Istraživanje i praksa inteligentnog sistema za nadzor generatora prekidaca

Prekidac generatora je ključni komponent u električnim sistemima, a njegova ispravnost direktno utiče na stabilnu operaciju celog sistema. Kroz istraživanje i praktičnu primenu inteligentnih sistema nadzora, moguće je pratiti stvarno vreme radnog stanja prekidaca, omogućavajući ranu detekciju potencijalnih grešaka i rizika, time unapređujući ukupnu pouzdanost električnog sistema.

Tradicionalno održavanje prekidaca uglavnom zavisi od periodičnih pregleda i procene iskustvom, što ne samo da je vremenski zahtevno i troši resurse, već može i propustiti latentne probleme zbog nedovoljnog obuhvata inspekcija. Inteligentni sistemi nadzora pružaju stvarno vreme nadzora, analizu podataka i predviđanje grešaka, smanjujući nepotrebn održavanje i popravke, takođe smanjujući troškove održavanja (O&M).

Oni omogućavaju tačnije ocenjivanje zdravlja opreme, dozvoljavajući racionalno planiranje aktivnosti održavanja kako bi se izbegao i previše intenzivni korišćenje i previše održavanja, efektivno proširujući vreme života opreme. Razvoj i primena inteligentnih sistema nadzora napredovali su tehnologije nadzora za opremu za snabdevanje strujom, uključujući infracrveno termografsko slikanje i analitiku velikih podataka. Ove tehnološke napredne ne samo povećavaju efikasnost nadzora prekidaca generatora, već i stvaraju tehničku osnovu za inteligentno upravljanje drugim opremama električnih sistema.

1. Metode i prakse
1.1 Arhitektura inteligentnog sistema nadzora
Inteligentni sistem nadzora se sastoji uglavnom od senzora, inteligentnog uređaja za online nadzor (IED) i pozadinskog sistema nadzora. Mekanički senzori pomera, senzori mehaničkih karakteristika sa niskim strujama, termografski video senzori i SF6 gasni senzori su instalirani direktno na glavnoj opremi. Ovi senzori prikupljaju parametre stvarnog vremena rada prekidaca generatora i prenose signale putem kabela na inteligentni uređaj za online nadzor. Lokalna kontrolna škafića sadrži IED i mrežni prekidač koji prikuplja signale senzora, obrađuje ih, a zatim prenosi podatke putem optičkog kabela na pozadinski sistem nadzora za čuvanje i evaluaciju.

1.2 Sistem nadzora mehaničkih karakteristika prekidaca
Sistem nadzora mehaničkih karakteristika sastoji se od senzora pomera, senzora niske struje, inteligentnog uređaja za online nadzor i pozadinskog sistema. Pratnjom pomera rada prekidaca, vrednosti struje u kontroldnim krugovima otvaranja/zatvaranja i struje u krugu akumuliranja energije, dobijaju se ključne mehaničke karakteristike prekidaca. Iscrtavaju se krive mehaničkih karakteristika i upoređuju se sa standardnim i povijesnim krivama pomeranja kako bi se procijenilo stanje rada prekidaca.

Sistem nadzora omogućava sljedeće funkcije:

• Iscrtavanje talasa struje otvaranja/zatvaranja bobina, struje motorice za akumulaciju energije i krivih pomeranja mehanizma;

• Dobijanje podataka kao što su vremena otvaranja/zatvaranja, brzina, udaljenost pomeranja, vrhunski struja bobina, karakteristični parametri bobina, vrhunski struja motorice za akumulaciju energije i trajanje akumulacije energije;

• Upoređivanje merenih krivih pomeranja sa standardnim krivama za analizu;

• Upit povijesnih podataka i generisanje izveštaja;

• Nadzor grešaka sistema i prekida komunikacije, sa automatskim okidanjem alarmova.

Ovaj projekat instalira tri senzora pomera - po jedan na dnu svake faze pogonskog valja otvaranja/zatvaranja na prekidacu izlaza generatora. Senzori pretvaraju kutni pomer (izazvan vezom pogonskog valja na krak) u digitalne TTL signale i prenose ih na inteligentni uređaj za online nadzor. Sa nezavisnim senzorima pomera za svaku fazu, sistem može precizno identifikovati defektne faze i detektovati probleme kao što su luka zaklopke vezane na pogonski valj ili lučne/odvojene krake koji dovode do nekompletnog otvaranja ili zatvaranja.

Senzori niske struje su instalirani u lokalnoj kontrolnoj škafići prekidaca i uključuju četiri kanala za merenje. Na principu Hall-ovog efekta, oni pretvaraju merene strujne signale u analogni signal niske struje i prenose ih na inteligentni uređaj za online nadzor.

1.3 Sistem nadzora stanja SF6 gasa
Sistem nadzora stanja SF6 gasa sastoji se od SF6 gasnog senzora, inteligentnog uređaja za online nadzor i pozadinskog sistema nadzora. U ovom projektu, inteligentni uređaj za nadzor deli se sa sistemom nadzora mehaničkih karakteristika. Ovaj sistem pruža operatorima podatke u stvarnom vremenu o gustini, pritisku i temperaturi SF6 gasa unutar gasne komore, omogućavajući dugoročno praćenje i analitičku procenu povijesnih trendova.

SF6 gasni senzor ima integrirani dizajn za merenje gustine, pritiska i temperature istovremeno. Montiran je na ulaznu točku gasa prekidaca i povezan je sa inteligentnim uređajem za nadzor putem RS485 komunikacionog interfejsa.

Sistem nadzora pruža sljedeće mogućnosti:

• Kontinuirani nadzor stanja SF6 gasa u komori prekidaca generatora koristeći protokol komunikacije IEC61850;

• Generisanje trend krivih na osnovu simuliranih algoritama podataka za prediktivnu analizu;

• Okidanje alarmova i preporuke za rad.

Tradicionalni metodi održavanja zasnovani su uglavnom na planiranim pregledima i empirijskom sudu—što je vremenski zahtevno, ljudsko intenzivno i sklono propustanju ranih indikatora grešaka. U suprotnosti, sistem nadzora SF6 gasa pruža kontinuirane, stvarnovremenske podatke, omogućavajući prediktivno održavanje i pravočasnu intervenciju kako bi se sprečile velike kvarove. Sa napredovanjem IoT i tehnologije velikih podataka, takvi sistemi nadzora stanja mogu biti integrirani u šire mreže za praćenje zdravlja opreme, unapređujući tačnost podataka, analitičku dubinu i potiču inovacije u novim rešenjima.

1.4 Sistem nadzora infracrvene termalne slike
Sistem nadzora infracrvene termalne slike sastoji se od senzora za infracrvenu termalnu sliku, mrežnog prekidača i pozadinskog sistema. On meri temperaturu unutrašnjih vodilaca u generatoru prekidača kombinovanjem infracrvene termalne slike sa vidljivom svetlosnom snimkom. Ovaj dualni pristup poboljšava tačnost merenja i omogućava nadzor razmaka kontaktnih prekidača na izlazu generatora.

U ovom projektu, senzor za infracrvenu termalnu sliku je montiran vanjski na kućištu prekidača, s poljem gledišta koje pokriva razmake kontaktne razdvajanja i delove vodilaca. Sinali slika se prenose putem repne kabljevine senzora do inteligentnog uređaja za online nadzor.

Sistem pruža sledeće funkcije:

• Prikaz stvarnovremenih temperatura vodilaca koristeći nijanse boja i ističu regione sa maksimalnim/minimalnim temperaturama zajedno sa numeričkim vrednostima;

• Crtanje i čuvanje krivih vremensko-temperatura;

• Izvršavanje trend analize bazirano na povijesnim podacima kako bi se procenilo operativno stanje i ispušteni upozorenja o anomalijama.

Infracrvena termalna slika je alat za nadzor bez kontaktiranja koji omogućava tehničarima da udaljeno nadgledaju termalne uslove opreme bez prekidanja operacija, time smanjujući operativni rizik. Može trenutno identifikovati pretjerano zagrijavanje, degradaciju izolacije ili neravnotežu opterećenja—uobičajene rane znakove grešaka—omogućavajući preventivne akcije kako bi se sprecile masovne padove struje i skupovi popravci. Kombinacija infracrvene i vidljive svetlosne snimke omogućava kompleksnu procenu opreme, detaljnu analizu i precizna odluke o održavanju. Također, sistem bilježi povijesne podatke za dugoročnu trend analizu i procenu performansi, podržavajući prediktivno održavanje i prognoziranje budućih potreba za održavanjem.

2.Zaključak

Razvijeni inteligentni sistem nadzora ne samo što je uspostavio tačan model rane upozore na greške, već je također optimizovao strategije održavanja opreme. Ove dostignuća efektivno smanjuju stopu kvarova i troškove održavanja generatora prekidača i značajno proširuju njihov vremenski rok korišćenja. Inovacija ovog projekta leži u ostvarivanju višedimenzionalne analize podataka i visoko automatizovanog nadzora generatora prekidača. On uključuje analitiku velikih podataka u nadzor generatora prekidača i ispoljava se pomoću cloud baze podataka i analize kako bi se unapredila dostupnost podataka i analitička efikasnost. Ove inovacije ne samo što poboljšavaju ukupnu operativnu efikasnost i sigurnost električnih sistema, već pružaju nove ideje i smernice za tehnološki napredak i razvoj u energetskoj industriji.