ระบบตรวจสอบออนไลน์ขั้นสูงสำหรับอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินประเภทซิลิกา: เทคโนโลยีหลักและการวินิจฉัยความผิดปกติ

1 สถาปัตยกรรมของระบบตรวจสอบออนไลน์สำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสี

ระบบตรวจสอบออนไลน์สำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสีประกอบด้วยสามชั้น: ชั้นควบคุมสถานี ชั้นบาร์ และชั้นกระบวนการ

• ชั้นควบคุมสถานี: ประกอบด้วยศูนย์ตรวจสอบ นาฬิกา GPS (Global Positioning System) และแหล่งนาฬิกา B - code

• ชั้นบาร์: ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความฉลาด (IEDs) สำหรับการตรวจสอบออนไลน์

• ชั้นกระบวนการ: มีเทอร์มินัลตรวจสอบสำหรับเครื่องแปลงแรงดันไฟฟ้า (PTs) และเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CTs) ตามที่แสดงในรูปที่ 1

ภายในระบบ แต่ละอุปกรณ์มีหน้าที่เฉพาะ:

• ศูนย์ตรวจสอบ: จัดหมวดหมู่และรวบรวมข้อมูลสถานะของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสีวิเคราะห์สภาพการทำงานของแต่ละหน่วย ผู้ปฏิบัติงานสามารถเข้าถึงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบเรียลไทม์ผ่านทางหลังบ้านของระบบ ข้อมูลจะถูกแสดงเป็นรายงานแผนภูมิสถิติและกราฟเพื่อให้การสื่อสารกับผู้ใช้งานเป็นไปอย่างสะดวก ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด ระบบจะส่งสัญญาณเตือนทันทีเพื่อกระตุ้นให้มีการแก้ไขปัญหาอย่างทันท่วงที เพื่อรักษาการดำเนินงานของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

• IEDs สำหรับการตรวจสอบออนไลน์: เป็นตัวกลางในการสื่อสารระหว่างเทอร์มินัลตรวจสอบ (ที่ไม่สามารถเชื่อมต่อได้โดยตรงกับศูนย์) และศูนย์ตรวจสอบ พวกเขาวิเคราะห์และส่งข้อมูล ทำให้การไหลของข้อมูลเป็นไปอย่างราบรื่น

• เทอร์มินัลตรวจสอบ: ทำงานเป็นตัวเก็บข้อมูลด้านหน้า ติดตามพารามิเตอร์สิ่งแวดล้อม (อุณหภูมิ ความชื้น) กระแสรั่วไหลแบบต้านทาน และระดับการปนเปื้อนของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า นอกจากนี้ยังบันทึกจำนวนครั้งที่เกิดฟ้าผ่าด้วยความแม่นยำสูง ข้อมูลที่เก็บรวบรวมจะถูกส่งไปยังศูนย์ตรวจสอบผ่านชั้นบาร์ ทำให้ผู้จัดการสามารถตัดสินใจด้วยข้อมูลที่ได้รับ

2 ประเด็นสำคัญของเทคโนโลยีตรวจสอบออนไลน์สำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสี
2.1 การซิงโครไนซ์เวลาของระบบตรวจสอบออนไลน์

การวิจัยเกี่ยวกับวิธีการกระแสต้านทานพื้นฐานและการวิเคราะห์ฮาร์โมนิกสำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสีพบว่า การซิงโครไนซ์ของการเก็บตัวอย่างมีผลอย่างมากต่อผลการตรวจสอบ แม้ว่าค่ากระแสรั่วไหลที่ตรวจสอบจะมีขนาดเล็กมาก ความผิดพลาดเล็ก ๆ น้อย ๆ ก็สามารถทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนได้มาก ดังนั้น ระบบตรวจสอบออนไลน์ต้องการการซิงโครไนซ์การเก็บตัวอย่างที่สูง ต้องการให้เทคนิคทำการปรับเทียบเวลาของระบบ มีสองวิธีที่สามารถใช้ได้:

• การซิงโครไนซ์โดยใช้ GPS: สามารถทำให้ซิงโครไนซ์ภายใน 2ns ลดความคลาดเคลื่อนเวลาลง

• การซิงโครไนซ์โดยใช้นาฬิกา IRIG - B Code: มีความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนสูง ทำให้การส่งสัญญาณมีความเสถียรและรับสัญญาณได้อย่างแม่นยำ แต่ความแม่นยำสูงเกินไปอาจทำให้ค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น เทคนิคควรเลือกความแม่นยำ (1μs, 1ms, 10ms, 1s) ตามความละเอียดขั้นต่ำที่ระบบต้องการ

การซิงโครไนซ์โดยใช้นาฬิกา IRIG - B Code ค่อนข้างประหยัด แม้จะไม่แม่นยำเท่า GPS แต่ก็สามารถตอบสนองความต้องการของระบบได้ ดังนั้น เทคนิคสามารถใช้ IRIG - B เพื่อซิงโครไนซ์เพื่อรักษาความสอดคล้องในการเก็บตัวอย่าง

2.2 การลดเสียงรบกวนในสัญญาณตรวจสอบออนไลน์

การเก็บข้อมูลจากอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสีเผชิญกับการรบกวนหลายประการ ด้วยกระแสรั่วไหลที่มีขนาดเล็กมาก การไม่ได้รับการประมวลผลเสียงรบกวนจะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการตรวจสอบ ไม่สามารถสะท้อนสภาพจริงของอุปกรณ์ได้ เทคนิคต้องเลือกอัลกอริทึมกำจัดเสียงรบกวนที่เหมาะสม อัลกอริทึมการกำจัดเสียงรบกวนด้วยเวฟเลตถูกใช้แพร่หลาย: ทำการแยกสัญญาณ รักษาเนื้อหาที่มีประโยชน์ กำหนดค่าสัมประสิทธิ์ที่ไม่มีประโยชน์เป็น 0 และสกัดข้อมูลที่ใช้งานได้หลังจากการแยกสัญญาณซ้ำๆ

2.3 การวินิจฉัยข้อผิดพลาดในการตรวจสอบออนไลน์
2.3.1 ความสำคัญของการวินิจฉัยข้อผิดพลาด

เมื่อระบบพลังงานขยายตัว ความปลอดภัยของระบบพลังงานกลายเป็นสิ่งที่สำคัญ ข้อผิดพลาดสามารถทำให้การจ่ายไฟฟ้าหยุดชะงักและเสี่ยงต่อความปลอดภัยของบุคลากร ทำให้การตรวจสอบออนไลน์และการวินิจฉัยข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสีเป็นสิ่งจำเป็น ระบบตรวจสอบสภาพฉนวน คาดการณ์ความเสี่ยง และสนับสนุนการบำรุงรักษา แต่ข้อมูลออนไลน์มีปริมาณมาก ซับซ้อน และซ้ำซ้อน ทำให้การตรวจสอบมีความยากลำบาก

เพื่อให้แน่ใจว่าวินิจฉัยได้แม่นยำ เทคนิคต้องทำการประมวลผลข้อมูลล่วงหน้า: ลบข้อมูลที่ซ้ำซ้อน แก้ไขข้อผิดพลาด และให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้ นอกจากนี้ กระแสต้านทานของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสียังได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศ อุณหภูมิ สนามแม่เหล็ก และการรบกวนสัญญาณ ทำให้การวินิจฉัยยากขึ้น การประมวลผลข้อมูลด้วยวิธีทางเทคนิคเป็นสิ่งสำคัญในการวินิจฉัย

2.3.2 อัลกอริทึมการรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์หลายตัว

อัลกอริทึมการรวมข้อมูล เป็นส่วนสำคัญในการประมวลผลข้อมูลตรวจสอบออนไลน์ รวมข้อมูลหลายระดับเพื่อการวิเคราะห์อย่างครอบคลุม อัลกอริทึมการรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์หลายตัว ใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์หลายตัว หลีกเลี่ยงการรบกวนฮาร์โมนิกผ่านการคำนวณ และสะท้อนสภาพจริงของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าได้อย่างแม่นยำ วิธีการทั่วไปรวมถึง:

• วิธีการจำกัดเงื่อนไขฝังตัว: จำกัดพารามิเตอร์ที่เก็บรวบรวมจากเซ็นเซอร์ (เฟสเดิมและเฟสภายใน) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เป็นเอกลักษณ์ ระบบได้รับข้อมูลอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบเรียลไทม์ผ่านเซ็นเซอร์ และสกัดข้อมูลสำคัญตามลักษณะของอุปกรณ์

• วิธีการรวมหลักฐาน: สกัดข้อมูลการดำเนินงาน คำนวณตามสถานะของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า และให้พื้นฐานในการตัดสินใจวินิจฉัยข้อผิดพลาด

• วิธีการเครือข่ายประสาทเทียม (ANN): ใช้การเรียนรู้ของเครื่องในการวินิจฉัย ขั้นแรก ออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมกับเซ็นเซอร์ ขั้นที่สอง แมปรูปแบบข้อมูลผ่านการโต้ตอบระหว่างเครือข่ายและสภาพแวดล้อม ขั้นสุดท้าย ฝึกโมเดลเพื่อตรวจจับข้อผิดพลาดโดยอัตโนมัติ

2.3.3 วิธีการวิเคราะห์ความสัมพันธ์สีเทา

วิธีการวิเคราะห์ความสัมพันธ์สีเทา เป็นวิธีการวินิจฉัยข้อผิดพลาดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสี โดยมุ่งเน้นในการวิเคราะห์สถิติของปัจจัยที่มีผลต่อข้อผิดพลาดหลายประการ มันทำการปริมาณความส่งผลของปัจจัยต่าง ๆ ต่อข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าโดยการวาดเส้นโค้งที่เหมาะสม ในทางปฏิบัติ ให้เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเส้นโค้ง: ระดับการปรับตัวของเส้นโค้งที่สูงขึ้นแสดงถึงความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่างปัจจัยที่ทำให้เกิดข้อผิดพลาดจริงและสภาพจริงของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

ในการวินิจฉัย มุมสูญเสียดีเอเล็กทริกของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่ามักถูกกำหนดเป็นลำดับอ้างอิง \(X_1\) ในขณะที่พารามิเตอร์เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และกระแสรั่วไหลจะถูกกำหนดเป็นลำดับเปรียบเทียบ \(X_i\) ใช้โมเดลวิเคราะห์ความสัมพันธ์สีเทาในการคำนวณความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละปัจจัยและมุมสูญเสียดีเอเล็กทริก เพื่อระบุสาเหตุสำคัญของข้อผิดพลาดได้อย่างแม่นยำ ให้ข้อมูลสนับสนุนในการตัดสินใจวินิจฉัย

ข้อมูลที่ได้รับถูกปรับปรุงให้เป็นมาตรฐาน และคำนวณค่าสัมประสิทธิ์ความสัมพันธ์ \(\zeta_j(k)\) และระดับความสัมพันธ์ \(\gamma_j\) ระหว่างข้อมูลแต่ละตัว

2.4 ซอฟต์แวร์ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบออนไลน์

ซอฟต์แวร์ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบออนไลน์สำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสี ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ย่อยของระบบตรวจสอบออนไลน์ มีฟังก์ชันที่หลากหลาย สามารถตรวจสอบหม้อแปลง ตรวจจับการปล่อยไฟฟ้าบางส่วนและสภาพแก๊สในน้ำมัน รวมถึงตรวจสอบเบรกเกอร์และอุปกรณ์แบบคาปาซิทีฟ รองรับการตั้งค่าพารามิเตอร์แจ้งเตือนล่วงหน้าของระบบและการจัดการอุปกรณ์สถานีไฟฟ้า

นอกจากนี้ ซอฟต์แวร์ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบออนไลน์ยังช่วยให้ผู้ใช้สามารถจัดการการตั้งค่าล่วงหน้าที่กำหนดเอง อำนวยความสะดวกในการดูข้อมูลประวัติและปัจจุบัน และตรวจสอบสถานะเรียลไทม์ของอุปกรณ์ หลังจากเข้าสู่ระบบ ผู้ใช้สามารถค้นหาข้อมูลตามความต้องการ ให้ข้อมูลเป็นแนวทางในการตัดสินใจ

3 สรุป

ข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสีสามารถส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการดำเนินงานอย่างปลอดภัยของระบบสายส่งไฟฟ้า ดังนั้น การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ผ่านระบบตรวจสอบออนไลน์เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อทำความเข้าใจข้อมูลข้อผิดพลาดอย่างถูกต้องและดำเนินการแก้ไขอย่างทันท่วงที

ระบบตรวจสอบออนไลน์สำหรับอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสีสามารถตรวจสอบแบบเรียลไทม์ผ่านการทำงานร่วมกันของศูนย์ตรวจสอบ อุปกรณ์ IED สำหรับการตรวจสอบออนไลน์ และเทอร์มินัลตรวจสอบ ทำให้การเก็บรวบรวม การส่งผ่าน และการประมวลผลข้อมูลข้อมูลเสร็จสมบูรณ์ ในขณะเดียวกัน ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีสำคัญ เช่น การซิงโครไนซ์เวลาของระบบ การลดเสียงรบกวนสัญญาณตรวจสอบ และการวินิจฉัยข้อผิดพลาด ระบบสามารถมอบข้อมูลที่แม่นยำให้กับระบบ รักษาการดำเนินงานอย่างมั่นคงของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าออกไซด์สังกะสี และเสริมสร้างความปลอดภัยของระบบสายส่งไฟฟ้า