (điện áp và hiện hành) được xử lý cho rms và tính toán hệ số công suất. Một số mục tiêu thiết kế tập trung với giá thấp, linh hoạt và mở rộng, mô đun ở mức tín hiệu điều, và giao diện truyền thông. Chuyển thể hoạt động điều khiển từ xa Một chuyển đổi break tải (LBS) cho hoạt động và đúc 11kV trường hợp một bộ ngắt mạch (MCCB) đơn vị cho 415V hoạt động đã được phát triển và thử nghiệm theo thông số kỹ thuật có sẵn. Ba-cực LBS 11kV sẽ mở ra trong 80 mili giây tại đánh giá cao hiện tại của 80 A. Trong khi chuyển đổi này chủ yếu có nghĩa là cho phá tải hiện tại, nó có thể duy trì 16 kA lỗi hiện tại đối với một thứ hai và cũng có thể đóng vào lỗi. Các hoạt động từ xa là thông qua một giai đoạn giới thiệu động cơ-ba cùng với cơ chế số. Các đơn vị MCCB 415V, mặt khác, có isolator trên mạch vào và hai MCCBs cho hai feeders gửi đi. Tính linh hoạt tồn tại để chọn MCCB của đánh giá phù hợp tương ứng với feeder đánh giá cao nhất hiện hành. Các hoạt động từ xa là thông qua-pit tông sắp xếp solenoid. Cụ ứng dụng Vi mạch (ASIC) ASIC hỗ trợ lên đến giai đoạn tương tự đầu vào bốn (điện áp bốn và bốn hiện hành) cho các ứng dụng như vectormetre-tri, RTU, và pha mét duy nhất. Nó có một tùy chọn để lựa chọn tần số (50/60 Hz) và là 0,2 độ chính xác của lớp học với 16 bit A chuyển đổi D /. Tỷ lệ lấy mẫu là 5.000 mẫu / giây cho mỗi kênh. Nó tính toán số lượng như các giá trị rms của điện áp và hiện tại (cả thực tế và cơ bản), điện, công suất, tổng méo hài hòa, tần số, và năng lượng. Việc thiết kế ASIC được xác minh bằng cách sử dụng Verilog HDL mô phỏng. Trong khi chế tạo ASIC đang được hoàn thiện, các ứng dụng dựa trên đo-ASIC đã được xác nhận bằng cách sử dụng phần cứng mô phỏng hành vi của ASIC. DA phần mềm Các phần mềm DA có các thành phần sau đây: (i) Hệ thống phân phối phần mềm với các thuộc tính như đại diện đồ họa của mạng lưới, nền tảng chéo Portability (Windows NT, Linux, Solaris), tính năng chỉnh sửa, tùy biến, xác nhận mạng, hệ thống thông tin topo, thành phần đặc điểm kỹ thuật, và in ấn biển quảng cáo; (ii) Set-up tiện ích để cài đặt trên các nền tảng khác nhau; (iii) tự động hóa phần mềm có tính năng thời gian thực, hệ Portability qua, thế hệ máy báo động (audio / video), giám sát hệ thống (về số lượng hệ thống, thiết bị y tế và chuyển đổi trạng thái), chuyển đổi các lệnh điều khiển, interlock soát và báo cáo ghi sự kiện; (iv) Cơ sở dữ liệu với các thuộc tính thời gian thực sự mà phù hợp với định dạng thư viện DNP3.0, sử dụng phương pháp tiếp cận bộ nhớ chia sẻ, cung cấp giao diện SQL để sao lưu trong cơ sở dữ liệu tiêu chuẩn cho tắt tất cả các -line ứng dụng, cho phép chia sẻ dữ liệu trong các quá trình khác nhau, và có quyền truy cập registry để bảo mật và xác định RTU, và (v) ứng dụng phần mềm trong đó bao gồm các gói cho mạng cấu hình lại, load shedding, volt-var kiểm soát thông qua chuyển mạch tụ điện, và lỗi phát hiện và cô lập. Mạng lưới phân phối Simulator Đây là một mô hình thu nhỏ xuống của Kanpur IIT mạng lưới phân phối thực tế, có thu nhỏ các phiên bản phù hợp của mười bốn máy biến thế, ba mươi 11 kV feeders, 41 bộ phận ngắt mạch đại diện bởi bốn cực rơ le điều khiển (với lựa chọn cho / địa phương hoạt động từ xa) , tải LT mà có thể được thay đổi 0-150% trong các bước của 25%, giao thông liên kết (cho Ethernet, dial-up, RS485 và radio), đơn chung RTU (96 kỹ thuật số và 128 kênh analog) bao gồm tất cả các máy biến áp. Những ứng dụng giả lập bao gồm các thử nghiệm của các hệ thống thông tin liên lạc và các giao thức khác nhau, thử nghiệm của DA phần mềm, tinh chỉnh và kiểm soát của RTU LBS trước khi lĩnh vực cài đặt, và tích hợp và thử nghiệm các phần mềm ứng dụng. Theo giả lập này cung cấp một cảm giác của hệ thống vật lý thực tế, nó có thể phục vụ như là một công cụ đào tạo cho người điều khiển hệ thống DA. Đóng cửa Hầu hết các phát triển thực hiện như là một phần của sứ mệnh đã được hoàn thành trong những năm qua ba. Một số trong những phát triển đã được thực hiện tại các trạm biến áp 33kV của IIT Kanpur. Thực hiện tại năm 11kV trạm biến áp ở Kanpur IIT hiện đang trong tiến trình, và dự kiến sẽ được hoàn thành vào cuối năm 1999. Dựa trên kinh nghiệm thực địa, tiền phạt cần thiết điều chỉnh của công nghệ này sẽ được thực hiện với độ tin cậy tăng lên. Dự kiến các công nghệ cho các DA phát triển hệ thống thông qua nhiệm vụ này, sẽ được tiếp thị bởi các đối tác trong ngành bốn, không chỉ trong phạm vi Ấn Độ, mà còn trong các quốc gia phát triển khác. Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ: Giáo sư Sachchidanand Bộ môn Kỹ thuật Điện Viện Công nghệ Ấn Độ Kanpur Kanpur 208.016 Điện thoại: (0.512) 59 7.152; Fax: (0.512) 59 0.065 e-mail: sachchi@iitk.ac.in . nghệ tự động hóa công nghiệp, Kanpur IIT bắt tay vào việc phát triển một công nghệ tích hợp cho hệ thống tự động phân phối điện. Trong một tự động phân phối. ở Ấn Độ bị mất trong truyền tải (4-6%) và phân phối (15-18%). Thâm hụt điện năng trong nước hiện khoảng 18%. Rõ ràng, giảm tổn thất phân phối có thể giảm