Електронні компоненти і системи 
Сьогодні перебої з подачею електроенергії продовжують обходитися підприємствам у мільйони доларів через зупинку промислового енергообладнання. Крім того, обладнання електромереж у низці регіонів суттєво зношене, при цьому сильні урагани в низці країн стають дедалі більш поширеним явищем, тому комунальні компанії спрямовують дедалі більше зусиль і коштів на зниження ризику перебоїв у подачі електроенергії.
Це, насамперед, модернізація розподільчих мереж і збільшення кількості додаткових ремонтних бригад. Але, на жаль, у багатьох частинах світу стає дедалі важче знайти кваліфіковану робочу силу та заповнити вакансії в лінійних бригадах. Зіткнувшись із перспективою тривалих перебоїв в обслуговуванні електромереж, комунальні компанії прагнуть застосовувати більш ефективні технічні рішення.
Необхідність автоматичного збору даних у вузлах електромережі
Зокрема, щоб підвищити ефективність роботи лінійної бригади, необхідно, щоб вони приділяли більше часу технічному обслуговуванню і менше часу витрачали на пошук обривів у мережі електропередачі. Ключем до досягнення цих результатів є забезпечення автоматичного збору даних у вузлах електромережі.
Відомо, що тривалі відключення електроенергії відбуваються через те, що складно визначити за короткий проміжок часу джерела несправності мережі та локалізувати їх. Рішення цієї проблеми полягає у використанні досконалішої технології лінійних датчиків, яка дозволяє знизити вартість системи виявлення обривів та інших несправностей у мережі і розгортати її на більшій кількості вузлів електромережі.
Індикатор несправностей як основний елемент системи
Ця технологія відрізняється високим ступенем інтеграції, допомагає забезпечити більшу точність локалізації несправностей мережі, знизити споживання та зменшити час обслуговування мережі в цілому.
Одним із найбільш поширених варіантів використання нових лінійних датчиків є система моніторингу стану вузлів, відома як індикатор несправностей. Така система виявляє та надсилає оператору повідомлення при виникненні порушень у роботі електромережі для того, щоб лінійні бригади могли обслуговувати несправне обладнання з мінімальною затримкою. На схемі (рис. 1) показані індикатори несправностей, які використовуються на лініях розподілу електроенергії.
Відзначимо, що в описах однієї й тієї самої системи часто використовуються різні терміни для індикаторів несправності, включаючи «лінійний монітор», «монітор несправностей» або «індикатор несправної ланцюга». У цій статті використовується узагальнений термін «індикатор несправностей» для системи та лінійний датчик, який служить для визначення фізичного стану ліній електропередачі.
Застосування в підземних і наземних лініях
У підземних лініях електропередачі індикатор несправностей розміщується на кінцях уздовж кожного кабелю. Індикатори при виявленні несправностей спрацьовують, і бригада з обслуговування підземних комунікацій може легко визначити несправну підземну ділянку кабелю або обладнання, не вдаючись до тривалого відключення окремих ділянок підземної електромережі.
Відзначимо, що підземні комунікації можуть включати трансформатори, розподільчі пристрої, шафи, розподільчі коробки та інше енергообладнання, що ускладнює пошук несправностей стандартними засобами.
На рис. 2 наведена схема встановлення лінійних датчиків у складі індикаторів несправностей. При використанні наземних робіт монітори в індикаторах несправностей швидко інформують лінійну бригаду про проблемну ділянку лінії. Такі системи можуть включати відводи без запобіжників, довгі фідери з проміжними пристроями повторного ввімкнення, розподільчі пристрої секціонування, фідери та інші пристрої.
Дві основні проблеми, пов’язані із застосуванням стандартних індикаторів несправностей, полягають у тому, що вони мають високу вартість, а це обмежує їх застосування, і, крім того, вони вимагають періодичного обслуговування для підтримання надійного функціонування. Сукупна вартість індикаторів несправностей і витрат на їх періодичне обслуговування — це дві основні причини, через які комунальні компанії з обмеженими ресурсами не можуть розгорнути необхідну кількість індикаторів несправностей у своїх електромережах.
Нове рішення від Analog Devices
Компанія Analog Devices постаралася вирішити перелічені проблеми завдяки розробці нових лінійних датчиків для індикаторів несправностей (рис. 3), які відрізняються меншим споживанням і більшим інтервалом обслуговування.
Незважаючи на те, що основні функції лінійного датчика в індикаторі несправностей досить прості, конструкція індикатора несправностей досить складна, особливо комплексна схема джерела живлення такого датчика. В індикаторі передбачені не тільки незалежні джерела живлення: лінія електропередачі, акумуляторна батарея або накопичувальний суперконденсатор, але й у разі потреби сонячна батарея. Крім того, розроблено спеціальний алгоритм керування, який забезпечує необхідне споживання індикатора несправностей в умовах мінливого навантаження.
Використання кількох різнотипних джерел живлення підвищує його надійність, забезпечує прискорений запуск і більш низьке енергоспоживання індикатора несправностей у цілому. Завдяки покращеному керуванню живленням індикатори несправностей не потребують частого обслуговування, оскільки лінійні бригади можуть рідше змінювати батареї та рідше виконувати перевірку працездатності системи моніторингу несправностей у цілому.
У нових індикаторах несправностей передбачено більш повний збір даних і більш надійний бездротовий зв’язок для підвищення швидкості виявлення несправностей завдяки використанню високошвидкісних прецизійних перетворювачів для збору інформації про стан ліній електропередачі. Застосування бездротової системи зв’язку типу GSM збільшує швидкість доступу до індикаторів несправностей, що дозволяє лінійним бригадам витрачати менше часу на пошук несправностей і більше часу на їх усунення.
Нові лінійні датчики, збираючи у вузлі більш деталізовані дані про стан лінії електропередачі, дозволяють лінійним бригадам швидше і з більшою точністю виявляти відключення та реагувати на них. Крім того, аналіз типових збоїв і відмов у лініях електропередачі, отриманих за допомогою нових лінійних датчиків компанії Analog Devices, дозволяє більш ефективно готувати лінійні бригади для ремонту складного енергетичного обладнання, включаючи мережі електропередачі.
Висновки
Споживачі електроенергії продовжують стикатися з тривалими перебоями в її подачі через те, що важко швидко локалізувати та усунути несправності, які виникають в електромережі.
Один зі способів подолання проблеми полягає у широкому впровадженні нових автоматичних індикаторів несправностей електромережі.
Нові лінійні датчики компанії Analog Devices для побудови індикаторів несправностей в електромережах при широкому впровадженні їх в енергосистеми дозволять підвищити швидкість і точність виявлення несправностей і, як наслідок, знизити час аварійних відключень електроенергії як на промислових, так і на цивільних об’єктах.
