Tulireiska-asiakirjan luovutus & elävän testauksen teknologiat luotettavan sähköverkon toiminnan tueksi

1. Valosulkuvalvojan luovuttamistestauksen teknologian yleiskatsaus

1.1 Luovuttamistestauksen tarpeellisuus

Luovuttamistesti on tärkeä askel varmistettaessa valosulkuvalvojien suorituskykyä ja turvallista toimintaa sähköverkossa. Sähköverkoissa, joiden jännite on 220 kV tai vähemmän, valosulkuvalvojat ovat keskeisessä roolissa suojaamassa sähkölaitteita ylijännit- ja ukkoskuljetuksia aiheuttavilta vahingoilta. Kuitenkin valosulkuvalvojan lähtölaitokselta sen asennuksen jälkeiseen käyttöön astumiseen saakka ympäristötekijät tai kuljetuksen, säilytys- ja asennustilanteiden huolimattomuudet voivat vaikuttaa sen suorituskykyyn. Luovuttamistestillä voidaan nopeasti havaita tuotantovirheet, kuljetuksen aikana aiheutuneet vahingot ja asennuksen ongelmat, varmistetaan, että valosulkuvalvoja on optimaalisessa tilassa ennen käyttöönottoa ja vältetään mahdolliset virheriskit käytössä olevassa verkkossa, jolloin sähköverkon vakaus ja luotettavuus säilytetään.

1.2 Luovuttamistestauksen pääsisällöstä

Luovuttamistestauksessa keskitytään kahteen ytimeen:

• Sähkösuorituskyvyn testaus: Varmistetaan, että valosulkuvalvojan sähköominaisuudet täyttävät suunnitteluparametreja tietyissä olosuhteissa, taatakseen sen suojatoiminnon ylijännit- ja ukkoskuljetuksissa. Testit kattavat mm. jatkuvaan virtaan perustuvan viitetension (joka heijastaa volt-ampere- ja epälineaarisiin ominaisuuksiin), vuodetekojen testauksen, sekä vaihtovirtajänniten viitetension, 0,75 kertaa jatkuvaan virtaan perustuvan viitetension vuodetehtävän, purkujenkymmenlaskimen toiminnan, residuaalijännitteen, vaihtovirtajännitteen kestokyvyn ja impulssijännitteen testauksen, arvioiden kokonaisvaltaisesti sähkösuorituskyvyn.

• Erityyppisten sähkösuorituskyvyn testaus: Havaitaan valosulkuvalvojan erityyppiset ominaisuudet, tunnistetaan piilotettuja riskejä, kuten erityyppinen vaurio ja liian suuret vuodetekot käytössä. Erityyppisten sähkösuorituskyvyn mittaamalla päätellään, täyttääkö erityyppinen sähkösuorituskyky standardeja, estääkseen järjestelmäongelmia, jotka johtuvat erityyppisistä sähkösuorituskyvystä.

1.3 Luovuttamistestauksen standardit ja määräykset

Luovuttamistestauksen on noudatettava tiukasti kotimaisia ja kansainvälisiä standardeja ja määräyksiä, varmistaakseen tarkan ja luotettavan testauksen. Standardit määrittelevät selkeästi testausmenetelmät ja tekniset vaatimukset valosulkuvalvojien sähköominaisuuksille ja ympäristösopeutuvuudelle. Yhdistettyinä Kiinan sähköverkon todellisen tilanteen kanssa ne tarkentavat vaatimuksia testilaitteille, ympäristölle ja menettelyille, varmistaen testausprosessin standardoinnin ja tulosten uskottavuuden. Testausta tehdessä pitäisi käyttää tarkkuusvaatimuksiin vastaavia laitteita ja instrumentteja, ammattihenkilöt toimivat standardoituina menettelyinä. Samalla on kiinnitettävä huomiota ympäristön lämpötilaan, kosteuteen ja sähkömagneettiseen häiriintymiseen simuloakseen todellista toimintaympäristöä ja saadakseen tarkkoja tietoja.

2. Live-testausteknologian yleiskatsaus

2.1 Live-testausten merkitys

Live-testaus on laajalti sovellettuna sähköverkoissa, sillä se tarjoaa etuja, kuten ei-intrusiivisuus ja reaaliaikainen valvonta:

• Vältetään sähkökatkoksiin liittyviä tappioita: Havaintoja voidaan tehdä ilman sähkökatkosta, varmistaen sähköntuotannon jatkuvuuden ja vähentäen taloudellisia ja sosiaalisia vaikutuksia.

• Reaaliaikainen tilanvalvonta: Seuraa dynaamisesti valosulkuvalvojien erityyppistä sähkösuorituskyvyyttä, johtavuutta ja lämpötilaa ilman normaalin toiminnan häiriötä, havaitsee ajoissa potentiaaliset virhearipariutumiset ja helpottaa suunniteltua huoltoa, välttäen laajamittaisia sähkökatkoksia ja laitevahingoja.

• Kokonaisharmoninen elinkaasun hallinta: Valosulkuvalvojien sähkösuorituskyvyn ja erityyppisen sähkösuorituskyvyn detektointi arvioi niiden terveydentila, varmistaa asianmukaisen toiminnan ukkoskuljetuksissa ja ylijännitteissä. Testidatan analysointi mahdollistaa kohdennetun huollon strategioiden muodostamisen, laajentaa laitteen käyttöikää ja vähentää virheriskejä, tarjoten perustan tilanteen mukaista ja ennakoivaa huoltoa.

• Edistää älykkään verkoston kehitystä: Parantaa sähkölaitteiden toiminnan luotettavuutta, varmistaa sähköyritysten turvallisen tuotannon ja taloudelliset hyödyt, edistää sähköverkostojen älykkäämpää ja modernisoitua hallintoa.

2.2 Live-testausteknologian tekniset periaatteet

Live-testausteknologian tekninen periaate perustuu pääasiassa moniin fysiikan ilmiöihin, kuten sähkömagneettisuuteen, termodynamiikkaan ja akustiikkaan. Mittaamalla ja analysoimalla laitteiden live-tilassa parametreja, kuten sähkömagneettikenttää, lämpötilakenttää ja ääniaaltoja, voidaan arvioida laitteen toimintatila ja terveydentila.

Yleisiä live-testausmenetelmiä ovat:

• Infrapunasensori: Infrapunarauta teknologiaa käyttämällä voidaan mittaa laitteen pinnan lämpötilajakauma ja lämpövuoto, havaita poikkeukselliset korkealämpöiset alueet, ja diagnosoida ongelmia, kuten ylikuumeneminen, huono yhteys tai erityyppisen sähkösuorituskyvyn ikääntyminen laitteessa.

• Ultrasouni: Ultrasäteiden avulla voidaan tutkia laitteen sisäistä ja ulkopuolista erityyppistä sähkösuorituskyvyn tilaa.

• Impulssijännitteen detektointi: Impulssijännitteen signaalien mittaaminen laitteen sisällä mahdollistaa erityyppisen sähkösuorituskyvyn puutteiden paikan ja vakavuuden määrittämisen, ja samalla analysoidaan signaalien voiman, taajuuden ja jännitteen aallonmuodon ominaisuuksia.

Live-testausteknologian perusperiaate voidaan tiivistää seuraavasti: 

Kaaviossa E(t) on havaittu signaali, A on signaalin amplitudi, φ on kulmafrekvenssi, ω on vaihekulma, ja n(t) on häiriösignaali.

2.3 Live-testausten toteuttaminen

Live-testausta suoritettaessa valitaan ja määritetään laitteet/instrumentit kohteen tyypin ja toimintaympäristön mukaan, sopiva sensori ja detektori. Valosulkuvalvojien live-testausta varten yleisiä työkaluja ovat infrapunarauta, ultrasooni-detektori, impulssijännitteen detektori ja live-testausrutiinit—nämä tarjoavat korkeaa herkkyyttä/resoluutiota tarkalle detektointiin monimutkaisissa sähkömagneettisissa ympäristöissä.

Ennen testausta: Kalibroidaan instrumentit varmistaaksemme mittojen tarkkuuden/vakaan toiminnan.
Testausta tehdessä: Järjestetään tieteellisesti sensoreiden sijainteja/kulmia kattamaan tärkeät osat ja kerätä tarkkoja tietoja, varmistaen testin luotettavuuden. Testihenkilöstön on noudatettava prosesseja, painotettava turvallisuutta ja vältettävä virheitä/onnettomuuksia väärästä käytöstä.

Testin jälkeen: Suoritetaan syvällinen datan analyysi, vahvistetaan/diagnostoidaan epänormaaleja signaaleja, ja otetaan kohdennetut huolto/parannus-toimet, varmistaen laitteen tilan ja piilotetun virheen tarkkanäköisen määrittelyn.

3 Teknologian sovellus-esimerkkien analyysi

3.1 Luovuttamistestiesimerkki

220 kV valosulkuvalvojan luovuttamistestissä tekniset henkilöt suorittivat kattavat testit (sähkösuorituskyky, erityyppisen sähkösuorituskyvyn, jne.) uusiksi asennetuille valosulkuvalvojille.

• Sähkösuorituskyvyn testi: Jatkuvaan virtaan perustuvan viitetension tulokset osoittivat, että sähköominaisuudet vastasivat standardeja (sileät volt-ampere-kuvaajat, ei epänormaaleja fluktuazioita).

• Erityyppisen sähkösuorituskyvyn testi: Valosulkuvalvojilla oli hyvä erityyppinen sähkösuorituskyvyys (vastus määritellyssä alueessa).

• Impulssijännitteen testi: Korkean herkkyysluokan detektori vahvisti, että ei ole ilmeisiä sisäisiä erityyppisen sähkösuorituskyvyn poikkeamia.

Vaihtovirta/impulssijännitteen testejä tehdessä valosulkuvalvojat kestivät nimellisiä jännitteitä ja toimivat normaalisti. Vakaan toiminnan jälkeen asennuksen jälkeen vahvistettiin testin tarkkuus, varmistuen turvallisesta käyttöönotosta. Tekniset henkilöt optimoivat prosesseja kokemuksen perusteella, parantaen tehokkuutta/tarkkuutta.

3.2 Live-testiesimerkki

Substationin live-testauksessa tekniset henkilöt suorittivat infrapunan detektion ja impulssijännitteen testit toimiville 220 kV valosulkuvalvojille:

• Infrapunan detektio: Infrapunarauta havaisi noin 10 °C:n anomalia lämpötilan nousun ylemmässä sijainnissa.

• Impulssijännitteen testi: Lisädetektiolla havaittiin vahvempi impulssijännitteen signaali tässä sijainnissa, mikä viittasi erityyppisen sähkösuorituskyvyn puutteeseen—myöhemmin vahvistettuna alhaisemmalla kuin normaali erityyppinen sähkösuorituskyvyllä.

Kohdennetut korjaukset palauttivat normaalin toiminnan. Tämä testi poisti ajoissa piilotetut riskit, tarjoten arvokasta kokemusta tuleville laitteiden valvontahallinnolle/huollossa.

3.3 Kokemusten yhteenveto ja suositukset

Valosulkuvalvojien luovuttamistestissä, varmistaa, että niiden sähkösuorituskyky ja erityyppinen sähkösuorituskyky vastaavat standardeja, on keskeinen edellytys laitteiden luotettavalle käyttöönotolle. Todellisissa toimintatilanteissa on kiinnitettävä huomiota testilaitteiden kalibrointiin ja ylläpitoon. Säännöllinen ylläpito varmistaa mittojen tarkkuuden ja vakauden. Samalla on vahvistettava datan analysointi ja hallinta: luodaan laiterunkoja ja rakennetaan trendianalyysimalleja, jotta voidaan toteuttaa laitteiden tilan reaaliaikainen valvonta ja virheen ennustaminen. Substationin live-testaustulokset on esitetty taulukossa 1.

Taulukosta 1 nähdään, että standardoitu live-testaus ja ajoitettu ylläpito ovat tehokkaita tapoja parantaa laitteiden toiminnan luotettavuutta, varmistaa sähköverkon vakauden.

4. Johtopäätös

Valosulkuvalvojien luovuttamistestaus ja live-testaus tekniikat 220 kV luokan alapuolella ovat erittäin tehokkaita varmistettaessa valosulkuvalvojien luotettavaa toimintaa. Tulevaisuudessa, kun detektointitekniikat jatkavat innovaatiota ja kehitystä, sähköverkoston älykäs hallintataso paranee entisestään, tarjoten entistä vahvemman teknisen takeen sähköverkon turvalliselle ja vakaille toiminnalle.