Suluhisho na Uchunguzi wa Mwanzo wa Miundombinu ya Tumizi ya Umeme kwa Kutumia Transformer wa Kasi ya Elektroniki

1 Sura na Ufafanulio wa Transformers wa Mwendo wa Umeme wa Kimistari
1.1 Sura ya Kufanya Kazi ya ECT

Transformer wa Mwendo wa Umeme wa Kimistari (ECT) ni kifaa muhimu cha kudhibiti usimamizi wa umeme wa amani, unayoweza kutumia mwenendo wa umeme mkubwa kuwa umeme mdogo wa kimistari kwa matumizi ya utafiti na udhibiti. Tofauti na transformers za zamani (zitumii majukumu ya mzunguko wa kwanza na wa pili), ECT zinatumia sensors (kama vile Hall effect sensors) kutambua mabadiliko ya chanzo cha mwendo kutoka kwenye mzunguko wa kwanza. Hayo sensors hutoa ishara za analog (ya kiwango cha mwendo wa kwanza) kwa matumizi ya mikakati ya umeme (kuongeza, kutengeneza au kufanya digital). ECT za sasa mara nyingi hutoa ishara za digital kwa matumizi moja kwa moja kwa mikakati ya uzalishaji, utathmini, na udhibiti. ECT zinafanya vizuri kuliko transformers electromagnetic za zamani katika uwepo, ukubwa wa kipengele, na haraka ya jibu, wakati wanavyo kuwa ndogo, wenye uzito mdogo, na kunawasha utafiti/utambulisho wa data.

1.2 Ufafanulizo wa ECT katika Mifumo ya Umeme

ECT zinatoa utathmini wa mwendo wa umeme unaotegemea sana kwa ajili ya uchunguzi, udhibiti, na uzalishaji wa umeme (kama vile kuzuia overloads/short circuits). Zinaweza kuhakikisha usalama wa vifaa na watu na kupunguza vikwazo vya umeme. Kwa ajili ya utathmini na ubeba, uwepo wa ECT unaweza kuhakikisha bei sahihi ya umeme kwenye mistari ya kiwango cha juu na umeme mkubwa. Data sahihi pia inaweza kusaidia kuboresha usemi na ustawi wa mifumo.

1.3 Muundo wa Mzunguko wa Pili

Mzunguko wa pili wa ECT (kifaa muhimu) unajumuisha sensors (kama vile Hall effect), mikakati ya kutambua ishara, converters ya analog-to-digital (ADCs), na interfaces za mawasiliano. Vifaa vinajitumia kwa kutosha kwa ajili ya kutambua na kutuma ishara kwa uhakika. ECT za sasa zinafaa kujitambua wenyewe kwa ajili ya kufuatilia ufanisi na matatizo, kusaidia mifumo ya umeme yenye hekima zaidi.

2 Aina za Matatizo ya Mzunguko wa Pili katika ECT
2.1 Matatizo ya Mzunguko Wazi

Yanayotokana na mawito yasiyofaa, viungo vilivyovunjika, au insulation iliyoharibika, matatizo ya mzunguko wazi yanaharibu mzunguko wa umeme, kuleta utathmini asi (kama vile zero au chini). Hii inaweza kuchelewesha matumizi sahihi za uzalishaji na udhibiti, kuleta hatari kwa usalama wa mifumo.

2.2 Matatizo ya Mzunguko Fupi

Yanatosha wakati mawito hayo yanazunguka bila kutumia njia sahihi (kama vile insulation iliyoharibika) kuchanganya mzunguko wa umeme, kuleta spikes za umeme, yanayochanganya vifaa au kuchelewesha matumizi sahihi za uzalishaji na udhibiti.

2.3 Matatizo ya Grounding

Yanatosha wakati mzunguko wa pili hauna grounding sahihi (kama vile insulation iliyoharibika). Yanaongeza njia ya mzunguko wa umeme, kuleta matatizo ya utathmini, uzalishaji wa matumizi asili, au electric shocks (ya hatari kwa ajili ya huduma).

2.4 Matatizo ya Overload

Yanatosha wakati umeme unapopita kiwango cha ubuni (kama vile kutokana na matatizo ya mifumo). Overloads zinachanganya vifaa kwa joto, kuleta degradation ya insulation, au kuchoma vifaa. Yanaweza kutambuliwa kwa kutumia monitoring ya umeme na joto, zinaweza kuchelewesha matumizi ya muda mrefu.

2.5 Matatizo ya Interference ya Mwendo wa Umeme

Kutokana na chanzo cha nje au ndani (kama vile EMI, RFI), interference inachanganya ishara, kuleta matatizo ya utathmini au uzalishaji wa matumizi asili (kama vile kuzuia matumizi ya umeme).

2.6 Matatizo yanayotokana na Joto

Joto kisichokidhi kinachanganya ufanyikazi: joto kikubwa kinachanganya semiconductors/insulation (kunyonga hatari za short-circuit); joto chache kinachanganya vifaa. Hii inachanganya utathmini au uzalishaji wa matumizi asili.

2.7 Matatizo yanayotokana na Corrosion/Aging

Degradation ya kifaa kwa muda (mawito, insulation) kutokana na mazingira (kama vile humidity, vyakula vya kimistari) kunyonga hatari za short-circuit/ground fault.

3 Njia za Diagnosis Online za Matatizo ya Mzunguko wa Pili wa ECT
3.1 Kujitambua Ishara

Inatumia sensors (kama vile Hall effect/current transformers) na ADCs. Sensors za Hall effect hutambua umeme bila kutumia njia ya kushinda, kuhakikisha usalama na uwepo. ADCs huweka ishara za analog kuwa digital kwa ajili ya kutumika. ADCs za kiwango cha juu hutoa ishara za kiwango cha chini, kusaidia kutambua matatizo kwa haraka.

3.2 Tathmini ya Time-Domain

Inajumuisha tathmini ya waveform na tathmini ya takwimu. Tathmini ya waveform hutambua vibaya (kama vile asymmetry/spikes, yanayotegemea kwa matatizo ya vifaa). Tathmini ya takwimu (kama vile mean/standard deviation) hutambua ustawi/distribution ya ishara, kutambua matatizo ya fluctuation.

3.3 Tathmini ya Model-Based Fault Detection

Threshold detection hutumia kiwango cha juu kutengeneza sire za alarm kwa ishara zisizofaa (kulingana na data za zamani/maelezo ya mtu anayejua). Comparison ya model (advanced) hutumia data ya real-time kwa mujibu wa model ya "healthy" system, kutambua deviations kwa tathmini sahihi ya matatizo.

3.4 Tathmini ya Knowledge-Based Fault Location

Fault Tree Analysis (FTA) hutengeneza map ya logic ya matatizo kwa ajili ya kutambua sababu msingi kwa kutumia tathmini ya sub-fault. Mikakati ya expert (kutumia maarifa ya binadamu) hutumia rules (data za zamani/maelezo ya awali) kwa ajili ya kutambua maeneo ya matatizo kwa uhakika, kusaidia scenarious magumu.

3.5 Monitoring ya Thermal Imaging

Imager za thermal infrared hutambua joto lisilo sahihi (kama vile kutokana na overloads/aging insulation) katika ECT. Bila kutumia njia ya kushinda na real-time, zinaweza kusaidia kutambua matatizo kwa usalama bila kutokosea matumizi. Kutumia pamoja na njia nyingine, zinaweza kuboresha uwepo (kurekebisha matatizo kama vile matatizo yanayosalia kutokana na joto).

Maelezo muhimu

ECT zinatoa faida zaidi kuliko transformers za zamani lakini zinaweza kupata matatizo ya mzunguko wa pili (kama vile mzunguko wazi/fupi, noise). Diagnosis online (kujitambua ishara, tathmini ya time-domain, methods za model-based/knowledge-based, thermal imaging) hutoa usimamizi wa imani, kukubalika kwa mahitaji ya mifumo ya umeme ya sasa.