Sistema Avanzat ta’ Monitoraġġ Online għal Zinc Oxide Surge Arresters: Teknoloġiji Ħamra u Dianosi ta’ Defetti

1 Arkittura tal- Sistema ta’ Monitoraġġ Online għall-Arresturi tal-Fulmin tal-Oksidu tal-Zink

Is-sistema ta’ monitoraġġ online għall-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink tikkonsisti minn tliet strati: is-strat tal-kontroll tal-stazzjon, is-strat tal-baj, u is-strat tal-proċess.

• Strat tal-Kontroll tal-Stazzjon: Jinkludiċi l-ċentru ta’ monitoraġġ, l-orologju tal-Sistema Globali ta’ Puntament (GPS), u s-sors tal-orologju B - code.

• Strat tal-Baj: Ikkostitwut mill-dispożitivi Intelligent Electronic Devices (IEDs) ta’ monitoraġġ online.

• Strat tal-Proċess: Jifittex terminali ta’ monitoraġġ għal Potential Transformers (PTs) u Current Transformers (CTs), kif jipperjmet fil-Figura 1.

F’dan is-sistema, kull dispożitiv ifilgħu funzjoni distinta:

• Ċentru ta’ Monitoraġġ: Iklassifikka u jagġorna d-data dwar il-status tal-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink, jiġi analizzat il-kondizzjoni operattiva ta’ kunkur unità. L-operaturi jawnaw il-prestazzjoni tal-arrestur fl-aktar ġdid tramite ir-reġjun backend tas-sistema. L-informazzjoni tippresentata fuq displays permezz ta’ rapporti, grafici statistiċi, u kurvi, biex tiżgura interakkon utenti f’dan is-sistema. F’każ ta’ difetti, is-sistema tiftaħ allarmi immedjati biex tispiċċa l-interventi opportuni, is-sigurtà ta’ l-operazzjoni tal-arrestur.

• IEDs ta’ Monitoraġġ Online: Isiru intermediari ta’ komunikazzjoni bejn it-terminals ta’ monitoraġġ (li ma jistgħux jikkonnessjaw direttament mal-ċentru) u l-ċentru ta’ monitoraġġ. Huma janalizzaw u jtrasmettu d-data, li tiffranka l-flus informazzjonali.

• Terminals ta’ Monitoraġġ: Ifunzjonaw bħala kollettori ta’ data frontali, jittbaqqas parametri ambientali (temperatura, umidità), il-kurrent tal-leakage resistive, u l-livelli ta’ infezzjoni tal-arrestur. Huma wkoll jireġistraw il-numru ta’ fulmini b’prezzjoni elevata. Id-data miktuba ttrasmettuta lill-ċentru ta’ monitoraġġ permezz is-strat tal-baj, li tipprovdika xierqa ta’ informazzjoni għal id-deċizjonijiet basati fuq d-data.

2 Punta Mhuxxija tat-Teknoloġija ta’ Monitoraġġ Online għall-Arresturi tal-Fulmin tal-Oksidu tal-Zink
2.1 Sinchronizzazzjoni tal-Ħin fit-Tecnoloġiji ta’ Monitoraġġ Online

Ir-riċerka fuq il-metodu fundamentali tal-kurrent resistive u tanalisi harmonika għall-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink tirrevela li s-sinchronizzazzjoni tas-sampji ha impatt mhuxxija fuq ir-riżultati ta’ monitoraġġ. Anki r-raba’ tal-kurrent tal-leakage relativament żgħir, erroġġijiet żgħar jistgħu jiġu causati. Għalhekk, is-sistemi ta’ monitoraġġ online jiġu richiesti għal sinchronizzazzjoni ta’ sampji alta, li rikiedu l-tekniki biex ikkalkulaw l-ħin tas-sistema. Jinkluġu żewġ metodi:

• Sinchronizzazzjoni bażata fuq il-GPS: Tassigura sinchronizzazzjoni ta’ 2ns, minimizzand l-erroġġijiet tal-ħin;

• Sinchronizzazzjoni tal-orologju IRIG - B Code: Tiżgura kapabbiltà anti-interferenza forti, assicurand trasmissjoni stabili tal-segnali u ricevimentu tal-segnali b’alta prezzjoni. Imma l-prezzjoni eċċessiva tizdied il-kustanti – tekniki għandhom jagħżlu l-prezzjoni (1µs, 1ms, 10ms, 1s) skont ir-reqwiżiti ta’ risoluzzjoni minimi tas-sistema.

Il-sinchronizzazzjoni tal-orologju IRIG - B code hija kost-effettiva. Anki inqas preċiża mill-GPS, tissodisfa l-ebda tas-sistema. Għalhekk, l-tekniki jistgħu jżu IRIG - B għal sinchronizzazzjoni biex issiguraw konsistenza tas-sampji.

2.2 Irreżenja tal-Rumur fis-Segnali ta’ Monitoraġġ Online

Il-kollezzjoni tad-data għall-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink tfissa diversi interferenzi. F’dan is-sistema, il-kurrent tal-leakage relativament żgħir, rumur mhux elaborati jkunu causanti devjazzjonijiet, li ma jirriflettux il-status reale tad-dispożitiv. Il-tekniki għandhom jagħżlu algoritmi adekvati ta’ denoising – l-algoritmu tal-wavelet denoising huwa amministrat: huwa jiddekomponi s-segnali, jilħaqx il-kontenut valid, jissettja l-koeffiċienti mhux utili għal 0, u jieħor l-informazzjoni utili wara dekomposizzjoni ripetuta.

2.3 Diagnostika tal-Difetti fil-Monitoraġġ Online
2.3.1 L-Importanza tal-Diagnostika tal-Difetti

Waqt li l-equiptament tal-elettricità jisfasfa, is-sigurtà tas-sistema tal-elettricità tissara importanti. Id-difetti jinterrompu s-servizz tal-elettricità u jirkuprano s-sigurtà tal-personal – rendendu essenzjali l-monitoraġġ online u diagnostika tal-difetti għall-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink. Is-sistema tmonitora l-kondizzjoni tal-insulazzjoni, tprevdiżi riski, u tappoġġa l-manutenzjoni. Imma d-data online huwa vast, komplikat, u redudent, li jiġbuh l-akkuratzjoni tal-monitoraġġ.

Biex tiżgura l-akkuratzjoni tal-diagnostika, l-tekniki preelaboraw d-data: toħloq redundanze, korrigu l-erroġġijiet, u provdiku input affidabili. A partirdi dik, il-kurrent resistive tal-arrestur tal-oksidu tal-zink huwa influwenzat mill-ħal atmosferiku, temperatura, każijiet magneči, u interferenzi tal-segnali – li jżidu l-għażla tal-diagnostika. L-elaborazzjoni effettiva tad-data permezz ta’ mezzi tekniki hija fondamentali għal diagnostika.

2.3.2 Algoritmu ta’ Infużjoni ta’ Informazzjoni Multi-sensor

L-algoritmi ta’ infużjoni ta’ informazzjoni, essenzjali għal l-elaborazzjoni tad-data ta’ monitoraġġ online, integraw informazzjoni multi-livell għal analisi omnipla. L-algoritmi ta’ infużjoni multi-sensor użaw d-data minn diversi sensori, evita l-interferenza armonika permezz ta’ kalkoli, u riflette l-istatus reali tal-arrestur. L-algoritmi komuni inkluġu:

• Metodu tal-Konstraint Embeddet: Konstraini parametri kollti mill-sensori (fazza originale u intrinsika) biex is-sigur soluzzjon unika. Is-sistema aqbeż d-data tal-arrestur fil-aktar ġdid permezz is-sensori u ekstrahix l-informazzjoni ħalisa skont l-karatteristiċi tad-dispożitiv;

• Metodu tal-Kombinazzjoni tal-Evidenza: Ekkstrahix d-data operattiva, kalkula skont l-istatus tal-arrestur, u provdiku l-bażi għal diagnosi;

• Metodu tal-Netwerk Nervosu Artifiċjali (ANN): Uża l-apprendiment maschin għal diagnosi. Fuqha, ideġġina topologies speċifikat għal sensori; ftit, mappeja modelli tad-data permezz interazione netwerk-ambjent; u finalment, trainaw modelli biex id-detektaw awtomatikament id-difetti.

2.3.3 Metodu tal-Analiżi Relazzjonali Grigi

Bħala approċċi komuni għal diagnosi ta’ difetti għall-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink, il-metodu tal-analiżi relazzjonali grigi jikkonsentrax fuq l-analiżi statistika ta’ multi-fatturi ta’ influwenza tal-difetti. Huwa quantifika l-impatc ta’ fatturi differenti fuq id-difetti tal-arrestur permezz tal-plotting ta’ kurvi ta’ fitting. Fl-prattika, ikkonfrontax il-varjazzjonijiet fi forma tal-kuġjet: l-gradu ta’ fitting tal-kuġjet akbar indika relazzjonijiet forti bejn if-fatturi tal-difetti fil-aktar ġdid u l-istatus reale tal-difetti tal-arrestur.

Għal diagnosi, l-angle ta’ perdita dielettrika tal-arrestur ħafna jikkonfiguraw bħala seqwenza referenzjal X₁, mentri parametri kif it-temperatura, l-umidità, u l-kurrent tal-leakage servu bħala seqwenzi ta’ konfront. Permezz tal-model tal-analiżi relazzjonali grigi biex kalkula l-relazzjonijiet bejn kunkur fattur u l-angle ta’ perdita dielettrika, jippermetti identifikazzjoni preċiża tal-kawżi prinkipali tad-difetti, provdikant support tad-data għal deċizjonijiet diagnostika.

Id-data ottenuta tkun normalizzata, u kalkulata l-koeffiċient tal-korellazzjoni ζ_j(k) u l-gradi tal-korellazzjoni γ_j bejn kunkur data.

2.4 Software Espert tal-Monitoraġġ Online

Il-software espert tal-monitoraġġ online għall-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink, bħala software subordinat tas-sistema ta’ monitoraġġ online, joffri funzjonali diffrenti. Jista’ ma monitora transformers, detektan discharges partiali u kondizzjonijiet gas fil-oil, imma anke jmonitora circuit breakers u equiptament capacitivi. Issupporta s-setting ta’ parametri pre-allarme għas-sistema u managemint tal-equiptament substation.

A partirdi dik, il-software espert tal-monitoraġġ online jippermetti l-managemint pre-set definit mill-utent, facilitand l-utenti biex jara d-data storika u attuali, u jverifikaw l-istatus reali tal-equiptament. Wara l-login tas-sistema, l-utenti jistgħu jiekolgw d-data skont l-ebda, provdikant referenza għal id-deċizjonijiet tagħhom.

3 Konkluzzjoni

Id-difetti tal-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink jistgħu jiġu influenzati serjament is-sigurtà tas-sistemi tal-grid tal-elettricità. Għalhekk, id-dettazzjoni real-time permezz tas-sistema ta’ monitoraġġ online hija essenzjali biex tafferrax l-informazzjoni tad-difetti u timplimenta l-interventi opportuni.

Is-sistema ta’ monitoraġġ online għall-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink tassigura l-monitoraġġ real-time permezz l-operazzjoni koordinata tal-ċentru ta’ monitoraġġ, IED-Business devices ta’ monitoraġġ online, u it-terminals ta’ monitoraġġ, ikmpletand l-acquisizione, trasmissjoni, u elaborazzjoni tad-data informazzjonali. Meanwile, permezz l-ottimizzazzjoni ta’ tecnoloġiji kritici kif is-sinchronizzazzjoni tas-sistema tal-ħin, ireżenja tal-rumur tal-segnali ta’ monitoraġġ, u diagnosi tal-difetti, ipprovdi d-data preċiża għas-sistema, assicurand l-operazzjoni stabil tal-arresturi tal-fulmin tal-oksidu tal-zink u rinforzand is-sigurtà tal-grid tal-elettricità.