Praktis ng Pagsasabagong Intelyihenteng Switchgear sa Seksiyon ng 6kV na Operasyon ng Isang Planta ng Kuryente

Dahil sa mahabang serbisyo at matinding pagtanda ng mga kagamitan, ang mga switch sa 6kV working section ng Unit 6 ng isang power plant ay may potensyal na mga panganib tulad ng deformed locating pins, abnormal closing positions ng mga earthing switches, at malfunctions ng mga protection devices. Ang mga panganing ito ay naging banta sa stable operation ng unit, kaya napakalaking kailangan ang pagbabago. Samantala, dahil sa mga kamakailang kaso ng electric shock casualties na may kaugnayan sa mga medium-voltage switches, pinagpasyanan namin na gamitin ang intelligent switchgear. Iminumplantahan namin remotely ang intelligent control program sa existing ECMS, nakonfigure ang mga electric operating mechanisms, visual monitoring, at online monitoring systems upang makamit ang one-button operation at status early warning, na nagpapalayo ng mga tao mula sa mga kagamitan mismo at nag-aangat ng operational safety.

1. Kabuuang Layunin ng Pagbabago ng Intelligent Switchgear

Ang intelligent switchgear ay maaaring remotely monitor ang electrical parameters ng mga traditional equipment sa pamamagitan ng mga control, measurement, at communication devices. Ginagamit nito ang mga electric mechanisms upang matapos ang racking in/out ng mga circuit breakers at ang opening/closing ng mga earthing switches, na nagpapataas ng intelligent operation. Ang pagbabago na ito ay nakatuon sa dalawang pangunahing function: "operation automation" at "status monitoring". Itinutuloy nito ang integration ng existing online harmonic monitoring devices at motor insulation online monitoring devices upang palakasin ang equipment status perception capability. Para sa mga karaniwang problema tulad ng overheating ng cable terminals, jamming ng mechanisms, abnormal switch characteristics, at mababang motor insulation, natutugunan ang early warning at diagnosis batay sa online monitoring data, nagbibigay ng suporta para sa reliable operation ng mga kagamitan.

2. Pagbabago ng Intelligent Switchgear
(1) Paggawa ng Operation Automation

Iminumplantahan namin remotely ang intelligent control program sa ECMS. Dahil ang existing MRC units ng ABB ay kumuha lamang ng hard wiring, upang mabawasan ang gastos sa cable laying at additional measurement at control devices, ginagamit namin ang Wislink2000 industrial switch sa ECMS upang makipag-communicate sa WDZ - 5200 series integrated protection devices ng parehong manufacturer sa switchgear sa pamamagitan ng RS485. Pagkatapos, konektado ang mga protection devices sa MRC units sa pamamagitan ng hard wiring. Sa huli, natutugunan ang mga electric operation functions ng circuit breakers/contactors at earthing switches, simplifying ang control link at nagpapataas ng operation efficiency.

(2) Status Monitoring at Operation & Maintenance Optimization

Sa panig ng status monitoring, nakonfigure ang mga intelligent sensing devices para sa online temperature monitoring at circuit breaker mechanical characteristic monitoring, at integrated ang online harmonic monitoring devices at online insulation monitoring devices. Nagdedependi sa local ABB MyRemoteCare system, tinatasa ang health status ng mga kagamitan sa real time, at inaasahan ang probability ng equipment failure. Sa pamamagitan ng paraan na ito, inaangat ang equipment operation and maintenance mula sa "preventive maintenance" mode patungo sa "proactive predictive management" mode, na nag-o-optimize ng operation and maintenance mode, binabawasan ang probability ng equipment failures, at sinisigurado ang long-term stable operation ng unit.

3. Paglalarawan ng Operation Automation Functions
(1) Full Electric Drive Protection Mechanism

Ang switch ay kasama ng professional motor drive protection device. Kapag may abnormal working conditions tulad ng jamming, lumalaki ang motor output current, nag-trigger ng protection program upang putulin ang motor power, ilock ang electric operation, at i-activate ang protection indicator light na may fault signal upang iwasan ang irreversible mechanical damage.

Para sa electric operation ng circuit breaker/contactor handcart at earthing switch, ang disenyo ay gayon:

• Handcart Electric Switching: Idinadagdag ang drive motor sa handcart chassis upang itow ang handcart body para sa switching sa pagitan ng working position at test position. Nakonfigure ang intelligent monitoring unit na may anti-stall function upang makuha ang epektibong pag-iwas sa misjudgment ng handcart mechanical faults; kapag may motor failure, ito ay automatically protects ang motor at drive mechanism, may fault indicator light on at alarm signal na inilabas.

• Earthing Switch Interlocking: Ang electric operation ng earthing switch ay interlocked sa circuit breaker/contactor handcart. Ang full electric operation mode ng handcart at earthing switch ay nagsisiguro ng mas mataas na operation efficiency at ligtas na operator—walang kailangan pa ang mga operator na pumasok sa switch room para sa on-site operation, binabawasan ang load switching waiting time at iwasan ang personal injury mula sa operation failures.

(2) Programmed Operation Logic

• One-button Sequential Operation: Kapag natanggap ang circuit breaker closing command, unang binubuksan ng sistema ang earthing switch, pagkatapos ay electrically racks in ang circuit breaker handcart; pagkatapos maupo ang handcart, maaari nang i-execute ang closing operation mula sa DCS (ang opening operation ay reversed). Suportado ang remote switching ng switchgear sa pagitan ng earthing maintenance, cold standby, hot standby, at operation states upang makamit ang sequential control.

• Operation Mode Requirements: Nakapaloob ng electric operation devices para sa circuit breakers/contactors at earthing switches, at full-process visual monitoring devices, upang makamit ang remote visualization ng circuit breakers at earthing switches para sa intuitive operation status tracking at daily business management. Ito ay sumasang-ayon sa safety operation and maintenance requirements, nagbibigay ng remote o local centralized control; maaaring libreng mag-switch at interlock ang manual at electric operations upang siguruhin ang operation safety.

4. Paglalarawan ng Condition Monitoring Functions
(1) Real-time Diagnosis Batay sa Load Changes

Upang agaran na matukoy ang potential equipment defects at hidden hazards, maglabas ng early warnings, iwasan ang paglaki ng problema, at bawasan ang probability ng unexpected power outages, ginagamit ang wireless radio frequency technology upang real-time na kunin at monitor ang mga parameter tulad ng temperature rise ng switch contacts/lead terminals at switch dynamic characteristic asynchrony. Samantala, ang operation records na kinolekta ng online monitoring at diagnosis system sa panahon ng long-term operation ay nagbibigay ng reliable basis para sa equipment health assessment.

(2) Online Temperature Monitoring Scheme para sa Switchgear

• Temperature Measurement Layout: 6 points para sa circuit breaker moving contacts (upper at lower contacts) at 3 points para sa cable side; 3 points para sa upper busbar branch side, 3 points para sa lower contact arm, at 3 points para sa cable side ng contactor.

• Technical Features: Ang circuit breaker temperature measurement ay gumagamit ng built-in design upang iwasan ang exposure sa contact arm o finger; lahat ng temperature measurement modules ay gumagamit ng self-powered wireless radio frequency communication para sa battery-free operation. Kapag pinalitan ang circuit breakers/contactors, mabilis na matutukoy ng online temperature monitoring device ang bagong equipment at automatic pairing upang siguruhin ang matching ng monitored switchgear at circuit breaker, na isinasagawa sa pamamagitan ng automatic adaptation sa cabinet detection unit nang walang manual intervention (i.e., walang replacement ng temperature measurement elements).

(3) Video Remote Monitoring Logic

Nakonfigure ang video monitoring equipment sa loob ng switchgear upang remotely transmit ang monitoring images, na nagbibigay ng kakayahan sa users na real-time na mapanoor ang equipment operation status sa pamamagitan ng host computer at siguruhin ang stable equipment operation.

• Online Video Technical Requirements: Kapag pinili ang equipment operation sa operation system (ECMS), ang visual system ay automatically nag-switch sa video ng operated equipment pagkatapos mag-release ng command, na narecord ang buong operation process para sa direct observation at judgment kung ang operation process at status ng circuit breakers/contactors at earthing switches ay nasa lugar at ang contact ay mabuti, sumasang-ayon sa remote inspection requirements. Ang camera ay direktang inilapat sa high-voltage compartment, verified para sa switchgear insulation performance at electromagnetic compatibility, at konektado sa video monitoring system sa pamamagitan ng Ethernet upang monitor ang status ng circuit breaker/contactor handcarts, switchgear shutters, at earthing switches. Ang video terminal ay maaaring tawagan ang monitoring images ng corresponding parts para sa remote inspection nang walang on-site personnel. Kapag remotely operated ang switchgear, ang camera ay automatically feedback ang video monitoring images sa pamamagitan ng motion detection, nagbibigay ng kakayahan sa operators na online monitor ang electric operation process at status sa pamamagitan ng host computer, iwasan ang tedious on-site confirmation.

(4) Principle ng Online Harmonic Monitoring

Kapag ang electrical equipment ay nagsasagawa ng abnormal o degraded conditions, ito ay nag-generate ng high-order harmonics ng iba't ibang frequencies. Tinukoy ang equipment degradation degree sa pamamagitan ng calculation process ng "relative harmonic content → indicator value → standard value": una, hinati ang relative harmonic content ng bawat order ng current harmonics sa total harmonic distortion ng current harmonics ng predetermined order upang makuha ang indicator value; pagkatapos, inimultiply ang harmonic function ng bawat order na nabuo ng indicator value sa calculated value para sa bawat order's diagnosis na nakuha mula sa relative harmonic content ng bawat order upang makuha ang standard value; sa huli, inicompare ang indicator value sa standard value upang matukoy ang equipment degradation degree.

• System Composition: Binubuo ng data acquisition system (responsible sa real-time online collection ng motor high-order harmonic data) at data analysis system (nagbibigay ng real-time analysis ng high-order harmonic data at fault early warning sa pamamagitan ng analysis software). Ang buong sistema ay gumagamit ng non-contact high-order harmonic acquisition sensors upang online collect ang operation equipment data, at tinutukoy ang equipment degradation degree sa pamamagitan ng comprehensive analysis ng high-order harmonic components at kanilang content rates, nagbibigay ng basis para sa maintenance.

(5) Practice ng Motor Insulation Online Monitoring

Kinakailangan ng insulation testing upang matukoy ang insulation status ng high-voltage motors bago ang power transmission at sa panahon ng daily standby, na ito ay isang key link sa equipment operation and maintenance at isang effective means upang siguruhin ang system safety. Para sa regular insulation testing needs ng open motors (tulad ng circulating water pump motors at feed water pump motors) at long-term standby motors sa unit, maaga na nakapaloob ang insulation online monitoring devices. Gumagamit ng DC high-voltage injection method para sa insulation measurement ng cables o motor windings; kapag powered off ang line, ang insulation monitoring device ay automatically starts ang insulation monitoring ng feeder circuit, real-timely displaying ang insulation values ng standby equipment upang mapadali ang daily operation and maintenance.

5. Discussion sa Improvement Directions
(1) Centralized Management ng Control Power

Ipakilala ang line-controlled intelligent miniature circuit breakers na accessible sa DCS, ECMS, o NCS upang makamit ang centralized control ng control power. Sumasama sa main equipment racking in/out at switching operations upang matapos ang full-process sequential control, deeply integrating sa operation management at optimization.

(2) Improvement ng Insulation Monitoring System

Idagdag ang motor insulation online monitoring terminals (sumusuporta sa residual current monitoring ng motor circuits kapag powered on ang motor) upang mapabuti ang full-process monitoring ng insulation performance para sa standby at operating equipment:

• Bawasan ang regular insulation testing workload at operation risks;

• Sumusunod sa harmonic monitoring at MRC upang magbigay ng basis para sa equipment condition-based maintenance;

• Makikipag-communicate ang insulation data sa background sa pamamagitan ng RS 485 signals o output insulation/leakage current early warning/alarm signals sa pamamagitan ng hard wiring para sa automatic switching interlocking ng electric heaters at motors.

(3) System Integration Optimization

Iconnect ang lahat ng operation processes ng intelligent switches sa host DCS upang palitan ang independent ECMS, bawasan ang investment costs, mapadali ang centralized DCS control at management ng equipment, optimize at centralize ang inspection work, at bawasan ang human resources.

6. Conclusion

Ang 6kV switchgear ay naglalaro ng key role sa plant power system, na ang operation monitoring, power switching, insulation testing, at maintenance ay hindi maaaring iwasan sa daily operation and maintenance. Para sa smart power plant construction, ang 6kV switchgear ay kailangang tumutok sa pag-ensure ng personnel safety, reliable operation ng equipment, reduction ng labor intensity, at condition-based maintenance, continuous na nag-o-optimize ng existing operation and maintenance mode upang makamit ang mas ligtas, mas epektibo, at ekonomikal na operation.