Praksa transformacije pametnog prekidača u radnom odjeljku od 6kV u elektranji

Zbog dugog vremena korištenja i ozbiljnog starenja opreme, prekidači u radnom odjeljku od 6kV jedinice 6 neke elektranje imaju potencijalne sigurnosne rizike poput deformiranih lokacijskih štapića, anormalnih položaja zemljenja prekidača i neispravnosti zaštitnih uređaja. Ovi rizici su prijetili stabilnosti rada jedinice, čineći transformaciju izuzetno nužnom. Uzimajući u obzir nedavne slučajeve smrtnih ishoda i ozljeda od struje povezanih s srednjenskim prekidačima, odlučili smo usvojiti pametnu sklopnu opremu. Udaljeno implantiramo pametni kontrolni program u postojeći ECMS, konfiguriramo električne mehanizme, vizualni nadzor i sustave online nadzora kako bismo ostvarili operaciju na jedan klik i ranu upozoru o stanju, održavajući osoblje udaljenim od same opreme i osiguravajući sigurnost rada.

1. Opći ciljevi transformacije pametne sklopne opreme

Pametna sklopna oprema može udaljeno nadgledati električne parametre tradicionalne opreme putem kontroldnih, mjernih i komunikacijskih uređaja. Koristi električne mehanizme za izvlačenje/uvlačenje prekidača i otvaranje/zatvaranje zemljenja, ostvarujući pametnu operaciju. Ova transformacija fokusira se na dvije glavne funkcije: "automatizacija operacija" i "nadzor stanja". Također integrira postojeće uređaje za online nadzor harmonika i uređaje za online nadzor izolacije motora kako bi se unaprijedila sposobnost prepoznavanja stanja opreme. Za uobičajene probleme poput pretopljivosti kabelskih terminala, zaključavanja mehanizama, anormalnosti karakteristika prekidača i niske izolacije motora, ostvarena je rana upozora i dijagnoza temeljena na podacima online nadzora, pružajući podršku pouzdanom radu opreme.

2. Shema transformacije pametne sklopne opreme
(1) Realizacija automatizacije operacija

Udaljeno implantiramo pametni kontrolni program u ECMS. S obzirom da postojeći MRC moduli ABB-a podržavaju samo tvrdi vezivanje, kako bismo smanjili trošak postavljanja kabela i dodatnih mjernih i kontrolnih uređaja, koristimo industrijski prekidač Wislink2000 u ECMS-u za komunikaciju s integriranim zaštitnim uređajima serije WDZ - 5200 istog proizvođača u sklopnoj opremi putem RS485. Zatim se zaštitni uređaji vezuju s MRC modulima putem tvrdog vezivanja. Konačno, ostvarene su električne operativne funkcije prekidača/kontaktora i zemljenja, pojednostavljena je kontrolna veza i poboljšana efikasnost operacija.

(2) Nadzor stanja i optimizacija održavanja i servisa

Na strani nadzora stanja, konfigurirani su pametni senzori za online nadzor temperature i mehaničkih karakteristika prekidača, te integrirani uređaji za online nadzor harmonika i izolacije. Oslanjajući se na lokalni sustav ABB MyRemoteCare, u stvarnom vremenu procjenjuje se zdravstveno stanje opreme, predviđa se vjerojatnost neispravnosti opreme. Ovim metodom, održavanje i servis opreme prelaze sa "preventivnog održavanja" na "proaktivno prediktivno upravljanje", optimizirajući način održavanja i servisa, smanjujući vjerojatnost neispravnosti opreme i osiguravajući dugotrajno stabilno funkcioniranje jedinice.

3. Opis funkcija automatizacije operacija
(1) Cijeli elektromotorni mehanizam zaštite

Prekidač je opremljen profesionalnim motorom za zaštitu. Kada dođe do anormalnih radnih uvjeta, poput zaključavanja, izlazni struja motora se povećava, pokreće se program zaštite koji prekida napajanje motora, zaključava električnu operaciju i aktivira indikator svjetla greške s signalom greške kako bi se spriječila nevratna mehanička oštećenja.

Za električnu operaciju prekidača/kontaktora i zemljenja, dizajn je sljedeći:

• Električno preklapanje rukara: Na podlošku rukara dodan je pogonski motor za povlačenje tijela rukara između radnog i testnog položaja. Konfiguriran je pametni nadzorni modul s funkcijom zaštite od zaključavanja kako bi se efektivno spriječile greške u prepoznavanju mehaničkih problema rukara; kada dođe do neispravnosti motora, automatski štiti motor i pogonski mehanizam, s indikatorom svjetla greške i emisijom signala alarma.

• Interlokiranje zemljenja: Električna operacija zemljenja interlokirana je s prekidačem/kontaktorom rukara. Cijeli elektromotorni način rada rukara i zemljenja značajno poboljšava efikasnost operacija i osigurava sigurnost operatera—operateri više nemaju potrebu ulaziti u prostoriju sklopne opreme za mjestovni rad, smanjujući vrijeme čekanja na promjenu opterećenja i izbjegavajući osobne ozljede zbog neuspjeha operacija.

(2) Programirana logika operacija

• Jednodugmična sekvenca operacija: Kada se primi naredba za zatvaranje prekidača, sustav automatski prvo otvara zemljenje, zatim električno uvlači rukar prekidača; nakon što je rukar na mjestu, može se izvršiti operacija zatvaranja s DCS (operacija otvaranja je obrnut proces). Podržava udaljeno prebacivanje sklopne opreme između stanja zemljenja, hladnog rezerva, toplinskog rezerva i radnog stanja kako bi se ostvario sekvenčni kontrola.

• Zahtjevi za načinom rada: Opremljeni su električnim operativnim uređajima za prekidače/kontaktore i zemljenja, kao i uređajima za cijeprogornji vizualni nadzor, kako bi se ostvarila udaljena vizualizacija prekidača i zemljenja za intuitivno praćenje stanja operacija i svakodnevno poslovno upravljanje. Ispunjavaju se zahtjevi za sigurno održavanje i servis, omogućujući udaljeno ili lokalno centralizirano upravljanje; ručne i električne operacije mogu se slobodno prebacivati i interlokirati kako bi se osigurala sigurnost operacija.

4. Opis funkcija nadzora stanja
(1) Stvarnovremena dijagnostika temeljena na promjenama opterećenja

Kako bi se vremenski identificirale potencijalne defekte i skriveni rizici opreme, izdane upozore, sprečene eskalacije problema i smanjene vjerojatnosti neočekivanih ispadova struje, primjenjuje se bezžična radiofrekvencijska tehnologija za stvarnovremeno prikupljanje i nadzor parametara poput porasta temperature kontaktne tačke/kabelske terminalne i asinkronosti dinamičkih karakteristika prekidača. Uz to, zapisnik operacija prikupljeni od strane sustava za online nadzor i dijagnozu tijekom dugotrajnog rada pruža pouzdanu osnovu za procjenu zdravstvenog stanja opreme.

(2) Shema online nadzora temperature sklopne opreme

• Raspored mjerenja temperature: 6 točaka za pomične kontakte prekidača (gornji i donji kontakt) i 3 točke za kabelsku stranu; 3 točke za gornju granu busbara, 3 točke za donji ramen kontaktora i 3 točke za kabelsku stranu kontaktora.

• Tehničke značajke: Mjerenje temperature prekidača temelji se na ugrađenom dizajnu kako bi se izbjegao izlaganje na ramen kontaktora ili prst; sve module za mjerenje temperature koriste samonapajanje bezžične radiofrekvencijske komunikacije bez akumulatora. Kada se mijenjaju prekidači/kontaktori, uređaj za online nadzor temperature brzo prepoznaje novu opremu i automatski se upari s njom kako bi se osigurala usklađenost nadgledane sklopne opreme i prekidača, što se ostvaruje automatskim prilagođavanjem jedinici za detekciju ormara bez ručnog interveniranja (bez zamjene elemenata za mjerenje temperature).

(3) Logika udaljenog videonadzora

Unutar sklopne opreme konfigurirana je oprema za videonadzor za udaljeno prenos slika nadzora, omogućujući korisnicima stvarnovremeni pregled stanja rada opreme putem glavnog računala i osiguravajući stabilno funkcioniranje opreme.

• Tehnički zahtjevi za online video: Kada se u sustavu za operacije (ECMS) odabere operacija opreme, visualni sustav automatski prebacuje snimku operirane opreme nakon izdavanja naredbe, snimajući cijeli proces operacije za direktno promatranje i ocjenu toga jesu li operacije i stanja prekidača/kontaktora i zemljenja ispravna, ispunjavajući zahtjeve za udaljenim pregledom. Kamera je direktno instalirana u visokonaponskom odjeljku, verificirana za izolacijske performanse i elektromagnetsku kompatibilnost sklopne opreme, i spojena na sustav za videonadzor putem Ethernet-a kako bi se nadgledalo stanje prekidača/kontaktora rukara, zavjeski sklopne opreme i zemljenja. Video terminal može pozivati snimke nadzora odgovarajućih dijelova za udaljeni pregled bez prisustva osoblja na mjestu. Pri udaljenom upravljanju sklopnom opremom, kamera automatski vraća snimke videonadzora putem detekcije pokreta, omogućujući operaterima online nadzor procesa i stanja električne operacije putem glavnog računala, eliminirajući dosadne mjestovne potvrde.

(4) Princip online nadzora harmonika

Kada električna oprema radi pod anormalnim ili degradiranim uvjetima, generira različite frekvencije visokih harmonika. Nivo degradacije opreme određuje se putem procesa "relativno sadržanje harmonika → vrijednost pokazatelja → standardna vrijednost": prvo, relativno sadržanje svake redne harmonike strujnih harmonika dijeljeno je ukupnom distorzijom harmonika strujnih harmonika predodređene redne dobiva vrijednost pokazatelja; zatim, harmonijska funkcija svake redne formirana vrijednošću pokazatelja pomnožena je s izračunatom vrijednošću za svaku rednu dijagnozu izvedenu iz relativnog sadržaja svake redne dobiva se standardna vrijednost; konačno, vrijednost pokazatelja uspoređuje se s standardnom vrijednošću kako bi se odredio stupanj degradacije opreme.

• Sastav sustava: Sastoji se od sustava za prikupljanje podataka (odgovoran za stvarnovremeno online prikupljanje podataka o visokim harmonikama motora) i sustava za analizu podataka (oslanja se na softver za analizu za stvarnovremenu analizu podataka o visokim harmonikama i ranu upozoru o neispravnosti). Cijeli sustav koristi bezkontaktni senzor za prikupljanje visokih harmonika za online prikupljanje podataka o radu opreme, a kroz cjelovitu analizu komponenata visokih harmonika i njihovih stopa, određuje se stupanj degradacije opreme, pružajući osnovu za održavanje.

(5) Praksa online nadzora izolacije motora

Potrebno je testiranje izolacije kako bi se utvrdilo stanje izolacije visokonaponskih motora prije prenosa struje i tokom svakodnevnog stajanja, što je ključni element u održavanju i servisu opreme i učinkovit sredstvo za osiguranje sigurnosti sustava. Za regularne potrebe testiranja izolacije otvorenih motora (poput motora za cirkulacijsku vodu i motora za podmlađivanje vode) i motora dužeg stajanja u jedinici, već su ranije opremljeni uređaji za online nadzor izolacije. Metoda injiciranja DC visokog napon