Pametno praćenje zaštita od prekomjera: Trendovi izazovi i buduće perspektive

1. Trenutno stanje i nedostaci online nadzornika

Trenutno, online nadzornici su najčešće korišteni alati za nadzor odbojnika grešaka. Iako mogu otkriti potencijalne defekte, imaju značajne ograničenja: potreban je ručni zapis podataka na mjestu, što isključuje stvarnotrajan nadzor; a analiza podataka nakon prikupljanja dodaje složenosti operacije. Inteligentni nadzor temeljen na IoT premašuje ove probleme—prikupljeni podaci se prenose putem IoT na platforme za obradu, a u kombinaciji s analizom velikih podataka identificiraju skrivene opasnosti i pružaju rane upozorenja, efektivno smanjujući težine u održavanju električnih sustava.

1.1 Defekti trenutnih online nadzornika

Kao ključna metoda nadzora odbojnika grešaka, online nadzornici otkrivaju više problema u primjeni:

• Loša adaptabilnost na okoliš: Većina odbojnika grešaka instalirana je vani, a dugotrajna izlaganja ostavlja nadzornike podložnim starjenju pokazatelja i propadanju sigurnosnih zatvarača, što uzrokuje oštećenje uređaja i neuspjeh u praćenju podataka.

• Poteškoće sa mehaničkim komponentama: Ampermetri uglavnom koriste mehaničke kazaljke—termička deformacija ili mehaničko zateganje mogu uzrokovati zategnuće kazaljke, pogrešno prikazivanje strujnog toka. Brojači radnji s mehaničkom strukturom također lako zategnu, što utječe na točnost brojanja.

• Ručno ovisno održavanje i rad: Potrebno je ručno zapisivanje vremena otpuštanja i strujnog toka od strane osoblja za održavanje i rad; specifični scenariji (nedostupne područja) zahtijevaju teleskope ili dronove, smanjujući učinkovitost.

• Tezine u prepoznavanju podataka: Ograničeno kvalitetom nadzornika, osoblje za održavanje i rad ima poteškoća u učinkovitom sudjelovanju o stanju opreme iz prikazanih podataka.

2. Razvojne tendencije inteligentnog nadzora odbojnika grešaka

Da bi se riješili problema online nadzornika, koristeći Internet stvari i inteligentnu proizvodnju, inteligentni nadzor će se nadograditi u tri smjera:

2.1 Metoda prijenosa: Žično → Bezžično

Trenutni inteligentni nadzor uglavnom se oslanja na žične veze RS485, koje su pogodne samo za specifične scene poput pretvorbenih stanica. Za linije i udaljena područja, raspon prijenosa je ograničen. Bezžične tehnologije kao što su LoRa, NB - IoT (Narrow - Band Internet of Things) i GPRS nude širok obuhvat i nisku potrošnju energije. Posebno LoRa i NB - IoT, kao nove tehnologije IoT-a, imat će šire buduće primjene.

2.2 Metoda snabdijevanja strujom: Aktivno → Pasivno

Trenutno, inteligentni nadzor ovisi o vanjskom DC strujnom izvoru. U budućnosti, evoluirat će prema pasivnom snabdijevanju strujom za zeleno i nisko potrošnje rada. Moguće je koristiti unutrašnji strujni tok odbojnika grešaka, solarni paneli ili ugrađene baterije—korištenje unutrašnjeg strujnog toka za pohranu energije je najprednostnija opcija, izbjegavajući probleme kao što su nedostatak solarnog zračenja i često zamjenjivanje baterija.

2.3 Metoda instalacije: Vanjski → Unutarnji

Trenutni inteligentni nadzor uglavnom je vanjski—iako nije ograničen veličinom i lako se mijenja, podložan je utjecajima okoliša. Unutarnja instalacija zahtijeva integraciju u jamu odbojnika grešaka, zahtijeva manje dimenzije i suočava se s tehničkim preprekama. Međutim, eliminira utjecaje vanjskog okruženja, osiguravajući bolju dugoročnu stabilnost.

3. Proširene smjerove nadzora odbojnika grešaka

Na temelju modova i mehanizama kvara, inteligentne jedinice za nadzor fokusirat će se na četiri dimenzije:

3.1 Nadzor tlaka

Za odbojnike grešaka od 35kV i više u keramičkoj omotaču, tijekom proizvodnje koriste se detekcija curenja helium spektrometrijskim postupkom i punjenje visokopurogenim dušikom (mikro pozitivni tlak) kako bi se spriječilo unutrašnje vlago i poboljšala izolacija. Međutim, dugotrajna upotreba uzrokuje starjenje zatvarača, curenje dušika i unutrašnje vlago, što može dovesti do eksplozije. Inteligentne jedinice za nadzor praćenju unutrašnjeg tlaka u stvarnom vremenu; prijenos podataka i analiza na platformi omogućuju rana upozorenja za pravo vrijeme zamjene i popravke.

3.2 Nadzor temperature i vlage

Za odbojnike grešaka s izolacionim cevima/keramičkim omotačem i unutrašnjim zrakom, montaža zahtijeva strogu kontrolu temperature i vlage. Inteligentne jedinice praćenju unutrašnjih uvjeta, redovito prenose podatke i aktiviraju alarme kada se prekorači granice, omogućujući proaktivno održavanje i rad.

3.3 Nadzor strujnog toka i rezistivnog toka

Ovi strujni tokovi su ključni pokazatelji performansi odbojnika grešaka. Dugotrajna upotreba, vanjsko okruženje i zagađenje izolatora uzrokuju starjenje otpornika i propadanje zatvarača, povećavajući strujne tokove. Praćenje trendova strujnih tokova pomaže u otkrivanju skrivenih opasnosti i sprečavanju nesreća.

3.4 Nadzor impulsnog otpušnog toka

Prikupljanje vremena otpuštanja, magnituda strujnih tokova i vremena akcija podržava planiranje održavanja i analizu kvara.

4. Smjerovi tehničkih napredaka u inteligentnom nadzoru

Vanjski inteligentni nadzor počinje da se razvija (neograničen prostorom, visoko kompatibilan), ali unutarnji nadzor je još u ranom stadiju, suočen s tri tehnička izazova:

4.1 Optimalizacija sakupljanja energije

Unutarnji nadzor ovisi o unutrašnjem strujnom toku odbojnika grešaka, ali male strujne tokove ograničavaju stvarnotrajan prijenos. Kombinacija sakupljanja unutrašnjeg strujnog toka s ugrađenim baterijama skraćuje cikluse prijenosa podataka, balansirajući snabdijevanje energijom i prijenos podataka.

4.2 Poboljšanje prijenosa signala

Unutarnja integracija izlagata nadzornike slabačenju/zabrani signala od odbojnika i komponenti; visokovoltni električni polja također stvaraju interferenciju. Signali moraju biti optimizirani za bolju penetraciju i otpornost na elektromagnetsku interferenciju.

4.3 Verifikacija vijeka trajanja i pouzdanost

Unutarnji nadzor teško se može zamijeniti; odbojnici grešaka zahtijevaju projektirani vijek trajanja od 30 godina (u praksi preko 20 godina). Vrijeme trajanja jedinica za nadzor mora biti usklađeno, a toplina od radnji odbojnog uređaja ne smije utjecati na pouzdanost modula.

5. Trenutne primjene inteligentnog nadzora

Inteligentni nadzor još uvijek je u pilot fazi, uglavnom primjenjen u demonstrativnim projektima u energetskom i željezničkom sektoru (na primjer, inteligentna trakcijska pretvorbenica u Xionganu, 750kV Yan'an Smart Substation i UHV DC pretvorbenice). Pilot projekti verificiraju tehničku izvedivost, s inteligentno nadgledanimi odbojnicima grešaka koji ispuni očekivanja u pogledu performansi.

6. Zaključak

Inteligentni nadzor omogućuje stvarnotrajan online praćenje stanja, poboljšava točnost prepoznavanja rizika i smanjuje težine u održavanju i radu. Unatoč preostalim tehničkim izazovima, u skladu s trendovima inteligentnosti, zelenosti i okolišne prijateljstvenosti, postepeno će zameniti tradicionalne online nadzornike. Široka primjena u energetskim i željezničkim sustavima jačat će sigurnost mreže i podržavaće održivi razvoj energije.