Pagsasaliksik at Pagsasagawa ng Makabuluhang Sistema ng Pagmomonitor para sa Circuit Breaker ng Generator

Ang circuit breaker ng generator ay isang kritikal na komponente sa mga power system, at ang kanyang reliabilidad ay direktang nakakaapekto sa malinaw na operasyon ng buong power system. Sa pamamagitan ng pag-aaral at praktikal na aplikasyon ng mga intelligent monitoring system, maaaring ma-monitor ang real-time operational status ng mga circuit breakers, nagbibigay-daan para sa maagang pag-identify ng potensyal na mga problema at mga panganib, na siyang nagpapataas ng overall reliability ng power system. 

Ang tradisyonal na maintenance ng circuit breaker ay kasunod sa mga regular na inspection at paghango ng karanasan, na hindi lamang nakakatanggal ng oras at pagsisikap kundi maaari ring mawalan ng mga latent na isyu dahil sa hindi sapat na saklaw ng inspeksyon. Ang mga intelligent monitoring system ay nagbibigay ng real-time monitoring, data analysis, at fault early-warning capabilities, na nagbabawas ng hindi kinakailangang maintenance at repair, na siyang nagbabawas ng operation and maintenance (O&M) costs. 

Ito rin ay nagbibigay ng mas tama na pagtatasa ng kalusugan ng equipment, nagbibigay-daan para sa makatwirang pag-schedule ng mga aktibidad ng maintenance upang maiwasan ang overuse at excessive maintenance, na siyang epektibong nagpapahaba ng service life ng equipment. Ang pag-unlad at aplikasyon ng mga intelligent monitoring system ay nagpapabuti sa teknolohiya ng pag-monitor ng mga power equipment, kabilang ang infrared thermal imaging at big data analytics. Ang mga teknolohikal na pag-unlad na ito ay hindi lamang nagpapabuti sa efficiency ng pag-monitor ng mga generator circuit breakers kundi nagbibigay din ng teknikal na pundasyon para sa intelligent management ng iba pang mga power system equipment.

1.Mga Pamamaraan at Praktika
1.1 Arkitektura ng Intelligent Monitoring System
Ang intelligent monitoring system ay binubuo ng mga sensor, intelligent online monitoring device (IED), at back-end monitoring system. Ang mga mechanical displacement sensors, low-current mechanical characteristic sensors, thermal imaging video sensors, at SF6 gas sensors ay inilalagay sa direkta sa main equipment. Ang mga sensor na ito ay nagsasalba ng real-time operating parameters ng generator circuit breaker at nagsasala ng signal sa pamamagitan ng mga cable sa intelligent online monitoring device. Ang on-site monitoring cabinet ay naglalaman ng IED at network switch, na nag-aacquire ng mga signal ng sensor, nagproseso, at pagkatapos ay nag-transmit ng data sa pamamagitan ng fiber optic cable sa back-end monitoring system para sa storage at evaluation.

1.2 Circuit Breaker Mechanical Characteristic Monitoring System
Ang mechanical characteristic monitoring system ay binubuo ng displacement sensors, low-current sensors, intelligent online monitoring device, at back-end system. Sa pamamagitan ng pag-monitor ng operating displacement ng circuit breaker, ang current values sa opening/closing control circuits, at ang current sa energy-storage motor circuit, natatangi ang key mechanical parameters ng circuit breaker. Ang mga mechanical characteristic curves ay ginuhit at pinaghihikayat sa standard at historical travel curves upang asesahan ang kondisyon ng operasyon ng breaker.

Ang monitoring system ay nagbibigay ng mga sumusunod na kakayahan:

• Gumuhit ng waveforms ng opening/closing coil current, energy-storage motor current, at mechanism travel curves;

• Kumuha ng data tulad ng opening/closing time, speed, travel distance, peak coil current, characteristic coil parameters, peak energy-storage motor current, at energy-storage duration;

• Magbigay ng measured travel curves sa standard curves para sa analisis;

• Query ng historical data at lumikha ng mga report;

• Monitor ng system faults at communication interruptions, na may automatic alarm triggering.

Ang project na ito ay nag-install ng tatlong displacement sensors—isa sa bawat phase ng opening/closing drive shaft sa generator outlet circuit breaker. Ang mga sensor ay nagcoconvert ng angular displacement (dahil sa linkage rod na nagdradrive ng crank arm) sa digital TTL signals at nag-transmit sa intelligent online monitoring device. Dahil sa independent displacement sensors per phase, ang sistema ay maaaring tumpakin ang phase na may problema at detekta ang mga isyu tulad ng loose locking nuts sa linkage rod o loose/detached crank arms na nagdudulot ng incomplete opening o closing operations.

Ang mga low-current sensors ay inilalagay sa local control cabinet ng circuit breaker at kasama ang apat na measurement channels. Batay sa Hall effect principle, ito ay nagcoconvert ng measured current signals sa low-current analog signals at nag-transmit sa intelligent online monitoring device.

1.3 SF6 Gas Condition Monitoring System
Ang SF6 gas condition monitoring system ay binubuo ng SF6 gas sensor, intelligent online monitoring device, at back-end monitoring system. Sa project na ito, ang intelligent monitoring device ay ibinabahagi sa mechanical characteristic monitoring system. Ang sistema na ito ay nagbibigay sa mga operator ng real-time data tungkol sa SF6 gas density, pressure, at temperature sa loob ng gas compartment, na nagbibigay-daan sa long-term tracking at analytical evaluation ng mga historical trends.

Ang SF6 gas sensor ay may integrated design na nagme-measure ng density, pressure, at temperature ng parehong panahon. Ito ay inilalagay sa gas filling port ng circuit breaker at konektado sa intelligent monitoring device sa pamamagitan ng RS485 communication interface.

Ang monitoring system ay nagbibigay ng mga sumusunod na kakayahan:

• Magpatuloy na monitor ng SF6 gas conditions sa generator circuit breaker compartment gamit ang IEC61850 communication protocol;

• Lumikha ng trend curves batay sa simulated data algorithms para sa predictive analysis;

• Trigger alarms at magbigay ng recommended actions.

Ang mga tradisyonal na paraan ng pagmamaintain ay malubhang nakadepende sa mga naka-iskedyul na inspeksyon at emperikal na paghuhusga—na kumukonsumo ng oras, maraming gawain, at madalas nagpapahintulot ng pagkakamiss ng mga maagang indikador ng pagkasira. Sa katunayan, ang sistema ng pagmomonitor ng gas na SF6 ay nagbibigay ng patuloy na, real-time na datos, na nagpapahusay ng predictive maintenance at oportunong pag-intervene upang maiwasan ang mga malaking pagkasira. Sa pag-unlad ng IoT at teknolohiya ng malaking data, ang mga ganitong uri ng sistema ng pagmomonitor ng kondisyon ay maaaring mailapat sa mas malawak na network ng pagmomonitor ng kalusugan ng mga equipment, na nagpapahusay ng kasumpungan ng datos, lalim ng analisis, at nagpopromote ng inobasyon sa mga bagong solusyon.

1.4 Sistema ng Pagmomonitor ng Infrared Thermal Imaging Video
Ang sistema ng pagmomonitor ng infrared thermal imaging video ay binubuo ng sensor ng infrared thermal imaging video, network switch, at back-end system. Ito ay nagmomonitor ng temperatura ng mga conductor sa loob ng circuit breaker ng generator sa pamamagitan ng pagsasama ng infrared thermal imaging at visible-light video. Ang dual-mode na approach na ito ay nagpapahusay ng kasumpungan ng pagmeasure at nagpapahintulot ng pagmomonitor ng contact gaps ng disconnector sa circuit breaker ng generator outlet.

Sa proyektong ito, ang sensor ng infrared thermal imaging video ay nakalagay sa labas ng enclosure ng circuit breaker, na may field of view na sumasaklaw sa contact gaps ng disconnector at bahagi ng conductor. Ang mga signal ng imahe ay ipinapadala sa pamamagitan ng tail cable ng sensor tungo sa intelligent online monitoring device.

Ang sistema ay nagbibigay ng mga sumusunod na function:

• Ipakita ang real-time na temperatura ng conductor gamit ang mga gradient ng kulay at ibigay ang highlight sa mga rehiyon na may maximum/minimum na temperatura kasama ang mga numerikal na value;

• Plot at i-save ang mga time-temperature curve;

• Gumawa ng trend analysis batay sa mga historical data upang i-evaluate ang operational status at magbigay ng anomaly warnings.

Ang infrared thermal imaging ay isang non-contact na tool para sa pagmomonitor na nagbibigay-daan sa mga technician na makapag-monitor ng thermal conditions ng equipment nang remote, walang pangangailangan ng pag-interrupt sa operasyon, na nagbabawas ng operational risk. Ito ay maaaring agad na matukoy ang overheat, degradation ng insulation, o load imbalance—na mga karaniwang maagang sign ng pagkasira—na nagbibigay-daan sa preventive action upang maiwasan ang large-scale outages at costly repairs. Ang pagsasama ng infrared at visible-light video ay nagbibigay ng comprehensive na assessment ng equipment, detalyadong analisis, at precise na desisyon sa pagmamaintain. Bukod dito, ang sistema ay nagrerecord ng mga historical data para sa long-term trend analysis at performance evaluation, na sumusuporta sa predictive maintenance at forecasting ng future maintenance needs.

2.Katapusang Pagsusuri

Ang nilikha na intelligent monitoring system ay hindi lamang nagtataguyod ng accurate na fault early-warning model kundi nag-optimize rin ng mga strategy sa pagmamaintain ng equipment. Ang mga achievement na ito ay epektibong nagbabawas ng failure rate at maintenance costs ng generator circuit breakers at nasisigurado ang significant na pag-extend ng kanilang service life. Ang inobasyon ng proyektong ito ay nasa pagpapahusay ng multi-dimensional data analysis at highly automated monitoring ng generator circuit breakers. Ito ay nagpapakilala ng big data analytics sa pagmomonitor ng generator circuit breakers at gumagamit ng cloud-based data storage at analysis upang mapabuti ang accessibility at efficiency ng data. Ang mga inobasyon na ito ay hindi lamang nagpapahusay ng overall operational efficiency at safety ng power systems kundi nagbibigay din ng mga bagong ideya at direksyon para sa teknolohikal na pag-unlad at development sa industriya ng power.