Realtempa Monitorado de Aŭstingiloj en 10kV GIS Kubikloj: Plibonigo de la Sekureco de Ferrova Energa Sistemo
1 Forskaĵa Fono
Metalo-oksidaj surĝarantiloj, sigelitaj en ŝrankoj, daŭre portas sisteman voltan, riskante seniĝon pro vetusteco, eĉ defektojn/eksplozojn kaŭzantajn elektrajn fajrojn. Tial, regulaj kontroloj/mantenado estas necesa. Tradicia detektado kun ciklo de 3–5 jaroj (energipreterhaltigo, forigo de la surĝarantilo por testoj; reenmeto se anstataŭigita) prezentas sekurajn riskojn kaj malfacilas atingon de normoj bazitaj sur spaco/kondiĉoj.
2 Monitorada Principo de 10kV GIS Ŝranka Surĝarantilo
Por certigi la sekurecon de rapida ferovoo, permesi realtempan monitoradon de la stato de 10kV GIS ŝranka surĝarantilo, judiki la servoperiodon, kaj tempe anstataŭigi forpasintajn, estas necesa evoluigi monitoradan sistemon.
En normala operacio de GIS ŝranko, surĝarantiloj montras altan impedon; dum masivaj defektoj, ili liberas energion kaj rapide restabiliĝas al alta impedo por bloki teran kuranton. Normala fluokuranto (dekaj mA, ~10mA rezista komponento) estas malgranda. Vetusteco aŭ humideca damaĝo pligrandigas la rezistan fluokuranton, sed malgrandaj problemoj kaŭzas neobviousajn pligrandiĝojn, malfaciligante tempan detektadon de danĝeroj kaj minacante la sekurecon de la ferovo. Tial, analizo de rezista kuranto kaj metodoj (kompenso, totala fluokuranto, tria harmona) estas bezonataj.
Por plibonigi sekurecon, dezignu kompleksan unuon por monitorado de fluokuranto (principo en Figuro 1). Ĝi monitoras plurajn surĝarantilojn ene de la reto, sekvas parametrojn kiel fluokuranto. Kiam ĝi estas turnita on, ĝi inicialigas, ciklas sensorajn kontrolon, solvas erarojn tempe, kaj alŝutas datumojn al serviloj per 5G por malproksima monitorado.
3 Realigo de la Monitorada Sistemo por Surĝarantiloj en GIS Ŝrankoj de 10kV Substacioj
Guidita per la monitorada principo, la sistemo estas dizajnita kaj realigita. Ĉiu sub-sistemo por enreta monitorado de surĝarantiloj transdonas datumojn al la interna substacia sistemo. Ĝi povas kolekti parametrojn inkluzive de la nombro de operacioj de surĝarantilo, fluokuranto, horozonoj de operacio (akura al la dua), kaj maksimuma elŝutkuranto dum operacioj.
Surĝarantiloj uzas tra-kernajn nul-fluxajn fluokurantajn sensorojn por akiri signalojn de la totala kuranto. Ĉi tiuj signaloj tiam subiras Rapidan Fourier-Transformon (FFT) – efikan algoritmon, kiun reduktas komputan kompleksecon, samtempe permesanta rapidan kalkulon de Fourier-transformoj kaj iliaj inversoj, farante ĝin nedispensan matematikan ilon en energiaj sistemoj. FFT dismetas kurantajn signalojn por identigi harmonajn komponantojn kaj analizi frekvence-bazitajn harmonojn.
La GIS en 10kV substacioj suferas severan trian harmonian poluon, kiu pligrandigas sisteman perdigon, altegas ŝargojn, kaj malhelpas la monitoradon de surĝarantiloj – minacante la sekurecon kaj stabilecon de la ferova energisistemo. Tial, la sistemo adoptas la trian harmonian metodon: analizante "trian harmonian" datumojn (trifoje la fundamenta frekvenco de 50Hz) dismetitajn per FFT. La integrita monitorada unuo konektas al surĝarantilaj sensoroj per RS485 interfacetoj, ebligante datenkolektadon de ĝis 32 kommutilonaj surĝarantiloj.
3.1 Datuma Transdono kaj Inteligenta Analizo
La integrita monitorada unuo uzas 5G-komunikadan modulon por rapide transdoni detektadatumojn al la nuboplatformo. La platformo analizas la operaciostatojn de surĝarantiloj, aktivigas alarmojn por anomalioj, kaj periodike alŝutas datumojn. Aŭtomatigita datuma analizo generas konsejojn – ekzemple, tempan anstataŭigon de surĝarantiloj aŭ prognozojn de vivciklo. La akirada sistemo subtenas planigitan datuman alŝuton kaj aktivan alŝuton dum anomalioj (kiel montrite en Figuro 2).
3.2 Sistema Operacio kaj Administriro
Post-realigo, la unuo pritraktas la totalan kuranton, trian harmonian, kaj operaciadatumojn por kalkuli la totalan kuranton, rezistan kuranton, kaj operaciinformojn – transdonitajn al la nubo per 5G. La nuboplatformo montras vivciklajn kurbojn de surĝarantiloj kaj agoalarmojn, ebligante realtempan vivciklan kaj operaciomonitoradon. Substacia backend-programo stokas ĉiujn detektadatumojn, kun konfigureblaj tagaj alŝutfrekvencoj/tempoj. Se la fluokuranto superas 10% de la baza valoro, la sistemo aktivigas alarmojn.
Ĉefaj teknikaj parametroj estas agorditaj kiel en Tablo 1. La monitorada sistemo estas instalita kaj funkcias, kun depuraĵo koordinata kun ekipa mantenadskedo. Ĝi atingas vivciklan administriro de surĝarantiloj, realtempan monitoradon, kaj plibonigitan efikecon de mantenado – altegante la normojn de la energisistema administriro.
4 Konkludo
La realtempa monitorada sistemo por la operaciostato de surĝarantiloj en GIS ŝrankoj de 10kV substacioj transdonas kolektitajn datumojn al la backend-monitorada sistemo per 5G-radia transdono. Samtempe, en la backend-monitorada sistemo, ĝi generas kurbojn pri ŝanĝoj de la vivciklo de surĝarantiloj kaj alarmnotifikojn pri operacioj de surĝarantiloj, ebligante realtempan komprenon de la statoj de la vivciklo kaj operacioj de surĝarantiloj.
La dizajno kaj realigo de ĉi tiu sistemo plibonigas la akuratecon de la operaciomonitorado de surĝarantiloj en GIS ŝrankoj de 10kV substacioj, reduktas la kostojn de mantenado, kaj prevenas gravajn akcidentojn. Aldone, ĝi plibonigas la energian sekurecon por la operacio de rapidaj ferovoj.
