Intelligens átkapcsoló átalakítás gyakorlata egy erőmű 6 kV munkaszakaszában

Egy bizonyos erőmű 6. egységének 6kV munkaszakaszában található kapcsolók hosszú szolgálati élettartama és súlyos öregedése miatt vannak potenciális biztonsági kockázatok, mint például a torzult helyezési rögzítők, az árnyékolókapcsolók anomális bezáródási pozíciói, valamint a védelmi berendezések hibás működése. Ezek a kockázatok fenyegetik az egység stabil működését, ami rendkívül sürgős átalakítást tesz szükségessé. Ugyanakkor, figyelembe véve a közelmúltban bekövetkezett közepes feszültségű kapcsolókkal kapcsolatos elektromos megbillenések esetekét, döntöttünk intelligens kapcsolóberendezések bevezetéséről. Távolról telepítjük a meglévő ECMS-be az intelligens irányítási programot, konfigurálunk elektromos működtető mechanizmusokat, látványos monitorozási és online monitorozási rendszereket, hogy elérjük a "egy gombbal" működést és az állapot korai figyelmeztetését, így elkerülve a személyzet közvetlen érintkezését a berendezésekkel, és biztosítva a működési biztonságot.

1. Az intelligens kapcsolóberendezések átalakításának teljes célkitűzései

Az intelligens kapcsolóberendezések távolról képesek a hagyományos berendezések elektromos paramétereinek ellenőrzésére, mérésére és kommunikációjára. Elektromos mechanizmusokkal hajtják végre a törésvédők behelyezését/kivételét, valamint az árnyékolókapcsolók megnyitását/zárását, ezzel elérve az intelligens működést. Ez az átalakítás két fő funkcióra összpontosít: "automatizált működésre" és "állapot-figyelésre". Integrálja a meglévő online harmonikus monitorozási eszközöket és a motor izoláció online monitorozási eszközöket, hogy növelje a berendezések állapotának érzékenységét. A hajtók cáblak vékonyodása, a mechanizmusok zavarainak, a kapcsolók anomáliai jellemzőinek és a motor alacsony izolációjának gyakori problémái esetén a korai figyelmeztetés és diagnosztika online monitorozási adatokon alapul, amely támogatja a berendezések megbízható működését.

2. Az intelligens kapcsolóberendezések átalakítási terve
(1) Automatizált működés elérése

Távolról telepítjük az intelligens irányítási programot az ECMS-be. Mivel a meglévő ABB MRC egységek csak szabadtávú csatlakozást támogatnak, a kábelhálózat és a további mérő-irányító eszközök költségeinek csökkentése érdekében a Wislink2000 ipari váltót használjuk az ECMS-ben, hogy RS485-on keresztül kommunikáljon ugyanazon gyártó WDZ - 5200 sorozatú integrált védelmi berendezésekkel a kapcsolóberendezésekben. Ezután a védelmi berendezések hardveres csatlakozással kötődnek az MRC egységekhez. Végül a törésvédők/relék és az árnyékolókapcsolók elektromos működtetési funkciói is elérhetővé válnak, egyszerűsítve a vezérlési láncot és javítva a működés hatékonyságát.

(2) Állapot-figyelés és üzemeltetési optimalizálás

Az állapot-figyelés területén konfigurálunk online hőmérséklet-figyelő és törésvédő mechanikai jellemző-figyelő intelligens érzékelőket, és integráljuk az online harmonikus monitorozási eszközöket és az online izoláció-figyelő eszközöket. A helyi ABB MyRemoteCare rendszer segítségével valós időben értékeljük a berendezések egészségi állapotát, és előre jelezhető a berendezések hibaelbuktási valószínűsége. Ez a módszer elősegíti, hogy az üzemeltetés és karbantartás átálljon a "megelőző karbantartás" módból a "proaktív előrejelző menedzsment" módra, optimalizálva az üzemeltetési és karbantartási módot, csökkentve a berendezések hibaelbuktási valószínűségét, és biztosítva az egység hosszú távú stabil működését.

3. Az automatizált működési funkciók leírása
(1) Teljes elektrikus meghajtású védelmi mechanizmus

A kapcsolóhoz egy szakmai motor-hajtású védelmi berendezést tartozik. Anormális működési feltételek, mint például a zavar, esetén a motor kimeneti áram növekszik, aktiválva a védelmi programot, amely leállítja a motort, zárja le az elektromos működtetést, és aktiválja a hiba jelzőfényt, elkerülve a visszafordíthatatlan mechanikai károkat.

A törésvédő/relék és az árnyékolókapcsoló elektromos működtetésének tervezése a következő:

• Relé elektromos behelyezése: A relék alaplapjához hozzáadunk egy hajtómotort, amely a relék testét behelyezi a munka- vagy tesztpozícióba. Konfigurálunk egy intelligens figyelő egységet, amely antistall függvénnyel rendelkezik, hatékonyan elkerülve a relék mechanikai hibáinak téves felismerését; ha a motor hibát jelez, automatikusan védi a motort és a hajtóműszert, a hiba jelzőfény felgyúlik, és riasztási jel kiadódik.

• Árnyékolókapcsoló interlockolás: Az árnyékolókapcsoló elektromos működtetése interlockolva van a törésvédő/relékkel. A relék és az árnyékolókapcsoló teljes elektromos működési módja jelentősen javítja a működés hatékonyságát, és biztosítja a működtetők biztonságát – a működtetők már nem szükségesek a kapcsolóterembe belépniük a helyi működéshez, csökkentve a terhelés-váltás várakozási idejét, és elkerülve a működési hibák általi személyi sérüléseket.

(2) Programozott működési logika

• Egy gombbal szekvenciális működés: Amikor a rendszer törésvédő bezárás parancsot kap, először automatikusan nyitja az árnyékolókapcsolót, majd elektromosan behelyezi a törésvédő relét; a relé behelyezése után a bezárás műveletet DCS-ből (a nyitás művelete fordítva). Támogatja a kapcsolóberendezések távoli váltását az árnyékolókarbantartás, hideg és meleg tartalék, valamint a működési állapotok között, szekvenciális ellenőrzés elérésére.

• Működési mód követelményei: Elektromos működtető eszközökkel felszerelt törésvédő/relék és árnyékolókapcsoló, valamint teljes folyamat vizuális figyelő eszközökkel, hogy a törésvédők és árnyékolókapcsolók távoli vizualizációját elérjük, intuitív működési állapot-követést és napravi üzleti menedzsmentet. Biztonságos üzemeltetési és karbantartási követelményeket teljesít, lehetővé téve a távoli vagy helyi központosított ellenőrzést; manuális és elektromos működtetés szabadon váltakozhat és interlockolódik, biztosítva a működési biztonságot.

4. Az állapot-figyelési funkciók leírása
(1) Valós időben történő diagnózis a terhelés-változások alapján

A potenciális berendezési hibák és rejtett kockázatok időben történő felismerésére, korai figyelmeztetésre, problémák további fejlődésének elkerülésére, és a váratlan energiamegszakítás valószínűségének csökkentésére, a vezetékes rádiófrekvencia technológiát alkalmazzuk a kapcsolókontaktusok/cáblak végpontjainak hőmérséklet-emelkedésének és a kapcsoló dinamikus jellemző aszinkroniájának valós időben történő gyűjtésére és figyelésére. Ezenkívül a hosszú távú működés során a hálózati figyelő és diagnosztikai rendszer által gyűjtött működési rekordok megbízható alapot szolgáltatnak a berendezések egészségi állapotának értékeléséhez.

(2) A kapcsolóberendezések online hőmérséklet-figyelési elve

• Hőmérséklet-mérési elrendezés: 6 pont a törésvédő mozgó kontaktusaival (felső és alsó kontaktusok), 3 pont a kábel oldalán; 3 pont a felső buszlevedő ágazási oldalán, 3 pont az alsó kontaktuskarokon, és 3 pont a relék kábel oldalán.

• Műszaki jellemzők: A törésvédő hőmérséklet-mérése beépített design szerint történik, hogy elkerülje a Kontaktuskar vagy ujj blokkolását; minden hőmérséklet-mérő modul akkumulátormentes vezetékes rádiófrekvencia kommunikációt használ. Ha a törésvédő/relék cserélődnek, az online hőmérséklet-figyelő eszköz gyorsan felismeri az új berendezést, és automatikusan párosítja, hogy biztosítani tudja a figyelt kapcsolóberendezések és törésvédők egyeztetését, amit a szekrény detektáló egységek automatikus adaptációjával, anélkül, hogy manuálisan kellene beavatkozni (azaz, anélkül, hogy a hőmérséklet-mérő elemeket cseréljük).

(3) Videó távoli figyelési logika

A kapcsolóberendezések belsejében videófigyelő berendezéseket helyezünk el, amelyek távolról továbbítják a figyelési képeket, lehetővé téve a felhasználók számára a berendezések működési állapotának valós időben történő megtekintését a főgépen, és biztosítva a berendezések stabil működését.

• Online videó technikai követelmények: Amikor a működési rendszer (ECMS) egy berendezés működését kiválasztja, a vizuális rendszer automatikusan átkapcsol a működés parancsát követően a működésre vonatkozó berendezés videóra, felrécsegve a teljes működési folyamatot, hogy közvetlenül megtekinthessék és értékelhessék, hogy a törésvédő/relék és az árnyékolókapcsoló működési folyamata és állapota helyes-e, és a kontaktus jó-e, megfelelően a távoli ellenőrzésre. A kamera közvetlenül a magasfeszültségű szekrénybe van telepítve, ellenőrizve a kapcsolóberendezések izolációs teljesítményét és elektromágneses kompatibilitását, és Etherneten keresztül csatlakoztatva a videófigyelési rendszerhez, hogy a törésvédő/relék, a kapcsolóberendezések szekrényei és az árnyékolókapcsolók állapotát figyelje. A videó terminál meghívhatja a megfelelő részek figyelési képeit a távoli ellenőrzésre, anélkül, hogy szükség lenne a helyszíni személyzet jelenlétére. A kapcsolóberendezések távoli működtetésekor a kamera automatikusan visszacsatol videofigyelési képeket a mozgás detektálásával, lehetővé téve a működtetők számára, hogy a főgépen online figyeljék a működési folyamatot és állapotot, kiküszöbölve a kellemetlen helyszíni ellenőrzést.

(4) Az online harmonikus figyelés elve

Amikor az elektromos berendezések anomális vagy romló állapotban működnek, különböző frekvenciájú magasrendű harmonikusokat generálnak. A berendezések romlásának foka a "relatív harmonikus tartalom → mutatóérték → normaérték" számítási folyamat segítségével határozható meg: először, a különböző rendű áramerősségi harmonikusok relatív harmonikus tartalmát osztjuk a meghatározott rendű áramerősségi harmonikusok teljes harmonikus torzításával, hogy a mutatóértéket kapjuk; ezután, a mutatóértékből képzett minden rendű harmonikus függvényt megszorozzuk a különböző rendű relatív harmonikus tartalom alapján kiszámított diagnosztikai értékkel, hogy a normaértéket kapjuk; végül, a mutatóértéket hasonlíthatjuk a normaértékkel, hogy meghatározzuk a berendezések romlásának fokát.

• Rendszer összetétele: Adatgyűjtő rendszer (ami felelős a motor magasrendű harmonikus adatok valós időben történő online gyűjtéséért) és adatelemző rendszer (ami az elemző szoftver segítségével valós időben elemzi a magasrendű harmonikus adatokat és a hiba korai figyelmeztetést szolgáltatja). A teljes rendszer nemkapcsolódó magasrendű harmonikus adatgyűjtő szenzorokat használ a működő berendezések adatának online gyűjtésére, és a magasrendű harmonikus komponensek és tartalmi arányok alapján végzett átfogó elemzés révén meghatározza a berendezések romlásának fokát, karbantartási alapot szolgáltatva.

(5) A motor izoláció online figyelésének gyakorlata

Az izoláció tesztelése szükséges, hogy meghatározza a magasfeszültségű motorok izolációs állapotát a szolgáltatás előtt és a napi szünetben, ami a berendezések üzemeltetésének és karbantartásának kulcsfontosságú eleme, és a rendszer biztonságának biztosítása szempontjából hatékony eszköz. A nyitott motorok (mint például a körkeringő vízumpompák és a huzalpompák motorjai) és a hosszú távú szünetben lévő motorok rendszeres izoláció tesztelési igényeire korábban már felszereltünk izoláció online figyelő eszközöket. DC magasfeszültségű injekció módszert használunk a kábelek vagy a motor tehercsoportok izoláció mérésére; amikor a vonal kikapcsolt, az izoláció figyelő eszköz automatikusan indítja az izoláció figyelését a szállító áramkörön, valós időben megjelenítve a szünetben lévő berendezések izolációs értékeit, amelyek segítenek a napi üzemeltetésben és karbantartásban.

5. Fejlesztési irányok megbeszélése
(1) A vezérlési energia központosított kezelése

DCS, ECMS vagy NCS-hez hozzáférő intelligens miniatur törésvédők bevezetése, hogy a vezérlési energiát központilag kezeljük. Együttműködésben a fő berendezések behelyezésével és váltásával teljes folyamatú szekvenciális ellenőrzést valósítunk meg, mélyen integrálva az üzemeltetési kezelésbe és optimalizálásba.

(2) Az izoláció-figyelő rendszer fejlesztése

Motor izoláció online figyelő terminálok hozzáadása (amely támogatja a motor kábelcsoportjának reziduális áramának figyelését, amikor a motor bekapcsolva van) a szünetben lévő és működő berendezések izolációs teljesítményének teljes folyamatú figyelésének javítására:

• Csökkenti a rendszeres izoláció tesztelési munkaterhelést és a működési kockázatokat;

• Együttműködésben a harmonikus figyeléssel és MRC-val adatokat szolgáltat a berendezések állapot-alapú karbantartásához;

• Az izoláció adatok RS 485 jelzésekkel kommunikálhatnak a háttérrendszerrel, vagy izoláció/szivárgási áram korai figyelmeztetés/ringó jelzéket adhatnak ki hardveres csatlakozással, automatikusan váltva a hőtartós elemek és motorok között.

(3) Rendszerintegráció optimalizálása

Összekötjük az intelligens kapcsolók minden működési folyamatát a fő DCS-re, hogy lecseréljük a független ECMS-et, csökkentve a befektetési költségeket, lehetővé téve a berendezések központosított DCS-vezérlést és kezelését, optimalizálva és központosítva a felügyeleti munkálatokat, csökkentve a humán erőforrásokat.

6. Következtetés

A 6kV kapcsolóberendezések kulcsszerepet játszanak a telepi energetikai rendszerben, ahol a működési figyelés, a szolgáltatás váltása, az izoláció tesztelése és a karbantartás napi üzemeltetési és karbantartási feladatokban elengedhetetlenek. A smart erőmű építéséhez a 6kV kapcsolóberendezéseknek hangsúlyt kell fektetni a személyzet biztonságán, a berendezések megbízható működésén, a munkaerő-feladatok csökkentésén, és a berendezések állapot-alapú karbantartásán, folyamatosan optimalizálva a meglévő üzemeltetési és karbantartási módot, hogy biztonságosabb, hatékonyabb és gazdaságosabb működést elérjünk.