Name: power outage metrics and distribution automation
Uploaded: 2024-11-21T14:54:44.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

엔지니어링에서 신뢰성은 장치의 고장 없는 작동 가능성을 측정하며, 이는 최소한의 비용으로 중단 없는 서비스를 보장하기 위해 배전에서 매우 중요합니다.
전기 유틸리티는 평균 서비스 가용성 지수를 99.9772%로 목표로 하며, 이는 고객당 연간 2시간 이하의 정전 1회에 해당합니다.
SAIFI(System Average Interruption Frequency Index), SAIDI(System Average Interruption Duration Index) 및 CAIDI(Customer Average Interruption Duration Index)와 같은 신뢰성 지수는 짧은 정전 및 심한 폭풍과 같은 주요 이벤트를 제외한 시스템 안정성을 정량화합니다.
전력 산업은 고급 모니터링, 제어 및 자동화 기술을 수용하여 단순한 계량기에서 정교한 감시 제어 및 원격 측정 시스템으로 진화해 왔습니다.
배전 자동화(DA)는 발전기와 송전 변전소에 혁명을 일으키고 있습니다.
DA를 사용하면 단면 변환기를 원격으로 제어할 수 있어 고장 격리 및 전력 복원 시간이 크게 단축됩니다.
다른 DA 응용 분야에는 스위치드 커패시터 뱅크 및 부하 탭 변환기를 통한 전압 제어가 포함되어 분배 손실을 줄입니다.

전력 분배

Distribution Reliability and Automation

전력 시스템에서 분배 안정성은 최소한의 비용으로 소비자에게 중단 없는 전력 공급을 보장하는 데 중요합니다. IEEE 표준 약관에 따르면 안정성은 지정된 기간 또는 사용량 동안 장치가 고장 없이 작동할 확률입니다. 전력 분배의 경우 이는 지속적인 전력 공급을 유지하고 정전에 대한 고객의 우려를 해결하는 것을 의미합니다. IEEE 표준 1366-2012에 정의된 여러 지표는 시스템 평균 중단 빈도 지수(SAIFI), 시스템 평균 중단 기간 지수(SAIDI), 평균 서비스 가용성 지수(ASAI)를 포함하여 분배 안정성을 평가하고 개선하는 데 사용됩니다.

SAIFI는 고객이 1년에 경험하는 평균 중단 횟수를 측정하며 다음과 같이 계산합니다.

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_1.svg" style="height: 28px;">

SAIDI는 각 고객의 평균 정전 기간을 정량화하며 다음과 같습니다.

<img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_2.svg" style="height: 28px;">

CAIDI는 중단된 고객당 평균 중단 시간을 다음과 같이 계산하여 나타냅니다.

<img alt="Equation3" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_3.svg" style="height: 28px;">

ASAI는 전원 공급이 가능한 시간의 비율을 나타내며 다음에 의해 결정됩니다.

<img alt="Equation4" src="/files/ftp_upload/16136/16136_PT_Equation_4.svg" style="height: 28px;">

이러한 지수에는 순간적인 중단(5분 미만)과 심각한 폭풍 등의 주요 이벤트가 제외되어 있으며, 이러한 이벤트는 신뢰성 지표에 상당한 영향을 미칩니다.

배전 자동화(DA)는 전기 배전 시스템을 모니터링, 제어 및 자동화하는 기술을 구현하는 것을 포함합니다. DA는 정전 기간을 줄이고 서비스 안정성을 향상시킵니다. 역사적으로 DA는 전압과 흐름을 모니터링하기 위해 간단한 미터와 통신 시스템을 사용하는 것을 포함했습니다. 최신 DA 시스템에는 고급 센서, 자동 제어 및 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템이 포함됩니다. 이러한 시스템은 운영자에게 원격 제어 기능을 제공하거나 전체 배전 스위치 관리 프로세스를 자동화할 수 있습니다. 이 자동화를 통해 신속한 오류 격리 및 서비스 복구가 가능하여 정전 기간을 크게 줄일 수 있습니다.

전반적으로 DA는 정전에 더 빠르게 대응하고, 전압 관리를 개선하고, 보다 효율적인 배전망 운영을 보장함으로써 안정성을 향상시킵니다.

엔지니어링에서 신뢰성은 장치의 고장 없는 작동 가능성을 측정하며, 이는 다음을 보장하기 위해 배전에서 매우 중요합니다.

Education

교육

JoVE Core

Electrical Engineering

전기공학

Unit 1

제1단원

Power Distributions

KEY TERMS AND CONCEPTS

주요 용어 및 개념

power outage metrics and distribution automation

Distribution reliability in electric power systems helps keep electricity flowing with as few outages as possible and at minimal cost. In IEEE standard terms, reliability is the chance that a device will work without failure over a set time or amount of use. For power distribution, that means steady service and fewer customer concerns about blackouts.

Engineers use several IEEE Standard 1366-2012 indices to measure how well a distribution system performs. SAIFI, or System Average Interruption Frequency Index, shows the average number of outages a customer has in a year. SAIDI, or System Average Interruption Duration Index, gives the average total outage time for each customer. CAIDI shows the average outage time for each customer who was actually interrupted. ASAI, or Average Service Availability Index, shows the fraction of time power is available.

These indices leave out momentary interruptions that last less than five minutes. They also leave out major events such as severe storms. That helps the metrics focus on normal reliability performance rather than rare extreme conditions.

Distribution automation, or DA, uses technology to monitor, control, and automate the electric distribution system. Early DA systems used simple meters and telecommunication tools to track voltage and power flow. Modern DA systems use advanced sensors, automated controls, and Supervisory Control And Data Acquisition, or SCADA, systems.

DA can give operators remote control of the system, or it can automate the entire switch management process. That helps isolate faults quickly and restore service faster after an outage. It also improves voltage management and makes the distribution network work more efficiently. As a result, DA can reduce outage duration and improve overall reliability.

Power Outage Metrics and Distribution Automation

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power system distribution

Electric Power Flow from Plant to Home

Electric power distribution moves electricity from power plants to homes, businesses, and industry through transmission and distribution networks. Power plants convert energy from coal, gas, nuclear, water, and wind into electrical energy. They use three-phase generators, often rated from 50 to 1300 MVA, with terminal voltages from a few kV to 20 kV depending on the unit size and age. The transmission system carries this electricity over long distances with high voltage to reduce energy loss.

primary distribution

Electric Utility Feeders and Distribution

Primary distribution systems move electrical power from substations to consumers. They use several voltage classes, and 15-kV class voltages are the most common among U.S. utilities. Older 2.5-kV and 5-kV primaries are being replaced by 15-kV systems. Higher 25-kV to 34.5-kV classes are used in dense urban areas and in rural regions with long feeders. Many primary systems use three-phase, four-wire multigrounded lines. In this setup, the neutral wire serves as a grounding point. Substations...

secondary distribution

Secondary Distribution Voltage Levels

Secondary distribution carries electrical energy from distribution transformers to customer meters at usable voltage levels. Common U.S. secondary voltages include 120/240 V for homes, 208Y/120 V for residential and commercial buildings, and 480Y/277 V for industrial sites and high-rise buildings. In residential areas, 120/240 V single-phase, three-wire service is often used for lighting, outlets, and large appliances. Dense urban areas may use 208Y/120 V three-phase, four-wire service because...

transformers in distribution system

Distribution Transformers and Voltage Control

Distribution transformers and substation transformers step down high transmission voltage for safe delivery to homes, schools, and businesses. In distribution systems, these transformers are usually grouped as distribution substation transformers and other distribution transformers. Their main job is to lower voltage to levels that fit distribution and end-user use. Distribution substation transformers often use mineral oil for insulation and cooling. Some units keep an inert gas, such as...

distribution reliability and automation

Distribution reliability in electric power systems helps keep electricity flowing with as few outages as possible and at minimal cost. In IEEE standard terms, reliability is the chance that a device will work without failure over a set time or amount of use. For power distribution, that means steady service and fewer customer concerns about blackouts. Engineers use several IEEE Standard 1366-2012 indices to measure how well a distribution system performs. SAIFI, or System Average Interruption...

key terms and concepts

Learn how utilities measure power outage reliability with SAIFI, SAIDI, CAIDI, and ASAI, and how distribution automation helps restore service faster.

Power Outage Metrics and Distribution Automation | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

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