Женератордың сирек қатынаулы интеллектті мониторинг жүйесін зерттеу және қолдану
Генератордың цепь ауытқышы электр энергия системасының маңызды компоненті болып табылады, оның ишке қосуының ынтымағылығы электр энергия системасының стабильді жұмысына直接影响了整个电力系统的稳定运行。通过智能监控系统的研究与实际应用，可以实时监测断路器的运行状态，及时发现潜在故障和风险，从而提高电力系统的整体可靠性。
Традициондық цепь ауытқышының техникалық емтиханы бірнешеулермен қадам-қадамдық тексерулер мен тәжірибемен жүзеге асырылады, бұл не только уақытты алмады, бірақ көмекшілерге де қажет болды, сондай-ақ зерттеулердің қатты толық емесінен кейде скрытые проблемы анықталмайды. Ақылды мониторинг системалары реалдағы мониторинг, деректерді талдау және қатарынды кезде хабарлау мүмкіндіктерін береді, бұл қажетсіз техникалық емтихан және тазарту қызметтерін азайтуға және операциялық және техникалық (О&М) заттардың қызметін қысқартуға ықпал етеді.
Бұлдар сипаттамалардың денсаулығын дәл бақылауға, техникалық емтихан қызметтерін рационалды планлауға мүмкіндік береді, бұл да қолдану артықшылығын және қатарынды техникалық емтихандарды азайтуға және құрылғылардың қызмет күнін ұзартуға ықпал етеді. Ақылды мониторинг системаларының өнеркәсібі және қолданылуы, электр құрылғыларын бақылау технологияларын, мисалы, инфракызыл термоимэйж және ірі деректер анализін әрі қарай қалыптастыруға ықпал етеді. Бұл технологиялық қадамдар генератор цепь ауытқышының мониторинг үшін ықпалын жоюға, сол сияқты басқа электр энергия системасы құрылғыларының ақылды басқаруы үшін техникалық негіз қалақтауға ықпал етеді.
1. Әдістер және практика
1.1 Ақылды мониторинг системасының архитектурасы
Ақылды мониторинг система сенсорлар, ақылды онлайн мониторинг құрылғы (IED) және артық тындалған мониторинг системасынан тұратын. Механикалық жылжу сенсорлар, төмен ағым механикалық өзгешеліктер сенсорлар, термоимэйж видео сенсорлар, SF6 газ сенсорлары негізгі құрылғына тигізілген. Бұл сенсорлар генератор цепь ауытқышының реалдағы ишке қосылу параметрлерін табу және сигналдарды кабель арқылы ақылды онлайн мониторинг құрылғына өткізу. Жергілікті мониторинг шкафы IED және түйіндісіз сеть коммутаторын қамтиды, олар сенсор сигналдарын қабылдайды, обработают их, затем передают данные по оптоволоконному кабелю в заднюю часть системы мониторинга для хранения и оценки.
1.2 Цепь ауытқышының механикалық өзгешеліктерін бақылау системасы
Механикалық өзгешеліктер бақылау системасы жылжу сенсорлар, төмен ағым сенсорлар, ақылды онлайн мониторинг құрылғы және артық тындалған система арқылы тұратын. Цепь ауытқышының ишке қосылу жылжуы, ачылу/жабылу басқару цептеріндегі ағым мәндері, және энергия жинақтау мотор цептеріндегі ағымды бақылау арқылы, цепь ауытқышының маңызды механикалық параметрлері алынатын. Механикалық өзгешеліктер графигі стандарттық және тарихи жылжу графигімен салыстырылып, цепь ауытқышының ишке қосылу құрылғыны бақылауға мүмкіндік береді.
Бақылау система төмендегі функцияларын орындайды:
Ачу/жабу катушкасының ағымы, энергия жинақтау моторының ағымы және механизм жылжу графигін табу;
Ачу/жабу уақыты, қырқылыш, жылжу аралығы, катушканың пик ағымы, катушканың өзгешелік параметрлері, энергия жинақтау моторының пик ағымы және энергия жинақтау уақытын алу;
Өлшенген жылжу графигін стандарттық графигімен салыстыру және талдау;
Тарихи деректерді табу және есептерді жасау;
Системаның қатарынды оқиғаларын және байланыс қатарынды оқиғаларын бақылау, автоматты хабарлау активациялау.
Бұл проектте үш жылжу сенсор қосылады - әр фазаның ачу/жабу айналу валының төменде генератор шығыс цепь ауытқышы. Сенсорлар багытқыш линклендірген кривошипты айналуынан туындап шыққан бұрыштық жылжуын TTL сигналдарына айналдырып, ақылды онлайн мониторинг құрылғына өткізеді. Аралық фазалар үшін әрекеттенген жылжу сенсорлары, системамен қатарынды фазаны дәл анықтау және багытқыш линклендірген кривошиптің жұлу бұрыштарының айырмалық құрылымы, немесе бұрыштың жұлу/жабылу құрылымынан туындап шыққан толық емес ачу/жабу қатарынды оқиғаларын анықтауға мүмкіндік береді.
Төмен ағым сенсорлар цепь ауытқышының жергілікті басқару шкафында қосылады және төрт өлшеу каналын қамтиды. Холл эффекті принципіне негізделген, олар өлшенген ағым сигналдарын төмен ағым аналог сигналдарына айналдырып, ақылды онлайн мониторинг құрылғына өткізеді.
1.3 SF6 газының абалын бақылау системасы
SF6 газының абалын бақылау система SF6 газ сенсор, ақылды онлайн мониторинг құрылғы және артық тындалған мониторинг системасынан тұратын. Бұл проектте ақылды мониторинг құрылғы механикалық өзгешеліктер бақылау системасымен бөліседі. Бұл система операторларға газ камерасындағы SF6 газының тығыздығы, басылығы және температурасының реалдағы деректерін, тарихи тенденцияларды узак уақытты трекинг және аналитикалық бағалауға мүмкіндік береді.
SF6 газ сенсор бірлік дизайнмен, тығыздық, басылық және температура параметрлерін бірдей уақытта өлшейді. Ол цепь ауытқышының газ толтыру порттың жерінде орналасқан және RS485 байланыс интерфейсі арқылы ақылды мониторинг құрылғына қосылады.
Бақылау система төмендегі мүмкіндіктерді береді:
IEC61850 байланыс протоколын қолданып, генератор цепь ауытқышының газ камерасындағы SF6 газының абалын ұзақ уақытты бақылау;
Моделированные данные алгоритмдарына негізделген тенденция графигін жасау және прогнозды талдау;
Хабарлау активациялау және рекомендациялар беру.
Традиционные методы обслуживания сильно зависят от запланированных проверок и эмпирических суждений — это трудоемкий процесс, требующий много времени, и он склонен пропускать ранние признаки неисправностей. В отличие от этого, система мониторинга газа SF6 обеспечивает непрерывное получение данных в реальном времени, что позволяет проводить предиктивное обслуживание и своевременно вмешиваться, чтобы предотвратить серьезные поломки. С развитием технологий IoT и больших данных такие системы мониторинга состояния могут быть интегрированы в более широкие сети мониторинга здоровья оборудования, улучшая точность данных, глубину анализа и стимулируя инновации в новых решениях.
1.4 Инфракрасная тепловизионная видеосистема мониторинга
Инфракрасная тепловизионная видеосистема мониторинга состоит из инфракрасного тепловизионного видеодатчика, сетевого коммутатора и бэк-энд системы. Она контролирует температуру внутренних проводников в выключателе генераторной цепи, объединяя инфракрасную термографию с видимым световым видео. Этот двойной подход повышает точность измерений и позволяет контролировать зазоры контактов разъединителя на выходном выключателе генератора.
В рамках данного проекта инфракрасный тепловизионный видеодатчик установлен снаружи корпуса выключателя, его поле зрения охватывает зазоры контактов разъединителя и части проводника. Изображения передаются через хвостовой кабель датчика на интеллектуальное устройство онлайн-мониторинга.
Система предоставляет следующие функции:
Отображение текущих температур проводников с использованием цветовых градиентов, подсветка областей с максимальными/минимальными температурами вместе с числовыми значениями;
Построение и хранение графиков температуры во времени;
Проведение трендового анализа на основе исторических данных для оценки операционного состояния и выдачи предупреждений об аномалиях.
Инфракрасная термография является бесконтактным инструментом мониторинга, который позволяет техникам удаленно контролировать тепловые условия оборудования без прерывания операций, тем самым снижая операционные риски. Она может немедленно определить перегрев, деградацию изоляции или дисбаланс нагрузки — распространенные ранние признаки неисправности, что позволяет предпринять профилактические меры, чтобы избежать крупных отключений и дорогостоящего ремонта. Объединение инфракрасного и видимого светового видео позволяет проводить всестороннюю оценку оборудования, детальный анализ и точные решения по обслуживанию. Кроме того, система записывает исторические данные для долгосрочного трендового анализа и оценки производительности, поддерживая предиктивное обслуживание и прогнозирование будущих потребностей в обслуживании.
2.Заключение
Разработанная интеллектуальная система мониторинга не только создала точную модель раннего предупреждения неисправностей, но также оптимизировала стратегии обслуживания оборудования. Эти достижения эффективно снижают частоту отказов и затраты на обслуживание выключателей генераторных цепей, значительно продлевая их срок службы. Инновация данного проекта заключается в реализации многомерного анализа данных и высокоавтоматизированного мониторинга выключателей генераторных цепей. Он вводит анализ больших данных в мониторинг выключателей генераторных цепей и использует облачное хранение и анализ данных, чтобы повысить доступность данных и эффективность анализа. Эти инновации не только улучшают общую операционную эффективность и безопасность энергетических систем, но также предоставляют новые идеи и направления для технологического прогресса и развития в энергетической отрасли.
