Penelitian dan Praktek Sistem Pemantauan Cerdas untuk Pemutus Sirkuit Generator
Pemutus sirkuit generator adalah komponen kritis dalam sistem tenaga listrik, dan keandalannya secara langsung mempengaruhi operasi stabil seluruh sistem tenaga listrik. Melalui penelitian dan penerapan sistem pemantauan cerdas, status operasional real-time dari pemutus sirkuit dapat dipantau, memungkinkan deteksi dini potensi kerusakan dan risiko, sehingga meningkatkan keandalan keseluruhan sistem tenaga listrik.
Perawatan pemutus sirkuit tradisional sebagian besar bergantung pada inspeksi berkala dan penilaian berbasis pengalaman, yang tidak hanya memakan waktu dan tenaga, tetapi juga mungkin melewatkan masalah laten akibat cakupan inspeksi yang kurang. Sistem pemantauan cerdas menyediakan pemantauan real-time, analisis data, dan kemampuan peringatan dini kerusakan, mengurangi perawatan dan perbaikan yang tidak perlu, sehingga menurunkan biaya operasi dan pemeliharaan (O&M).
Sistem ini juga memungkinkan penilaian kesehatan peralatan yang lebih akurat, memungkinkan penjadwalan perawatan yang rasional untuk menghindari overuse dan perawatan berlebihan, secara efektif memperpanjang umur layanan peralatan. Pengembangan dan penerapan sistem pemantauan cerdas telah mendorong teknologi pemantauan peralatan tenaga listrik, termasuk pencitraan termal inframerah dan analitik big data. Kemajuan teknologi ini tidak hanya meningkatkan efisiensi pemantauan pemutus sirkuit generator tetapi juga membentuk dasar teknis untuk pengelolaan cerdas peralatan lainnya dalam sistem tenaga listrik.
1. Metode dan Praktik
1.1 Arsitektur Sistem Pemantauan Cerdas
Sistem pemantauan cerdas terdiri utamanya dari sensor, perangkat pemantauan online cerdas (IED), dan sistem pemantauan back-end. Sensor perpindahan mekanik, sensor karakteristik mekanik arus rendah, sensor video termal, dan sensor gas SF6 dipasang langsung pada peralatan utama. Sensor-sensor ini mengumpulkan parameter operasional real-time dari pemutus sirkuit generator dan mentransmisikan sinyal melalui kabel ke perangkat pemantauan online cerdas. Lemari pemantauan di lokasi menampung IED dan switch jaringan, yang mengambil sinyal sensor, memprosesnya, dan kemudian mentransmisikan data melalui kabel serat optik ke sistem pemantauan back-end untuk penyimpanan dan evaluasi.
1.2 Sistem Pemantauan Karakteristik Mekanik Pemutus Sirkuit
Sistem pemantauan karakteristik mekanik terdiri dari sensor perpindahan, sensor arus rendah, perangkat pemantauan online cerdas, dan sistem back-end. Dengan memantau perpindahan operasional pemutus sirkuit, nilai arus dalam rangkaian kontrol buka/tutup, dan arus dalam rangkaian motor penyimpan energi, parameter mekanik kunci pemutus sirkuit diperoleh. Kurva karakteristik mekanik digambarkan dan dibandingkan dengan kurva perjalanan standar dan historis untuk menilai kondisi operasional pemutus.
Sistem pemantauan memungkinkan fungsi-fungsi berikut:
Menggambar bentuk gelombang arus coil buka/tutup, arus motor penyimpan energi, dan kurva perjalanan mekanisme;
Memperoleh data seperti waktu buka/tutup, kecepatan, jarak perjalanan, arus puncak coil, parameter karakteristik coil, arus puncak motor penyimpan energi, dan durasi penyimpanan energi;
Membandingkan kurva perjalanan yang diukur dengan kurva standar untuk analisis;
Mencari data historis dan menghasilkan laporan;
Memantau kerusakan sistem dan gangguan komunikasi, dengan pemicu alarm otomatis.
Proyek ini memasang tiga sensor perpindahan—satu di bagian bawah poros penggerak buka/tutup setiap fase pada pemutus sirkuit outlet generator. Sensor-sensor tersebut mengonversi perpindahan sudut (yang disebabkan oleh batang penghubung yang menggerakkan lengan engkol) menjadi sinyal digital TTL dan mentransmisikan sinyal tersebut ke perangkat pemantauan online cerdas. Dengan sensor perpindahan independen untuk setiap fase, sistem dapat mengidentifikasi fase yang rusak dengan tepat dan mendeteksi masalah seperti kacang pengunci yang longgar pada batang penghubung atau lengan engkol yang longgar/terlepas yang menyebabkan operasi buka/tutup tidak sempurna.
Sensor arus rendah dipasang di lemari kontrol lokal pemutus sirkuit dan mencakup empat saluran pengukuran. Berdasarkan prinsip efek Hall, mereka mengonversi sinyal arus yang diukur menjadi sinyal analog arus rendah dan mentransmisikan sinyal tersebut ke perangkat pemantauan online cerdas.
1.3 Sistem Pemantauan Kondisi Gas SF6
Sistem pemantauan kondisi gas SF6 terdiri dari sensor gas SF6, perangkat pemantauan online cerdas, dan sistem pemantauan back-end. Dalam proyek ini, perangkat pemantauan cerdas dibagi dengan sistem pemantauan karakteristik mekanik. Sistem ini memberikan operator data real-time tentang densitas, tekanan, dan suhu gas SF6 di dalam kompartemen gas, memungkinkan pelacakan dan evaluasi analitis tren historis jangka panjang.
Sensor gas SF6 memiliki desain terintegrasi yang mengukur densitas, tekanan, dan suhu secara simultan. Sensor ini dipasang di port pengisian gas pemutus sirkuit dan terhubung ke perangkat pemantauan cerdas melalui antarmuka komunikasi RS485.
Sistem pemantauan menyediakan kemampuan berikut:
Memantau kondisi gas SF6 di kompartemen pemutus sirkuit generator secara terus-menerus menggunakan protokol komunikasi IEC61850;
Menghasilkan kurva tren berdasarkan algoritma data simulasi untuk analisis prediktif;
Memicu alarm dan memberikan tindakan yang direkomendasikan.
Metode perawatan tradisional sangat bergantung pada inspeksi terjadwal dan penilaian empiris—yang memakan waktu, membutuhkan banyak tenaga kerja, dan rentan melewatkan indikator awal kerusakan. Sebaliknya, sistem pemantauan gas SF6 memberikan data berkelanjutan dan real-time, yang memungkinkan perawatan prediktif dan intervensi tepat waktu untuk mencegah kegagalan besar. Dengan kemajuan teknologi IoT dan big data, sistem pemantauan kondisi semacam itu dapat diintegrasikan ke dalam jaringan pemantauan kesehatan peralatan yang lebih luas, meningkatkan akurasi data, kedalaman analisis, dan mendorong inovasi dalam solusi baru.
1.4 Sistem Pemantauan Video Termal Inframerah
Sistem pemantauan video termal inframerah terdiri dari sensor video termal inframerah, switch jaringan, dan sistem back-end. Sistem ini memantau suhu konduktor internal dalam sirkuit pemutus arus generator dengan menggabungkan pemetaan termal inframerah dengan video cahaya tampak. Pendekatan dual-mode ini meningkatkan akurasi pengukuran dan memungkinkan pemantauan celah kontak disconnector pada pemutus arus outlet generator.
Dalam proyek ini, sensor video termal inframerah dipasang secara eksternal pada casing pemutus arus, dengan bidang pandangnya mencakup celah kontak disconnector dan sebagian konduktor. Sinyal gambar ditransmisikan melalui kabel ekor sensor ke perangkat pemantauan online cerdas.
Sistem ini menyediakan fungsi-fungsi berikut:
Menampilkan suhu konduktor real-time menggunakan gradien warna dan menyoroti wilayah dengan suhu maksimum/minimum beserta nilai numeriknya;
Menggambar dan menyimpan kurva suhu-waktu;
Melakukan analisis tren berdasarkan data historis untuk mengevaluasi status operasional dan mengeluarkan peringatan anomali.
Pemetaan termal inframerah adalah alat pemantauan tanpa kontak yang memungkinkan teknisi memantau kondisi termal peralatan dari jarak jauh tanpa mengganggu operasi, sehingga mengurangi risiko operasional. Ini dapat dengan cepat mengidentifikasi panas berlebih, degradasi isolasi, atau ketidakseimbangan beban—tanda-tanda awal kerusakan yang umum—membuat tindakan pencegahan untuk menghindari pemadaman skala besar dan perbaikan yang mahal. Menggabungkan inframerah dan video cahaya tampak memungkinkan penilaian peralatan yang komprehensif, analisis rinci, dan keputusan perawatan yang tepat. Selain itu, sistem mencatat data historis untuk analisis tren jangka panjang dan evaluasi kinerja, mendukung perawatan prediktif dan meramalkan kebutuhan perawatan di masa depan.
2.Kesimpulan
Sistem pemantauan cerdas yang dikembangkan tidak hanya telah membentuk model peringatan dini kerusakan yang akurat tetapi juga mengoptimalkan strategi perawatan peralatan. Prestasi ini secara efektif mengurangi tingkat kegagalan dan biaya perawatan pemutus arus generator serta secara signifikan memperpanjang usia layanan mereka. Inovasi dari proyek ini terletak pada realisasi analisis data multidimensi dan pemantauan otomatis tingkat tinggi pemutus arus generator. Proyek ini memperkenalkan analitik big data ke dalam pemantauan pemutus arus generator dan memanfaatkan penyimpanan dan analisis data berbasis cloud untuk meningkatkan aksesibilitas data dan efisiensi analisis. Inovasi-inovasi ini tidak hanya meningkatkan efisiensi operasional dan keamanan sistem tenaga listrik secara keseluruhan tetapi juga memberikan ide dan arah baru bagi kemajuan dan pengembangan teknologi di industri tenaga listrik.
