מעקב בזמן אמת של מעצרי סער בקסטות GIS של 10kV: שיפור בטיחות מערכת החשמל של הרכבת

1 רקע מחקרי

מגיני גל חשמלי מתכת-חמצן, מזינים בקבינטים, נושאים את המתח של המערכת באופן מתמיד, עם סיכון להישנות תקלה, אפילו פיצוצים המביאים לשריפות חשמליות. לכן, יש צורך בבדיקות ותחזוקה רגילות. הבדיקה המסורתית בת מחזור של 3-5 שנים (כיבוי חשמל, הסרת מגין הגל לצורך בדיקה; התקנה מחדש אם הוא מוחלף) מציבה סיכונים בטיחותיים ונתקלת בקשיים בהבנת תקני מקום/סביבה.

2 עקרון מעקב אחר מגיני גל בקבינטים GIS של 10kV

כדי להבטיח את הבטיחות של רכבת מהירה, מאפשר מעקב בזמן אמת על מצב מגיני גל בקבינטים GIS של 10kV, שיפוט של תוחלת החיים, והחלפת אלה שהגיעו לסוף תוקף, לפיכך, יש צורך בפיתוח מערכת מעקב.

בפעולת קבינטים GIS נורמלית, מגיני הגל מראים עמידות גבוהה; במהלך תקלות קרקעית, הם משחררים אנרגיה ואז מתחזרים במהירות לעמידות גבוהה כדי למנוע זרם לקרקע. בדרך כלל, זרם ההשקייה ( עשרות mA, ~10mA רכיב 저ומתי) הוא קטן מאוד. היזדקנות או נזק ממים מגבירים את הזרם השיקויי הריאקטיבי, אך בעיות קטנות לא גורמות להגדלת משמעותית, מה שמפריע לגילוי סיכונים בזמן ומאיים על הבטיחות של רכבת מהירה. לפיכך, ניתוח זרם ריאקטיבי וWAYS (פיצוי, זרם שיקויי כולל, הרמוני שלישי) הם נחוצים.

כדי להגביר את הבטיחות, תכנן יחידה מקיפה למעקב אחרי זרם שיקויי (עקרון בסרטוט 1). היא מעקבת אחר מגינים מרובים מקוונים, מעקבת אחר פרמטרים כמו זרם שיקויי. כאשר היא מופעלת, היא מתחילה, עוברת בדיקות חיישנים, מטפלת באג'ים במהירות, ומעלה נתונים לשרתים דרך 5G עבור מעקב מרוחק.

3 יישום מערכת המעקב למגיני גל בקבינטים GIS של תחנות 10kV

בהנחיית עקרון המעקב, המערכת מתכננת ויישמת. כל תת-מערכת מעקב מקוונת ממגיני גל מעבירה נתונים לתוך מערכת תחנת הכוח הפנימית. היא יכולה לאסוף פרמטרים כולל מספר פעולות המגן, זרם שיקויי, טימסטאמפ של פעולות (מדויק לשנייה), וזרם פסגה במהלך פעולות.

מגיני גל משתמשים בחושבים זרם שיקויי אפס-פלוקס דרך ליבת תיל כדי להשיג אותות זרם כולל. האותות הללו עוברות טרנספורמציה מהירה פורייה (FFT) - אלגוריתם יעיל המפחית את מורכבות החישוב ומאפשר חישוב מהיר של טרנספורמציות פורייה והן ההפוכות, מה שהופך אותו לחומרת מתמטיקה בלתי נמנעת במערכות חשמל. FFT מפרק אותות זרם כדי לזהות רכיבים הרמוניים ולנתח הרמוניות מבוססות תדר.

GIS בתחנות 10kV סובל מזיהום הרמוני שלישי כבד, המגביר את אובדן המערכת, מגביר את העמסה, ומגביר את מעקב המגינים - מה שהופך לסכנה לבטיחות ויציבות מערכת החשמל של רכבת מהירה. לפיכך, המערכת מאמצת את שיטת ההרמוני השלישי: ניתוח נתונים "הרמוני שלישי" (שלוש פעמים התדר הבסיסי של 50Hz) המפורקים באמצעות FFT. היחידה המשולבת מתחברת לחושבי המגנים דרך ממשק RS485, המאפשרת איסוף נתונים עד 32 מגינים במשבצי הקישור.

3.1 העברת נתונים וניתוח חכם

היחידה המשולבת משתמשת במודול תקשורת 5G כדי להעביר במהירות נתונים של בדיקה לפלטפורמת ענן. הפלטפורמה מנתחת מצבי פעולה של המגנים, מפעילה אזעקות לאנומליות, ומעלה נתונים באופן תקופתי. ניתוח נתונים אוטומטי מייצר המלצות - למשל, החלפת מגינים בזמן או התחזיות תוחלת חיים. מערכת האיסוף תומכת בהעברת נתונים מתוזמנת והעברת נתונים אקטיבית במהלך אנומליות (כפי שמתואר בסרטוט 2).

3.2 פעולה ואדמיניסטרציה של המערכת

לאחר יישום, היחידה מעבדת זרם כולל, הרמוני שלישי, ונתונים של פעולה כדי לחשב זרם כולל, זרם ריאקטיבי, ומידע פעולה - מעבירים אותם לפלטפורמת הענן דרך 5G. פלטפורמת הענן מציגה עקומות תוחלת חיים של המגנים ואת אזעקות הפעולה, מאפשרת מעקב בזמן אמת על תוחלת החיים ופעולות. תוכנת 백אנד של תחנת הכוח מאחסנת את כל נתוני הדetection, עם תדרי העלאה יומיים ניתן לקונפיגורציה. אם זרם השיקוי עולה מעל 10% מהבסיס, המערכת מפעילה אזעקה.

פרמטרים טכנולוגיים מרכזיים מוגדרים בטבלה 1. מערכת המעקב מותקנת ופעילה, עם דיבאגינג בהתאם ללוחות תחזוקת הציוד. היא מצליחה ניהול תוחלת החיים של המגנים, מעקב בזמן אמת, ויפור של יעילות תחזוקה - מגבירה את תקני הניהול של מערכת החשמל.

4 סיכום

מערכת המעקב בזמן אמת על מצב הפעולה של מגיני גל בקבינטים GIS של תחנות 10kV מעבירה נתונים שנאספו למערכת מעקב אחורית באמצעות העברה אלחוטית 5G. באותו הזמן, במערכת מעקב אחורית, היא יוצרת עקומות של שינויים בתוחלת החיים של המגנים ואת האזעקות לגבי פעולות המגנים, מאפשרת אחזור בזמן אמת של מצבים של תוחלת החיים ופעולות המגנים.

עיצוב והגשמה של המערכת זו משפרים את דיוק המעקב על פעולות מגיני גל בקבינטים GIS של תחנות 10kV, מפחיתים עלויות תחזוקה, ומונעים תאונות גדולות. בנוסף, זה משפר את הבטיחות החשמלית לפעילות של רכבות מהירות.