Praksis for intelligent omstilling af spændingsafbrydere i 6kV arbejdssektionen af en kraftværk

På grund af den lange levetid og alvorlige aldring af udstyret har skrudderne i 6kV-arbejdssektionen for enhed 6 på en bestemt kraftværk potentielle sikkerhedshensyn som deformerede lokaliseringsspænder, abnormale lukningspositioner for jordingskrudderne og fejl i beskyttelsesenhederne. Disse hensyn har truet den stabile drift af enheden, hvilket gør transformationen yderst presserende. Samtidig, med hensyn til de nylige tilfælde af elektriske stødulykker vedrørende mellemspændingsskrudde, har vi besluttet at anvende intelligente skrudder. Vi implanterer intelligent kontrolprogram fjernkontrolleret i det eksisterende ECMS, konfigurerer elektriske driftsmekanismer, visuelle overvågningssystemer og online overvågningssystemer for at opnå enknapsdrift og statusvarsel, der holder personale væk fra selve udstyret og sikrer driftssikkerhed.

1. Overordnede mål for transformationen af intelligente skrudder

Intelligente skrudder kan fjerneovervåge elektriske parametre for traditionelt udstyr via kontrol-, måling- og kommunikationsenheder. Det bruger elektriske mekanismer til at udføre racking in/out af brydere og åbning/lukning af jordingskrudderne, hvilket opnår intelligent drift. Denne transformation fokuserer på to store funktioner: "automatiseret drift" og "statusovervågning". Det integrerer også de eksisterende online harmonisk overvågningsenheder og motorisolering online overvågningsenheder for at forbedre udstyrets statusperception. For almindelige problemer som overophedning af kabelslutninger, blokering af mekanismer, abnorme skruddefunktioner og lav motorisolering, realiseres varsel og diagnose baseret på online overvågningsdata, hvilket giver støtte til den pålidelige drift af udstyret.

2. Transformationsskema for intelligente skrudder
(1) Realisering af automatiseret drift

Vi implanterer intelligent kontrolprogram fjernkontrolleret i ECMS. Efter at have taget højde for, at de eksisterende MRC-enheder fra ABB kun understøtter hårdkabling, for at reducere omkostningerne til kablelæggelse og yderligere målings- og kontrolelementer, bruger vi Wislink2000 industrielle switch i ECMS til at kommunikere med WDZ - 5200 serien integrerede beskyttelseselementer fra samme producent i skrudderne via RS485. Derefter er beskyttelseselementerne forbundet med MRC-enhederne via hårdkabling. Til sidst realiseres elektriske driftsfunktioner for brydere/kontaktorer og jordingskruddere, der forenkler kontrolforbindelsen og forbedrer drifteffektiviteten.

(2) Statusovervågning og drift & vedligeholdelsesoptimering

På statusovervågningsfronten er intelligente sensorer for online temperaturmåling og brydermekanisk karakteristisk overvågning konfigureret, og online harmonisk overvågningsenheder og online isoleringsovervågningsenheder er integreret. Ved hjælp af det lokale ABB MyRemoteCare-system vurderes udstyrets sundhedsstatus i realtid, og sandsynligheden for udstyrskvæld prædiktes. Gennem denne metode bliver udstyrsdrift og vedligeholdelse promoveret fra "forebyggende vedligeholdelse" til "proaktiv prædiktiv forvaltning", der optimerer drifts- og vedligeholdelsesmodellen, reducerer sandsynligheden for udstyrskvæld og sikrer langsigtede stabil drift af enheden.

3. Beskrivelse af automatiseret driftsfunktioner
(1) Fuldt elektrisk drevet beskyttelsesmekanisme

Skrudden er udstyret med en professionel motordrevet beskyttelsesenhed. Når abnorme arbejdsvilkår som blokering opstår, øges motorens udgangsstrøm, hvilket aktiverer beskyttelsesprogrammet til at afbryde motorstrømmen, låse elektrisk drift, og aktivere beskyttelsesindikatorlampe med fejlmeddelelse for at undgå irreversibel mekanisk skade.

For elektrisk drift af bryder/kontaktor handcart og jordingskrudder, er designet følgende:

• Handcart elektrisk skift: En drevmotor er tilføjet til handcart-chassiet for at trække handcart-kroppen for skift mellem arbejdsposition og testposition. En intelligent overvågningsenhed med anti-stopp funktionalitet er konfigureret for effektivt at undgå misforståelse af handcart-mekaniske fejl; når en motorfejl opstår, beskytter den automatisk motoren og drevmekanismen, med fejlindikatorlampe tændt og en alarmmeddelelse udsendt.

• Jordingskrudder interlocking: Elektrisk drift af jordingskrudderen er interlocked med bryder/kontaktor handcart. Den fuldt elektriske driftsmåde af handcart og jordingskrudder forbedrer betydeligt drifteffektiviteten og sikrer operatørers sikkerhed—operatører behøver ikke længere at gå ind i skruddelokaler for påstedsoperation, hvilket reducerer ventetiden for belastningsskift og undgår personskader fra driftsfejl.

(2) Programmeret driftslogik

• Enknap sekventiel drift: Når der modtages en bryder lukningskommando, åbner systemet først jordingskrudderen, derefter elektrisk racks in bryder handcart; efter handcart er på plads, kan lukningsoperationen udføres fra DCS (åbning operation er modsat). Det understøtter fjernskift af skrudder mellem jordingsvedligeholdelse, kolde reserve, varme reserve og driftstillstand for at opnå sekventiel kontrol.

• Driftsmodus krav: Udstyret med elektriske driftsenheder for brydere/kontaktorer og jordingskruddere, samt fuldprocess visual overvågningsenheder, for at opnå fjernvisualisering af brydere og jordingskruddere for intuitive driftsstatus sporings- og daglige forretningsforvaltning. Det opfylder sikker drifts- og vedligeholdelseskrav, der gør det muligt for fjern- eller lokal centraliseret kontrol; manuel og elektrisk drift kan frit skifte og være interlocked for at sikre driftssikkerhed.

4. Beskrivelse af statusovervågningsfunktioner
(1) Realtidsdiagnose baseret på belastningsændringer

For at identificere potentielle udstyrdefekter og skjulte farer i tide, udsende varsel, forebygge problemets eskalation og reducere sandsynligheden for uforudset strømafbrydelse, anvendes trådløs radiofrekvens teknologi til realtidssamling og overvågning af parametre som temperaturstigning af skruddes kontakter/ledninger og skruddes dynamiske karakteristiske asynkroni. Samtidig, de driftsrekorder, der indsamles af online overvågnings- og diagnosticeringssystem under langvarig drift, giver en pålidelig basis for udstyrs sundheds vurdering.

(2) Online temperatur overvågnings skema for skrudder

• Temperaturmåling layout: 6 punkter for bryder mobile kontakter (ovenover og nederste kontakter) og 3 punkter for kablerside; 3 punkter for ovenover busbar grene side, 3 punkter for nederste kontaktarm, og 3 punkter for kablerside af kontaktoren.

• Tekniske egenskaber: Bryder temperaturmåling anvender en indbygget design for at undgå eksponering på kontaktarm eller finger; alle temperaturmålingsmoduler anvender selvforladende trådløs radiofrekvens kommunikation for batterifri drift. Når brydere/kontaktorer erstattes, kan online temperatur overvågningsenheden hurtigt identificere nyt udstyr og automatisk parere med det for at sikre matchingen af overvågede skrudder og brydere, som realiseres ved automatisk tilpasning til kabinetdetektionsenheden uden manuel intervention (dvs. uden at erstatte temperaturmålingskomponenter).

(3) Video fjernovervågnings logik

Video overvågningsudstyr er konfigureret indeni skrudderne for at sende overvågningsbilleder fjernkontrolleret, hvilket tillader brugere at se udstyrs driftsstatus i realtid gennem hovedcomputeren og sikre stabil drift af udstyr.

• Online video tekniske krav: Når en udstyrsdrift er valgt i driftsystemet (ECMS), skifter visuelt system automatisk til video af det driftede udstyr efter kommandoen er udsendt, der optager hele driftsprocessen for direkte observation og vurdering af, om driftsprocessen og status for brydere/kontaktorer og jordingskruddere er på plads og kontakt er god, der opfylder fjerninspectionskrav. Kameraet er direkte installeret i højspændingsafsnittet, bekræftet for skruddernes isoleringsydelse og elektromagnetisk kompatibilitet, og forbundet til videomonitoringssystemet via Ethernet for at overvåge status for bryder/kontaktor handcarts, skruddeluks, og jordingskruddere. Videoterminalen kan kalde overvågningsbilleder af korresponderende dele for fjerninspection uden påstedspersonale. Når der fjernstyrer skrudder, sender kameraet automatisk videomonitoringsbilleder gennem bevægelsesdetektion, der gør det muligt for operatører at online overvåge elektrisk driftsprocessen og status gennem hovedcomputeren, eliminere den kedelige påstedsbekræftelse.

(4) Princip for online harmonisk overvågning

Når elektriske udstyr drift under abnorme eller forringede vilkår, producerer det højorden harmonier af forskellige frekvenser. Udstyrs forringelsesgrad fastsættes gennem beregningsprocessen "relativ harmonisk indhold → indikatorværdi → standardværdi": først divideres relativ harmonisk indhold for hver orden af strømharmonier med total harmonisk forvrængning af strømharmonier for den forudbestemte orden for at få indikatorværdi; derefter multipliceres harmonisk funktion for hver orden dannet af indikatorværdi med beregningsværdi for hver ordens diagnose udledt fra relativ harmonisk indhold for hver orden for at få standardværdi; endelig sammenlignes indikatorværdi med standardværdi for at fastlægge udstyrs forringelsesgrad.

• System sammensætning: Består af et dataindsamlingsystem (ansvarlig for realtidsonlineindsamling af motor højorden harmonidata) og et dataanalyse system (relateret til analyse software for realtid analyser af højorden harmonidata og fejl varsel). Hele systemet anvender non-kontakt højorden harmoniindsamlings sensorer til onlineindsamling af driftsudstyr data, og fastlægger udstyrs forringelsesgrad gennem en kombineret analyse af højorden harmonikomponenter og deres indholdsprocenter, der giver en basis for vedligeholdelse.

(5) Praksis for motorisolering online overvågning

Isoleringstest er nødvendig for at fastlægge isoleringsstatus for højspændingsmotorer inden strømforsyning og under daglige stand-by, hvilket er en vigtig del af udstyrs drift og vedligeholdelse og en effektiv metode til at sikre systemets sikkerhed. For regelmæssige isoleringstestbehov for åbne motorer (som cirkulationsvandpumpemotorer og spildevandpumpemotorer) og langvarige stand-by motorer i enheden, er isolering online overvågningsenheder blevet udstyret tidligt. DC højspændingsinjektionsmetoden anvendes til isoleringsmåling af kabler eller motorvindinger; når linjen er afbrudt, starter isoleringsovervågningsenheden automatisk isoleringsovervågning af forsyningssirkuitet, viser isoleringsværdier for stand-by udstyr i realtid for at lette daglig drift og vedligeholdelse.

5. Diskussion om forbedringsretninger
(1) Centraliseret forvaltning af kontrolstrøm

Introducer linje-kontrollerede intelligente miniaturebrydere, der er tilgængelige for DCS, ECMS, eller NCS, for at opnå centraliseret kontrol af kontrolstrøm. Samarbejde med hovedudstyrs racking in/out og skift drift for at gennemføre fuldprocess sekventiel kontrol, dybt integreret i driftsforvaltning og optimering.

(2) Forbedring af isoleringsmonitoringssystem

Tilføj motorisolering online overvågningsterminaler (understøtter reststrøm overvågning af motorkredsløb, når motoren er slået til) for at forbedre fuldprocess overvågning af isoleringsydeevne for stand-by og driftsudstyr:

• Reducer regelmæssig isoleringstest arbejdsbelastning og driftsrisk;

• Samarbejde med harmonisk overvågning og MRC for at give en basis for udstyrs tilstandsbaseret vedligeholdelse;

• Isoleringsdata kan kommunikere med baggrunden via RS 485 signaler eller udgive isolering/lekkagestrøm varsel/alarm signaler via hårdkabling for automatisk skift interlocking af elektriske varmere og motorer.

(3) Systemintegration optimering

Forbinde alle driftsprocesser for intelligente skrudder til hoved DCS for at erstatte uafhængige ECMS, reducere investeringsomkostninger, lette centraliseret DCS kontrol og forvaltning af udstyr, optimere og centralisere inspektionsarbejde, og reducere menneskelige ressourcer.

6. Konklusion

6kV-skrudder spiller en nøglerolle i kraftværksstrømsystemet, med driftsmonitoring, strømskift, isoleringstest og vedligeholdelse, der er uundværlige i daglig drift og vedligeholdelse. For smart kraftværkskonstruktion skal 6kV-skrudder fokusere på at sikre personales sikkerhed, pålidelig drift af udstyr, reduktion af arbejdsintensitet og tilstandsbaseret vedligeholdelse, ved at kontinuerligt optimere den eksisterende drifts- og vedligeholdelsesmodel for at opnå sikrere, mere effektiv og økonomisk drift.