Jeneratör Devre Kesicisi için Akıllı İzleme Sisteminin Araştırma ve Uygulaması
Jeneratör devre kesicisi, güç sistemlerinde kritik bir bileşen olup güvenilirliği tüm güç sisteminin istikrarlı çalışmasını doğrudan etkiler. Akıllı izleme sistemlerinin araştırılması ve uygulanması, devre kesicilerin gerçek zamanlı çalışma durumlarının izlenmesine olanak tanır, potansiyel arızaların ve risklerin erken tespiti ile güç sisteminin genel güvenilirliğini artırır.
Geleneksel devre kesici bakımı, çoğunlukla periyodik incelemeler ve deneyime dayalı kararlara dayanır. Bu yaklaşım hem zaman alıcıdır hem de yoğun iş gücü gerektirir ve yetersiz inceleme kapsamı nedeniyle gizli sorunların kaçırılmasına neden olabilir. Akıllı izleme sistemleri, gerçek zamanlı izleme, veri analizi ve hata erken uyarı yetenekleri sağlar, gereksiz bakım ve onarım işlemlerini azaltarak işletme ve bakım (O&M) maliyetlerini düşürür.
Bu sistemler ayrıca ekipman sağlığının daha doğru değerlendirilmesine olanak tanır, böylece bakım faaliyetlerinin rasyonel olarak planlanmasını sağlayarak aşırı kullanım ve fazla bakımı önler, ekipmanın hizmet ömrünü etkili bir şekilde uzatır. Akıllı izleme sistemlerinin geliştirilmesi ve uygulanması, kızılötesi termal görüntüleme ve büyük veri analitikleri dahil olmak üzere güç ekipmanları için izleme teknolojilerini ilerletmiştir. Bu teknolojik gelişmeler, sadece jeneratör devre kesicilerinin izleme verimliliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda diğer güç sistemi ekipmanlarının akıllı yönetimine yönelik teknik temeli oluşturur.
1.Yöntemler ve Uygulamalar
1.1 Akıllı İzleme Sisteminin Mimarisi
Akıllı izleme sistemi, sensörler, akıllı çevrimiçi izleme cihazı (IED-Business) ve arka uç izleme sistemi olmak üzere ana bileşenlerinden oluşur. Mekanik yer değiştirme sensörleri, düşük akım mekanik özellik sensörleri, termal görüntü video sensörleri ve SF6 gaz sensörleri, ana ekipmana doğrudan monte edilir. Bu sensörler, jeneratör devre kesicisinin gerçek zamanlı çalışma parametrelerini toplar ve bu sinyalleri kablolar aracılığıyla akıllı çevrimiçi izleme cihazına iletir. Bir saha izleme kablosu, IED-Business ve bir ağ anahtarı barındırır, sensör sinyallerini alır, işler ve ardından fiber optik kablo aracılığıyla arka uç izleme sistemine veri aktarımını, depolama ve değerlendirme amacıyla gerçekleştirir.
1.2 Devre Kesici Mekanik Özellik İzleme Sistemi
Mekanik özellik izleme sistemi, yer değiştirme sensörleri, düşük akım sensörleri, akıllı çevrimiçi izleme cihazı ve arka uç sistemi içerir. Devre kesicinin çalışma yer değiştirmesini, açma/kapanma kontrol devrelerindeki akım değerlerini ve enerji depolama motor devresindeki akımı izleyerek, devre kesicinin ana mekanik parametreleri elde edilir. Mekanik özellik eğrileri çizilir ve standart ve geçmiş seyahat eğrileriyle karşılaştırılır, böylece devre kesicinin çalışma durumu değerlendirilir.
İzleme sistemi aşağıdaki işlevleri sağlar:
Açma/kapanma bobin akım, enerji depolama motor akım ve mekanizma seyahat eğrilerinin dalga biçimlerini çizme;
Açma/kapanma süresi, hız, seyahat mesafesi, zirve bobin akımı, karakteristik bobin parametreleri, zirve enerji depolama motor akımı ve enerji depolama süresi gibi verileri elde etme;
Ölçülen seyahat eğrilerini standart eğrilerle karşılaştırarak analiz yapma;
Geçmiş verileri sorgulama ve rapor oluşturma;
Sistem arızalarını ve iletişim kopmalarını izleme, otomatik alarm tetikleme.
Bu proje, her fazın açma/kapanma sürükleyici şaftının alt kısmında üç yer değiştirme sensörü kurar. jeneratör çıkış devre kesicisinde. Sensörler, bağlama çubuğu tarafından çark kolunu sürüklediği nedeniyle oluşan açısal yer değiştirmeyi dijital TTL sinyallere dönüştürür ve bu sinyalleri akıllı çevrimiçi izleme cihazına iletir. Her faz için bağımsız yer değiştirme sensörleri, sistemle, hatalı fazı hassas bir şekilde belirleme ve bağlama çubuğundaki gevşek kilitleme cevherleri veya gevşek/düşmüş çark kolları gibi tam olmayan açma/kapanma işlemlerine neden olan sorunları tespit etme imkanı sağlar.
Düşük akım sensörleri, devre kesicinin yerel kontrol kabinesine monte edilir ve dört ölçüm kanalı içerir. Hall etkili prensibine dayanarak, ölçülen akım sinyallerini düşük akım analog sinyallere dönüştürür ve bu sinyalleri akıllı çevrimiçi izleme cihazına iletir.
1.3 SF6 Gaz Durumu İzleme Sistemi
SF6 gaz durumu izleme sistemi, bir SF6 gaz sensörü, akıllı çevrimiçi izleme cihazı ve arka uç izleme sistemi içerir. Bu projede, akıllı izleme cihazı, mekanik özellik izleme sistemiyle paylaşılmaktadır. Bu sistem, operatörlere gaz bölmesi içindeki SF6 gaz yoğunluğu, basınç ve sıcaklık hakkında gerçek zamanlı veri sağlar, tarihsel trendleri uzun vadede takip etme ve analitik değerlendirmeye olanak tanır.
SF6 gaz sensörü, yoğunluk, basınç ve sıcaklığı aynı anda ölçen entegre bir tasarıma sahiptir. Bu sensör, devre kesicinin gaz doldurma noktasına monte edilmiş olup, akıllı izleme cihazı ile RS485 iletişim arayüzü aracılığıyla bağlantılıdır.
İzleme sistemi, aşağıdaki yetenekleri sağlar:
IEC61850 iletişim protokolünü kullanarak, jeneratör devre kesicisi bölmesindeki SF6 gaz durumunu sürekli izleme;
Tahmini analiz için simüle edilen veri algoritmalarına dayalı trend eğrileri oluşturma;
Alarm tetikleme ve önerilen eylemler sağlama.
Geleneksel bakım yöntemleri, zamanlanmış incelemelere ve deneyimsel yargılara büyük ölçüde bağımlıdır—bu yöntemler zaman alıcı, iş gücü yoğunluğu yüksektir ve erken hata belirtilerini kaçırmaya meyillidir. Buna karşılık, SF6 gaz izleme sistemi sürekli, gerçek zamanlı veri sağlar, tahmini bakımı ve büyük arızaları önlemek için zamanında müdahaleyi mümkün kılar. IoT ve büyük veri teknolojilerinin gelişmesiyle, bu tür durum izleme sistemleri daha geniş ekipman sağlık izleme ağlarına entegre edilebilir, bu da veri doğruluğunu, analitik derinliği artırır ve yeni çözümlerde yenilikçi yaklaşımların geliştirilmesine yardımcı olur.
1.4 Infrakırmızı Termal Görüntüleme Video İzleme Sistemi
Infrakırmızı termal görüntüleme video izleme sistemi, infrakırmızı termal görüntüleme video sensörü, ağ anahtarı ve arka uç sisteminden oluşur. Jeneratör devre kesicisi içindeki içiletçilerin sıcaklığını, infrakırmızı termal görüntüleme ile görünür ışık videosunu birleştirerek izler. Bu çift modlu yaklaşım ölçüm doğruluğunu artırır ve jeneratör çıkış devre kesicisindeki ayracın temas boşluklarını izlemeyi sağlar.
Bu projede, infrakırmızı termal görüntüleme video sensörü, devre kesici kaplamasının dışına monte edilmiş olup, görüş alanının ayracın temas boşluklarını ve iletitçinin bazı bölümlerini kapsaması sağlanmıştır. Görüntü sinyalleri sensörün kuyruğu kablosu yoluyla akıllı çevrimiçi izleme cihazına iletilir.
Sistem aşağıdaki fonksiyonları sağlar:
Renk gradyanları kullanarak gerçek zamanlı iletitçi sıcaklıklarını göstermek, maksimum/minimum sıcaklık bölgelerini ve sayısal değerleri vurgulamak;
Zaman-sıcaklık eğrilerini çizmek ve saklamak;
Geçmiş verilere dayanarak trend analizi yapmak, işletim durumunu değerlendirmek ve anormallik uyarıları vermek.
Infrakırmızı termal görüntüleme, teknisyenlerin operasyonları kesintiye uğratmadan uzaktan ekipman termal koşullarını izlemesine olanak tanıyan bir temassız izleme aracıdır, bu da operasyonel riski azaltır. Sistemin aşırı ısınma, yalıtım bozulması veya yük dengesizliği gibi —hata belirtilerinin erken işaretlerini— anında tespit etmesi, önleyici eylemlerle büyük ölçekli kesintileri ve maliyetli onarımları engellemeye yardımcı olur. Infrakırmızı ve görünür ışık videolarının birleştirilmesi, kapsamlı ekipman değerlendirme, detaylı analiz ve hassas bakım kararları sağlar. Ayrıca, sistem uzun vadeli trend analizi ve performans değerlendirme amacıyla geçmiş verileri kaydeder, tahmini bakımı destekler ve gelecekteki bakım ihtiyaçlarını öngörür.
2.Sonuç
Geliştirilen akıllı izleme sistemi, sadece doğru bir hata erken uyarı modeli oluşturmuş, aynı zamanda ekipman bakım stratejilerini de optimize etmiştir. Bu başarılar, jeneratör devre kesicilerinin arızalı hale gelme oranını ve bakım maliyetlerini etkili bir şekilde azaltmış, hizmet sürelerini önemli ölçüde uzatmıştır. Bu projenin yenilikçiliği, jeneratör devre kesicilerinin çok boyutlu veri analizi ve yüksek oranda otomatikleştirilmiş izlemesini gerçekleştirmektedir. Büyük veri analitiğini jeneratör devre kesicileri izlemesine dahil etmek ve bulut tabanlı veri depolama ve analizi ile veri erişilebilirliğini ve analitik verimliliği artırmak, güç sistemlerinin genel işlem verimliliğini ve güvenliğini geliştirmektedir. Ayrıca, bu yenilikler enerji sektöründeki teknolojik ilerleme ve gelişim için yeni fikirler ve yönler sunmaktadır.
