১০কেভি জিআইএস ক্যাবিনেটে সার্জ অ্যারেস্টারের বাস্তব-সময় পর্যবেক্ষণ: রেলওয়ে বিদ্যুৎ সিস্টেমের নিরাপত্তা বৃদ্ধি

১ গবেষণার পটভূমি

মেটাল-অক্সাইড সুর্জ আরেস্টারগুলি যা ক্যাবিনেটে সীল করা থাকে, তারা সিস্টেম ভোল্টেজ অবিচ্ছিন্নভাবে বহন করে, এতে বয়স্কতা বা ফেলে যাওয়ার ঝুঁকি রয়েছে, এমনকি বিস্ফোরণ হওয়ার ঝুঁকিও রয়েছে যা বিদ্যুৎ অগ্নিকাণ্ড ঘটাতে পারে। তাই নিয়মিত পরীক্ষা/রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন। ঐতিহ্যগত ৩-৫ বছরের চক্রে পরীক্ষা (বিদ্যুৎ বন্ধ, আরেস্টার সরিয়ে পরীক্ষা করা; প্রতিস্থাপন করা হলে পুনরুদ্ধার) নিরাপত্তার ঝুঁকি এবং স্থান/পরিবেশ-ভিত্তিক মান ধরার কঠিনতা দেখা যায়।

২ ১০kV GIS ক্যাবিনেট সুর্জ আরেস্টারের পর্যবেক্ষণ নীতি

উচ্চ-গতির রেলপথের নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য, ১০kV GIS ক্যাবিনেট আরেস্টারের অবস্থা বাস্তব সময়ে পর্যবেক্ষণ করা, সেবার জীবনকাল নির্ধারণ করা এবং সময়মত প্রাপ্তবয়স্ক আরেস্টার প্রতিস্থাপন করার জন্য, একটি পর্যবেক্ষণ সিস্টেম তৈরি করা অবশ্যই প্রয়োজন।

সাধারণ GIS ক্যাবিনেট পরিচালনায়, আরেস্টারগুলি উচ্চ প্রতিরোধ দেখায়; ভূমি দোষের সময়, তারা শক্তি মুক্ত করে এবং দ্রুত উচ্চ প্রতিরোধ পুনরুদ্ধার করে ভূমি বিদ্যুৎ প্রবাহ বাধা দেয়। সাধারণত, লিকেজ বিদ্যুৎ (দশ মিলিঅ্যাম্পিয়ারের মতো, ~১০ মিলিঅ্যাম্পিয়ার রেজিস্টিভ উপাদান) খুব কম। বয়স্কতা বা আর্দ্রতা ক্ষতি রেজিস্টিভ লিকেজ বিদ্যুৎ বৃদ্ধি করে, কিন্তু ক্ষুদ্র সমস্যাগুলি অস্পষ্ট বৃদ্ধি করে, যা সময়মত ঝুঁকি শনাক্ত করার পথ বাধা দেয় এবং রেলপথের নিরাপত্তাকে হুমকি দেয়। তাই, রেজিস্টিভ বিদ্যুতের বিশ্লেষণ এবং পদ্ধতি (কমপেনসেশন, মোট লিকেজ বিদ্যুৎ, তৃতীয়-হারমোনিক) প্রয়োজন।

নিরাপত্তা বাড়ানোর জন্য, একটি লিকেজ-বিদ্যুৎ-পর্যবেক্ষণ সম্পূর্ণ ইউনিট (চিত্র ১ তে নীতি) ডিজাইন করা হয়েছে। এটি অনলাইনে বিভিন্ন আরেস্টার পর্যবেক্ষণ করে, লিকেজ বিদ্যুৎ সহ প্যারামিটার ট্র্যাক করে। পাওয়ার অন করা হলে, এটি ইনিশিয়ালাইজ করে, সেন্সর চেক চক্র চালায়, ত্রুটি সম্পর্কে সুপ্ত করে, এবং ৫G এর মাধ্যমে ডেটা সার্ভারে আপলোড করে দূর পর্যবেক্ষণের জন্য।

৩ ১০kV সাবস্টেশনের GIS কিউবিকেলে সুর্জ আরেস্টারের পর্যবেক্ষণ সিস্টেমের বাস্তবায়ন

পর্যবেক্ষণ নীতি অনুসারে, সিস্টেমটি ডিজাইন এবং বাস্তবায়িত হয়েছে। প্রতিটি অনলাইন সুর্জ আরেস্টার পর্যবেক্ষণ উপ-সিস্টেম ডেটা অভ্যন্তরীণ সাবস্টেশন সিস্টেমে প্রেরণ করে। এটি আরেস্টার অপারেশনের সংখ্যা, লিকেজ বিদ্যুৎ, অপারেশন টাইমস্ট্যাম্প (সেকেন্ড পর্যন্ত সঠিক), এবং অপারেশন সময়ে পিক ডিসচার্জ বিদ্যুতের প্যারামিটার সংগ্রহ করতে পারে।

সুর্জ আরেস্টারগুলি থ্রু-কোর জিরো-ফ্লাক্স লিকেজ বিদ্যুৎ সেন্সর ব্যবহার করে মোট বিদ্যুৎ সিগনাল প্রাপ্ত করে। এই সিগনালগুলি তারপর ফাস্ট ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম (FFT) - একটি দক্ষ অ্যালগরিদম যা গণনা জটিলতা কমায় এবং ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম এবং তাদের বিপরীত দ্রুত গণনা করতে সক্ষম করে, যা পাওয়ার সিস্টেমে অপরিহার্য গাণিতিক সরঞ্জাম। FFT বিদ্যুৎ সিগনালগুলি বিশ্লেষণ করে হারমোনিক উপাদান শনাক্ত করে এবং ফ্রিকোয়েন্সি-ভিত্তিক হারমোনিক বিশ্লেষণ করে।

১০kV সাবস্টেশনের GIS-এ তৃতীয়-হারমোনিক দূষণ গুরুতর, যা সিস্টেম লোস বৃদ্ধি করে, লোড বাড়ায় এবং আরেস্টার পর্যবেক্ষণ বাধা দেয় - যা রেলপথ পাওয়ার সিস্টেমের নিরাপত্তা এবং স্থিতিশীলতাকে হুমকি দেয়। তাই, সিস্টেমটি তৃতীয়-হারমোনিক পদ্ধতি ব্যবহার করে: FFT এর মাধ্যমে বিশ্লেষিত "তৃতীয়-হারমোনিক" ডেটা (৫০Hz মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সির তিনগুণ)। সম্পূর্ণ পর্যবেক্ষণ ইউনিট RS485 ইন্টারফেস মাধ্যমে আরেস্টার সেন্সরের সাথে সংযুক্ত, যা সর্বোচ্চ ৩২টি সুইচগিয়ার আরেস্টার থেকে ডেটা সংগ্রহ করতে সক্ষম।

৩.১ ডেটা ট্রান্সমিশন এবং স্মার্ট বিশ্লেষণ

সম্পূর্ণ পর্যবেক্ষণ ইউনিট ৫G কমিউনিকেশন মডিউল ব্যবহার করে ডেটা দ্রুত ক্লাউড প্ল্যাটফর্মে প্রেরণ করে। প্ল্যাটফর্মটি আরেস্টার অপারেশন অবস্থা বিশ্লেষণ করে, অস্বাভাবিকতার জন্য অ্যালার্ম ট্রিগার করে, এবং পর্যায়ক্রমে ডেটা আপলোড করে। স্বয়ংক্রিয় ডেটা বিশ্লেষণ পরামর্শ উৎপন্ন করে - যেমন, সময়মত আরেস্টার প্রতিস্থাপন বা লাইফস্প্যান পূর্বাভাস। একীভূত সিস্টেমটি স্কেডিউল করা ডেটা আপলোড এবং অস্বাভাবিকতার সময় সক্রিয় আপলোড (চিত্র ২ তে দেখানো হয়েছে) সমর্থন করে।

৩.২ সিস্টেমের পরিচালনা এবং ব্যবস্থাপনা

বাস্তবায়নের পর, ইউনিটটি মোট বিদ্যুৎ, তৃতীয়-হারমোনিক, এবং অপারেশন ডেটা প্রক্রিয়া করে মোট বিদ্যুৎ, রেজিস্টিভ বিদ্যুৎ, এবং অপারেশন তথ্য গণনা করে - ৫G এর মাধ্যমে ক্লাউডে প্রেরণ করে। ক্লাউড প্ল্যাটফর্ম আরেস্টার লাইফস্প্যান রেখাচিত্র এবং অ্যাকশন অ্যালার্ম প্রদর্শন করে, বাস্তব সময়ে লাইফস্প্যান এবং অপারেশন পর্যবেক্ষণ সম্ভব করে। সাবস্টেশন ব্যাকএন্ড সফটওয়্যার সমস্ত ডিটেকশন ডেটা সংরক্ষণ করে, দৈনিক আপলোড ফ্রিকোয়েন্সি/টাইমিং কনফিগার করা যায়। যদি লিকেজ বিদ্যুৎ বেসলাইনের ১০% ছাড়িয়ে যায়, তাহলে সিস্টেম অ্যালার্ম ট্রিগার করে।

মূল প্রযুক্তিগত প্যারামিটারগুলি টেবিল ১-এ সেট করা হয়েছে। পর্যবেক্ষণ সিস্টেমটি ইনস্টল এবং পরিচালিত হয়েছে, সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণ সূচিতে ডিবাগিং সামঞ্জস্য করা হয়েছে। এটি আরেস্টার লাইফস্প্যান ব্যবস্থাপনা, বাস্তব সময়ে পর্যবেক্ষণ, এবং রক্ষণাবেক্ষণের দক্ষতা বাড়ায় - পাওয়ার সিস্টেম ব্যবস্থাপনার মান উন্নত করে।

৪ সংক্ষিপ্ত সারাংশ

১০kV সাবস্টেশনের GIS কিউবিকেলে সুর্জ আরেস্টারের পরিচালনা অবস্থার বাস্তব সময়ের পর্যবেক্ষণ সিস্টেম ৫G বеспроводной передачей собирает данные и отправляет их в бэкенд-систему мониторинга. В то же время, в системе бэкенд-мониторинга генерируются кривые изменения срока службы ограничителей перенапряжения и уведомления о тревогах для операций с ограничителями, что позволяет в реальном времени отслеживать состояние срока службы и операционные статусы ограничителей.

Этот система был разработан и внедрен, чтобы повысить точность мониторинга работы ограничителей перенапряжения в GIS шкафах 10kV подстанций, снизить затраты на обслуживание и предотвратить крупные аварии. Кроме того, это улучшает энергетическую безопасность при эксплуатации высокоскоростных железных дорог.