Практика на интелигентното преобразуване на комутационната апаратура в 6кВ работна секция на електроцентрала

В резултат на дългия срок на експлоатация и сериозното стареене на оборудването, включително деформирани позициониращи бути, аномални затворени позиции на заземващите ключове и дефекти на защитните устройства, ключовете в 6кВ работен сектор на Агрегат 6 на определена електроцентрала имат потенциални безопасностни рискове. Тези рискове заплашват стабилната работа на агрегата, правейки преобразуването изключително спешно. Едновременно, като се вземат предвид недавните случаи на електрически удар, свързани със средноналягански ключове, ние сме решили да приложим интелигентни ключове. Отдалечено внедряваме интелигентна контролна програма в съществуващата ECMS, конфигурираме електрически механизми за управление, визуален мониторинг и системи за онлайн мониторинг, за да постигнем един-бутонна операция и ранно предупреждение за състояние, държащи персонала далеч от самото оборудване и гарантирайки оперативна безопасност.

1. Общи цели на преобразуването на интелигентните ключове

Интелигентните ключове могат отдалечено да мониторират електрическите параметри на традиционното оборудване чрез контролни, измервателни и комуникационни устройства. Използват електрически механизми, за да завършат вмъкването/изваждането на прекъсвачите и затварянето/отварянето на заземващите ключове, постигайки интелигентна операция. Това преобразуване се фокусира върху две основни функции: "автоматизация на операциите" и "мониторинг на състоянието". Интегрира съществуващите онлайн устройства за хармоничен мониторинг и онлайн мониторинг на изолацията на моторите, за да подобри способността за възприемане на състоянието на оборудването. За общи проблеми, като прегряване на кабелни терминатори, закъсали механизми, аномални характеристики на ключовете и ниска изолация на моторите, се реализира ранно предупреждение и диагностика, базирана на данни от онлайн мониторинг, предоставяйки подкрепа за надеждната работа на оборудването.

2. Схема за преобразуване на интелигентните ключове
(1) Реализация на автоматизацията на операциите

Отдалечено внедряваме интелигентната контролна програма в ECMS. С оглед на факта, че съществуващите MRC единици на ABB поддържат само твърди кабели, за да намалим разходите за прокладка на кабели и допълнителни измервателни и контролни устройства, използваме индустриалния свитъч Wislink2000 в ECMS, за да комуникира с интегрирани защитни устройства WDZ - 5200 серия на същия производител в ключовете чрез RS485. След това защитните устройства се свързват с MRC единиците чрез твърди кабели. Накрая, се реализират електрическите функции за управление на прекъсвачите/контакторите и заземващите ключове, опростявайки контролния връз и подобрявайки ефективността на операциите.

(2) Мониторинг на състоянието и оптимизация на експлоатацията и поддръжката

От страна на мониторинга на състоянието, се конфигурират интелигентни улавящи устройства за онлайн температурен мониторинг и механичен характеристикен мониторинг на прекъсвачите, и се интегрират онлайн устройства за хармоничен мониторинг и онлайн мониторинг на изолацията. Опазвайки местната система ABB MyRemoteCare, реално се оценява здравословното състояние на оборудването и се прогнозира вероятността за отказ на оборудването. Чрез този метод, експлоатацията и поддръжката на оборудването се насочва от режима на "предотвратителна поддръжка" към режима на "превантивно предиктивно управление", оптимизирайки модела на експлоатация и поддръжка, намалявайки вероятността за отказ на оборудването и гарантирайки дългосрочната стабилна работа на агрегата.

3. Описание на функциите за автоматизация на операциите
(1) Пълен електрически приводен защитен механизъм

Ключът е оборудван с професионален двигателен защитен уред. При аномални условия на работа, като закъсали, токът на изхода на двигателя се увеличава, активирайки защитната програма, за да прекъсне мощността на двигателя, блокира електрическата операция и активира светещ индикатор за защита с сигнал за грешка, за да се избегне необратимо механично повреждане.

За електрическата операция на прекъсвач/контактор и заземващ ключ, дизайнът е следния:

• Електрическо превключване на платформата: Добавя се двигателен привод към шасито на платформата, за да бута тялото на платформата за превключване между работната и тестовата позиция. Конфигурира се интелигентна мониторингова единица с функция за предотвратяване на закъсалост, за да се избегне неверна оценка на механични дефекти на платформата; при отказ на двигателя, автоматично се защитава двигателът и приводният механизъм, с включен индикатор за грешка и излъчен сигнал за тревога.

• Заземващ ключ с интерлок: Електрическата операция на заземващия ключ е интерлокирана с прекъсвача/контактора. Пълната електрическа операция на платформата и заземващия ключ значително подобрява ефективността на операциите и осигурява безопасност на операторите – операторите вече не са принудени да влизат в ключовата камера за настано управление, намалявайки времето за чакане при превключване на натоварването и избягвайки лични травми от откази при операции.

(2) Програмирана оперативна логика

• Однобутонна последователна операция: При получаване на команда за затваряне на прекъсвача, системата автоматично първо отваря заземващия ключ, след което електрически вмъква платформата на прекъсвача; след като платформата е на място, може да се изпълни операцията за затваряне от DCS (операцията за отваряне е обратна). Поддържа отдалечено превключване на ключовете между заземващ режим, студен резерв, горещ резерв и работен режим, за да се постигне последователен контрол.

• Изисквания за режим на операция: Екипиран с електрически устройства за управление на прекъсвачите/контакторите и заземващите ключове, както и с пълно-процесен визуален мониторинг, за да се постигне отдалечен визуален контрол на прекъсвачите и заземващите ключове, за интуитивно проследяване на състоянието на операциите и всекидневно бизнес управление. Отговаря на изискванията за безопасна експлоатация и поддръжка, позволява отдалечен или местен централизиран контрол; ръчната и електрическата операция могат свободно да се превключват и интерлокирана, за да се гарантира безопасността на операциите.

4. Описание на функциите за мониторинг на състоянието
(1) Ранна диагностика, базирана на промени в натоварването

За да се идентифицират навреме потенциални дефекти и скрити опасности, да се издадат ранни предупреждения, да се предотврати ескалацията на проблеми и да се намали вероятността за неочаквани прекъсвания на електропитанието, се използва безжична радиочестотна технология, за да се събират и мониторират в реално време параметри като температурен напън на контактите/терминаторите на ключовете и динамична асинхронност на характеристики на ключовете. Едновременно, оперативните записи, събрани от системата за онлайн мониторинг и диагностика по време на дългосрочна експлоатация, предоставят надеждна основа за оценка на здравословното състояние на оборудването.

(2) Онлайн температурен мониторинг на ключовете

• Разпределение на температурните измервания: 6 точки за подвижните контакти на прекъсвача (горен и долен контакт) и 3 точки за кабелната страна; 3 точки за горната разклонена страна на главната шина, 3 точки за долния контакт и 3 точки за кабелната страна на контактора.

• Технически особености: Температурното измерване на прекъсвача използва вграден дизайн, за да се избегне експозицията на контактната рама или пръста; всички модули за температурно измерване използват безжична радиочестотна комуникация с самохранене, за да работят без батерии. Когато прекъсвачите/контакторите се заменят, устройството за онлайн температурен мониторинг бързо идентифицира новото оборудване и автоматично се двойничи с него, за да се осигури съответствието между наблюдаваните ключове и прекъсвачите, което се реализира чрез автоматично адаптиране към единицата за детекция на кабината без ръчно вмешателство (т.е. без замяна на елементите за температурно измерване).

(3) Логика за видео отдалечен мониторинг

В ключовете е конфигурирано видео наблюдателно оборудване, за да се предават отдалечено наблюдателни изображения, позволявайки на потребителите да виждат в реално време оперативното състояние на оборудването чрез главния компютър и да гарантират стабилната работа на оборудването.

• Технически изисквания за онлайн видео: Когато в операционната система (ECMS) е избрана операция на оборудването, визуалната система автоматично превключва към видеото на управляемото оборудване след издаването на командата, записвайки целия процес на операцията, за директно наблюдение и оценка дали процесът и състоянието на прекъсвачите/контакторите и заземващите ключове са на място и контактът е добър, отговаряйки на изискванията за отдалечен инспекция. Камерата е направо инсталирана в високонапрегнатата камера, проверена за изолационни характеристики и електромагнитна съвместимост на ключовете, и свързана с системата за видео наблюдение чрез Ethernet, за да наблюдава състоянието на платформите на прекъсвачите/контакторите, капаците на ключовете и заземващите ключове. Видеотерминалът може да извиква наблюдателни изображения на съответните части за отдалечена инспекция без наличието на персонал на място. При отдалечено управление на ключовете, камерата автоматично връща видео наблюдателни изображения чрез детекция на движение, позволявайки на операторите да наблюдават онлайн електрическия процес на управление и състоянието чрез главния компютър, избягвайки досадното настано потвърждение.

(4) Принцип на онлайн хармоничен мониторинг

Когато електрическото оборудване работи при аномални или деградирани условия, то генерира различни честоти на високи хармоники. Степента на деградация на оборудването се определя чрез процеса на изчисление "относително съдържание на хармоники → показателна стойност → стандартна стойност": първо, относителното съдържание на всяка хармоника се дели на общата хармонична деформация на предварително определената хармоника, за да се получи показателна стойност; след това, хармоничната функция, формирана от показателната стойност, се умножава по изчисленията за диагноза на всяка хармоника, извлечени от относителното съдържание на всяка хармоника, за да се получи стандартна стойност; накрая, показателната стойност се сравнява със стандартната стойност, за да се определи степента на деградация на оборудването.

• Състав на системата: Състои се от система за събиране на данни (отговаряща за онлайн събиране на данни за високи хармоники на двигателя) и система за анализ на данни (разчитаща на софтуер за анализ, за реално време анализ на данни за високи хармоники и ранно предупреждение за грешки). Цялата система използва безконтактни сензори за събиране на високи хармоники, за да събира онлайн данни за работещо оборудване, и определя степента на деградация на оборудването чрез комплексен анализ на компонентите на високи хармоники и техните процентни съдържания, предоставяйки основа за поддръжка.

(5) Практика на онлайн мониторинг на изолацията на двигатели

Изпитване на изолацията е необходимо, за да се определи състоянието на изолацията на високонапрегнатите двигатели преди подаване на електропитание и по време на всекидневен резерв, което е ключов елемент в експлоатацията и поддръжката на оборудването и ефективен начин за осигуряване на безопасността на системата. За регулярните нужди от изпитване на изолацията на отворени двигатели (като двигатели на циркулаторни водни помпи и подавателни водни помпи) и на длъргосрочен резерв на двигатели в агрегата, са оборудвани рано устройства за онлайн мониторинг на изолацията. Методът на инжектиране на DC високо напрежение се използва за измерване на изолацията на кабели или обмотки на двигатели; когато линията е без питание, устройството за мониторинг на изолацията автоматично стартира мониторинг на изолацията на питащата линия, показвайки в реално време стойностите на изолацията на резервното оборудване, за да се облекчи всекидневната експлоатация и поддръжка.

5. Разискване на насоки за подобряване
(1) Централизирано управление на контролната мощност

Въведете интелигентни миниатюрни прекъсвачи, достъпни до DCS, ECMS или NCS, за да се постигне централизирано управление на контролната мощност. Сътрудничете с основното оборудване за вмъкване/изваждане и превключване, за да се завърши пълно-процесен последователен контрол, дълбоко интегриран в управлението и оптимизацията на експлоатацията.

(2) Подобряване на системата за мониторинг на изолацията

Добавете терминали за онлайн мониторинг на изолацията на двигатели (поддържащи мониторинг на остатъчния ток на двигателните линии, когато двигателят е под напрежение), за да се подобри пълно-процесен мониторинг на изолацията на резервното и работещото оборудване:

• Намалете работата по регулярно изпитване на изолацията и рисковете при операции;

• Сътрудничете с хармоничен мониторинг и MRC, за да предоставите основа за поддръжка на оборудването, основано на състоянието;

• Данните за изолацията могат да комуникират с фоновата част чрез сигнали RS 485 или да излъчат предварителни предупреждения/сигнали за тревога за изолация/течност чрез твърди кабели, за автоматично превключване и интерлокиране на електрически нагреватели и двигатели.

(3) Оптимизация на интеграцията на системата

Свържете всички операции на интелигентните ключове с главния DCS, за да замените независимата ECMS, намалявайки инвестициите, облекчавайки централизираното управление и контрол на оборудването от DCS, оптимизирайки и централизирайки инспекционната работа, и намалявайки човешките ресурси.

6. Заключение

Ключовете на 6кВ играят ключова роля в системата за електроенергия на предприятията, с мониторинг на операции, превключване на мощност, изпитване на изолация и поддръжка, които са незаменими в всекидневната експлоатация и поддръжка. За строителството на интелигентни електроцентрали, ключовете на 6кВ трябва да се фокусират върху осигуряване на безопасността на персонала, надеждната работа на оборудването, намаляване на трудовата интензивност и поддръжка, основана на състоянието, непрекъснато оптимизирайки съществуващия модел на експлоатация и поддръжка, за да се постигне по-безопасна, по-ефективна и икономична експлоатация.