وظيفة محطة مراقبة محولات التوزيع الطرفية وتنفيذها

• الوظائف الأساسية:: توزيع الطاقةمراقبة المحولاتالمحطة الطرفية (TTU) هي جهاز إلكتروني ذكي يتم نشره على جانب الجهد المنخفض من محول التوزيع، مصمم لتوفير الحصول على البيانات عالية الدقة وفي الوقت الحقيقي، وقياس ومراقبة حالة معلمات التشغيل الرئيسية للمحول وخطوط التغذية الخاصة به.

• أبعاد جمع البيانات:: يغطي نطاق الرصد الكميات الكهربائية (الجهد، والتيار، والطاقة، والطاقة الكهربائية، والتوافقيات، وما إلى ذلك) والكميات غير الكهربائية (درجة حرارة اللف/الزيت، ومستوى الزيت، والمعايير البيئية، وما إلى ذلك)، مما يوفر دعمًا شاملاً للبيانات لتقييم حالة المعدات.

• الاتصالات والهندسة المعمارية:: يعد استخدام تقنيات الاتصالات اللاسلكية الصناعية (مثل 4G/5G) أو السلكية لنقل البيانات إلى نظام رئيسي مكونًا مهمًا يشكل طبقة الاستشعار لإنترنت الأشياء (IoT) لتوزيع الطاقة.

• الاستخبارات المحلية:: قدرة الحوسبة الطرفية المتكاملة على إجراء تحليل البيانات الموضعي والحكم على الأحداث والتحكم المنطقي، مما يحسن سرعة الاستجابة للأعطال وموثوقية النظام.

• القيمة المطبقة:: ويتمثل تطبيقه الأساسي في دعم الإدارة الدقيقة لفقدان الخطوط، والصيانة التنبؤية لحالة المعدات، ومراقبة جودة الطاقة وتحديد موقع العطل السريع في شبكات التوزيع، وهو المعدات التقنية الرئيسية لتحقيق الأتمتة والتشغيل والصيانة الذكية لشبكات التوزيع.

تحليل الوحدة الوظيفية الأساسية

وحدة الحصول على البيانات عالية الدقة ووحدة القياس

تتمثل الوظيفة الأساسية لمحطة مراقبة محول التوزيع في جمع المعلمات الكهربائية الشاملة للجانب الثانوي للمحول. إن التكامل الداخلي لرقاقة القياس عالية الدقة قادر على المراقبة في الوقت الفعلي وحساب الجهد ثلاثي الأطوار والتيار ثلاثي الأطوار والطاقة النشطة والطاقة التفاعلية وعامل القدرة والتردد والطاقة النشطة/التفاعلية الأمامية/العاكسة. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز المحطة الطرفية المتقدمة بقدرات تحليل جودة الطاقة، وقياس المكونات التوافقية للجهد والتيار حتى 21 أو أعلى، ومعدل التشوه التوافقي الكلي (THD)، وعدم الاتزان ثلاثي الأطوار. وتوفر هذه البيانات الأساس لتوصيف الحمل، وإحصائيات التوافق مع الجهد وتتبع مشاكل جودة الطاقة.

بالإضافة إلى الكميات الكهربائية، تتيح المحطة مراقبة الحالة المادية لجسم المحول من خلال تكوين مجموعة متنوعة من واجهات الاستشعار. ويشمل ذلك قياس درجات حرارة اللف والزيت العلوي عبر مقاومات البلاتين أو حساسات الألياف البصرية ومراقبة مستوى الزيت عبر حساسات الضغط. بالنسبة للمحولات من النوع الصندوقي، يمكن أيضًا توسيع نطاق مراقبة الكميات البيئية مثل حالة المفتاح المغناطيسي للباب. تعد البيانات في الوقت الحقيقي لهذه الكميات غير الكهربائية مؤشرًا مباشرًا لتقييم سعة حمل المحول وحالة العزل والسلامة التشغيلية.

وحدة الاتصالات ومعالجة البيانات

كعقدة تربط بين المعدات الميدانية والمحطة الرئيسية عن بُعد، فإن قدرة الاتصال للمحطة الطرفية أمر بالغ الأهمية. عادةً ما تكون محطات المراقبة الحديثة مدمجة بوحدات اتصالات لاسلكية من الدرجة الصناعية، وتدعم معايير الشبكة المختلفة مثل 4G/5G/NB-IoT لضمان الموثوقية والأداء في الوقت الحقيقي لقناة الوصلة الصاعدة للبيانات. ويتبع نقل البيانات بروتوكولات اتصالات صناعة الطاقة القياسية، مثل IEC 60870-5-104 أو DL/T645، لضمان قابلية التشغيل البيني مع الأنظمة الرئيسية من بائعين مختلفين.

مع تطور تكنولوجيا الحوسبة الطرفية، لم تعد المحطات الطرفية مجرد وحدات لإعادة توجيه البيانات. حيث يمكن للمعالج الدقيق المدمج (MCU) أو النظام المدمج أن يقوم بمعالجة البيانات المحلية والتحليل الذكي. على سبيل المثال، يمكن للمحطة أن تصدر أحكامًا مستقلة على الأحداث، مثل الجهد الزائد، والجهد المنخفض، والحمل الزائد، وانقطاع الطور، والاختلال الشديد في ثلاث مراحل، والإبلاغ عن معلومات الإنذار بشكل استباقي. وفي الوقت نفسه، يمكنها أيضًا تخزين البيانات التاريخية مؤقتًا محليًا وتجديد نقل البيانات بعد التعافي من انقطاع الاتصال، مما يضمن سلامة البيانات. تحتوي بعض المحطات المتقدمة أيضًا على وظائف التحكم المنطقي المحلي، والتي يمكنها التحكم في صب وقطع مكثفات تعويض الطاقة التفاعلية أو دفع قواطع الدائرة الكهربائية المنخفضة لإجراء عمليات التبديل والإغلاق وفقًا للاستراتيجيات المحددة مسبقًا أو أوامر المحطة الرئيسية.

التطبيقات على مستوى النظام والقيمة التقنية

محطة مراقبة محولات التوزيع هي الأساس لتحقيق الإدارة الدقيقة لشبكة التوزيع. ومن خلال مقارنة إجمالي الطاقة المصدرة من المحول بالبيانات الواردة من جميع العدادات من جانب المستخدم في منطقة المحطة، يمكن أن يحسب بدقة فقدان الخط في منطقة المحطة ويوفر دعمًا قويًا للبيانات للتحقيق في الفقد غير التقني (سرقة الكهرباء).

فيما يتعلق بإدارة أصول المعدات، يمكن استخدام بيانات التشغيل طويلة الأجل التي تجمعها المحطة (على سبيل المثال، معدل الحمل، وملف درجة الحرارة) لبناء نماذج صحة المحولات، وتحقيق تقييم الحالة والتنبؤ بالعمر، وبالتالي توجيه صياغة استراتيجيات الصيانة التنبؤية القائمة على الحالة، واستبدال الإصلاح الدوري التقليدي، وخفض تكاليف التشغيل والصيانة، وتحسين توافر المعدات.

فيما يتعلق بموثوقية إمدادات الطاقة، فإن المحطة قادرة على الإبلاغ عن أحداث انقطاع التيار الكهربائي في الوقت الفعلي، مما يقلل بشكل كبير من وقت تحديد موقع العطل. وبالاقتران مع وظيفة تحليل الطوبولوجيا للمحطة الرئيسية لأتمتة التوزيع (DMS)، يمكنها عزل المناطق المعطوبة بسرعة واستعادة إمدادات الطاقة إلى المناطق غير المعطوبة، مما يقلل بشكل فعال من متوسط مؤشر مدة الانقطاع (SAIDI).

مواصفات ووظائف محطة مراقبة محولات التوزيع الطرفية

الأسئلة الشائعة (FAQ)

1 - ما هي المجالات الرئيسية لعائد الاستثمار في نشر محطات مراقبة محولات التوزيع؟

وينعكس العائد على الاستثمار بشكل رئيسي في ثلاثة جوانب: أولاً، تقليل الخسائر الاقتصادية من خلال تحسين إدارة فقدان الخطوط ومكافحة سرقة الطاقة؛ وثانياً، تكاليف التشغيل والصيانة الناتجة عن إطالة عمر المحولات وتقليل الأعطال غير المتوقعة للإصلاحات الطارئة من خلال الصيانة التنبؤية؛ وثالثاً، الفوائد غير المباشرة الناتجة عن تحسين موثوقية إمدادات الطاقة وتقليل تأثير انقطاع التيار الكهربائي على الأنشطة الاجتماعية والاقتصادية وتعزيز رضا العملاء.

2 - كيف يتم ضمان أمن بيانات المحطة الطرفية؟

يتم ضمان أمن البيانات من خلال آليات متعددة. فأولاً، يتم عزل المحطة الطرفية والمحطة الرئيسية منطقياً باستخدام تقنية الشبكة الافتراضية الخاصة مثل شبكة APN المخصصة أو VPDN؛ وثانياً، في طبقة الإرسال، يمكن استخدام بروتوكولات التشفير مثل TLS/SSL لتشفير بيانات الاتصال؛ وأخيراً، في طبقة التطبيق، يتم منع الوصول والتحكم غير المصرح به عن طريق آليات مصادقة الهوية وإدارة الحقوق.

3 - هل يمكن أن تعمل وحدات TTUs بشكل مستقل؟

يمكن لوحدة TTU إجراء الحصول على البيانات المحلية المستقلة والحكم على الأحداث والإنذار. ومع ذلك، تكمن قيمتها الأساسية في الربط مع نظام المحطة الرئيسية (مثل نظام أتمتة التوزيع، ونظام جمع معلومات استهلاك الطاقة). فقط من خلال تحميل البيانات إلى المحطة الرئيسية للتحليل الشامل والعرض واتخاذ القرار يمكن أن تلعب دورها الأكبر في التحسين على مستوى الشبكة والإدارة الذكية.

4 - كم من الوقت يستغرق تركيب محطة المراقبة؟ هل يتطلب انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة؟

بالنسبة للفنيين ذوي الخبرة، يمكن عادةً الانتهاء من تركيب محطة مراقبة على جانب الجهد المنخفض من المحول (بما في ذلك التصوير المقطعي المحوسب، أو جهاز قياس الجهد المقطعي المحوسب أو جهاز قياس متعدد الوظائف، وجسم المحطة والهوائي، وما إلى ذلك) في غضون ساعة إلى ساعتين. لا تتطلب العملية برمتها سوى انقطاع قصير في جانب الجهد المنخفض وعادة لا تؤثر على العميل لفترة طويلة.

5 - هل صيانة مجمع المحطة الطرفية؟

تعتمد محطة المراقبة على مكونات من الدرجة الصناعية وتصميم عالي مستوى الحماية، والتي تتمتع بموثوقية عالية ولا تحتاج إلى صيانة بشكل أساسي. تركز الصيانة الروتينية بشكل أساسي على ترقيات البرامج عن بُعد وتكوينات المعلمات وفحص الحالة. وعادةً ما تكون الصيانة في الموقع مطلوبة فقط في حالة تعطل الأجهزة، مثل استبدال وحدات الاتصال أو وحدات إمداد الطاقة.