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