Praktik Transformasi Peralatan Pintar di Bagian Kerja 6kV di Pembangkit Listrik

Dikarenakan umur layanan yang panjang dan penuaan peralatan yang parah, saklar di bagian kerja 6kV Unit 6 dari suatu pembangkit listrik memiliki potensi bahaya keselamatan seperti pin lokasi yang bengkok, posisi penutupan yang tidak normal pada saklar tanah, dan kerusakan pada perangkat pelindung. Bahaya ini telah mengancam operasi stabil unit tersebut, sehingga transformasi menjadi sangat mendesak. Sementara itu, mempertimbangkan kasus-kasus kecelakaan kelistrikan baru-baru ini yang melibatkan saklar menengah, kami memutuskan untuk mengadopsi switchgear cerdas. Kami secara jarak jauh menyisipkan program kontrol cerdas ke dalam ECMS yang ada, mengonfigurasikan mekanisme pengoperasian listrik, pemantauan visual, dan sistem pemantauan online untuk mencapai operasi satu tombol dan peringatan dini status, menjauhkan personel dari peralatan itu sendiri dan memastikan keselamatan operasi.

1. Tujuan Umum Transformasi Switchgear Cerdas

Switchgear cerdas dapat memantau parameter listrik peralatan tradisional secara jarak jauh melalui perangkat kontrol, pengukuran, dan komunikasi. Ini menggunakan mekanisme listrik untuk menyelesaikan racking in/out circuit breaker dan pembukaan/tutupan saklar tanah, mencapai operasi cerdas. Transformasi ini fokus pada dua fungsi utama: "otomatisasi operasi" dan "pemantauan status". Ini juga mengintegrasikan perangkat pemantauan harmonisa online yang ada dan perangkat pemantauan isolasi motor online untuk meningkatkan kemampuan persepsi status peralatan. Untuk masalah umum seperti panas berlebih pada terminal kabel, macet pada mekanisme, karakteristik saklar yang abnormal, dan isolasi motor rendah, peringatan dini dan diagnosis dicapai berdasarkan data pemantauan online, memberikan dukungan untuk operasi andal peralatan.

2. Skema Transformasi Switchgear Cerdas
(1) Realisasi Otomatisasi Operasi

Kami secara jarak jauh menyisipkan program kontrol cerdas ke dalam ECMS. Mengingat bahwa unit MRC ABB yang ada hanya mendukung kabel keras, untuk mengurangi biaya pemasangan kabel dan perangkat pengukuran dan kontrol tambahan, kami menggunakan switch industri Wislink2000 dalam ECMS untuk berkomunikasi dengan perangkat perlindungan terintegrasi seri WDZ - 5200 dari produsen yang sama dalam switchgear melalui RS485. Kemudian, perangkat perlindungan dihubungkan ke unit MRC melalui kabel keras. Akhirnya, fungsi operasi listrik circuit breaker/kontaktor dan saklar tanah diwujudkan, menyederhanakan tautan kontrol dan meningkatkan efisiensi operasi.

(2) Pemantauan Status dan Optimalisasi Operasi & Pemeliharaan

Di sisi pemantauan status, perangkat sensor cerdas untuk pemantauan suhu online dan pemantauan karakteristik mekanis circuit breaker dikonfigurasikan, dan perangkat pemantauan harmonisa online dan perangkat pemantauan isolasi online diintegrasikan. Bergantung pada sistem lokal ABB MyRemoteCare, status kesehatan peralatan dievaluasi secara real time, dan probabilitas kegagalan peralatan diprediksi. Melalui metode ini, operasi dan pemeliharaan peralatan dipromosikan untuk beralih dari mode "pemeliharaan preventif" ke mode "manajemen prediktif proaktif", mengoptimalkan mode operasi dan pemeliharaan, mengurangi probabilitas kegagalan peralatan, dan memastikan operasi stabil jangka panjang unit.

3. Deskripsi Fungsi Otomatisasi Operasi
(1) Mekanisme Perlindungan Penggerak Listrik Penuh

Saklar dilengkapi dengan perangkat perlindungan motor drive profesional. Ketika kondisi kerja abnormal seperti macet terjadi, arus output motor meningkat, memicu program perlindungan untuk memutus daya motor, mengunci operasi listrik, dan mengaktifkan lampu indikator perlindungan dengan sinyal kerusakan untuk menghindari kerusakan mekanis yang tidak dapat diperbaiki.

Untuk operasi listrik circuit breaker/kontaktor handcart dan saklar tanah, desainnya adalah sebagai berikut:

• Switching Handcart Listrik: Motor penggerak ditambahkan ke rangka handcart untuk menarik badan handcart untuk switching antara posisi kerja dan posisi uji. Unit pemantauan cerdas dengan fungsi anti-stall dikonfigurasikan untuk secara efektif menghindari kesalahan penilaian tentang kerusakan mekanis handcart; ketika terjadi kerusakan motor, ia secara otomatis melindungi motor dan mekanisme penggerak, dengan lampu indikator kerusakan menyala dan sinyal alarm dikeluarkan.

• Kaitan Saklar Tanah: Operasi listrik saklar tanah dikaitkan dengan circuit breaker/kontaktor handcart. Mode operasi listrik penuh handcart dan saklar tanah secara signifikan meningkatkan efisiensi operasi dan memastikan keselamatan operator—operator tidak lagi perlu memasuki ruang saklar untuk operasi di tempat, mengurangi waktu tunggu switching beban dan menghindari cedera pribadi akibat kegagalan operasi.

(2) Logika Operasi Program

• Operasi Berurutan Satu Tombol: Ketika menerima perintah penutupan circuit breaker, sistem secara otomatis membuka saklar tanah terlebih dahulu, lalu secara listrik meracking circuit breaker handcart; setelah handcart berada di tempat, operasi penutupan dapat dieksekusi dari DCS (operasi pembukaan dibalik). Ini mendukung switching jarak jauh switchgear antara pemeliharaan tanah, cadangan dingin, cadangan panas, dan status operasi untuk mencapai kontrol berurutan.

• Keperluan Mode Operasi: Dilengkapi dengan perangkat operasi listrik untuk circuit breaker/kontaktor dan saklar tanah, serta perangkat pemantauan visual penuh proses, untuk mencapai visualisasi jarak jauh circuit breaker dan saklar tanah untuk pelacakan status operasi intuitif dan manajemen bisnis harian. Ini memenuhi persyaratan operasi dan pemeliharaan aman, memungkinkan kontrol terpusat jarak jauh atau lokal; operasi manual dan listrik dapat dipindahkan secara bebas dan dikaitkan untuk memastikan keselamatan operasi.

4. Deskripsi Fungsi Pemantauan Kondisi
(1) Diagnosa Berbasis Perubahan Beban Real-time

Untuk mengidentifikasi cacat dan bahaya tersembunyi peralatan secara tepat waktu, mengeluarkan peringatan dini, mencegah eskalasi masalah, dan mengurangi probabilitas pemadaman listrik tak terduga, teknologi frekuensi radio nirkabel digunakan untuk mengumpulkan dan memantau parameter seperti kenaikan suhu kontak/terminal kabel saklar dan asinkronitas karakteristik dinamis saklar secara real-time. Sementara itu, catatan operasi yang dikumpulkan oleh sistem pemantauan dan diagnosa online selama operasi jangka panjang memberikan dasar yang andal untuk penilaian kesehatan peralatan.

(2) Skema Pemantauan Suhu Online untuk Switchgear

• Tata Letak Pengukuran Suhu: 6 titik untuk kontak bergerak circuit breaker (kontak atas dan bawah) dan 3 titik untuk sisi kabel; 3 titik untuk sisi cabang busbar atas, 3 titik untuk lengan kontak bawah, dan 3 titik untuk sisi kabel kontak kontak.

• Ciri Teknis: Pengukuran suhu circuit breaker menggunakan desain built-in untuk menghindari paparan pada lengan kontak atau jari; semua modul pengukuran suhu menggunakan komunikasi frekuensi radio nirkabel self-powered untuk operasi tanpa baterai. Ketika circuit breaker/kontaktor diganti, perangkat pemantauan suhu online dapat dengan cepat mengidentifikasi peralatan baru dan secara otomatis berpasangan dengannya untuk memastikan kecocokan switchgear dan circuit breaker yang dipantau, yang diwujudkan oleh penyesuaian otomatis ke unit deteksi kabinet tanpa intervensi manual (yaitu, tanpa mengganti elemen pengukuran suhu).

(3) Logika Pemantauan Video Jarak Jauh

Perangkat pemantauan video dikonfigurasikan di dalam switchgear untuk mentransmisikan gambar pemantauan secara jarak jauh, memungkinkan pengguna untuk melihat status operasi peralatan secara real-time melalui komputer utama dan memastikan operasi peralatan stabil.

• Spesifikasi Teknis Video Online: Ketika operasi peralatan dipilih dalam sistem operasi (ECMS), sistem visual secara otomatis beralih ke video peralatan yang dioperasikan setelah perintah dikeluarkan, merekam seluruh proses operasi untuk observasi dan penilaian langsung apakah proses dan status operasi circuit breaker/kontaktor dan saklar tanah berada di tempat dan kontak baik, memenuhi persyaratan inspeksi jarak jauh. Kamera dipasang langsung di kompartemen tekanan tinggi, diverifikasi untuk kinerja isolasi switchgear dan kompatibilitas elektromagnetik, dan terhubung ke sistem pemantauan video melalui Ethernet untuk memantau status circuit breaker/kontaktor handcart, tutup switchgear, dan saklar tanah. Terminal video dapat memanggil gambar pemantauan bagian yang sesuai untuk inspeksi jarak jauh tanpa personil di tempat. Ketika mengoperasikan switchgear jarak jauh, kamera secara otomatis memberikan umpan balik gambar pemantauan video melalui deteksi gerakan, memungkinkan operator untuk memantau proses dan status operasi listrik secara online melalui komputer utama, menghilangkan konfirmasi di tempat yang rumit.

(4) Prinsip Pemantauan Harmonisa Online

Ketika peralatan listrik beroperasi dalam kondisi abnormal atau degradasi, ia menghasilkan harmonisa orde tinggi dengan frekuensi berbeda. Derajat degradasi peralatan ditentukan melalui proses perhitungan "kandungan harmonisa relatif → nilai indikator → nilai standar": pertama, kandungan harmonisa relatif setiap orde harmonisa arus dibagi dengan distorsi harmonisa total arus harmonisa orde yang ditentukan untuk mendapatkan nilai indikator; kemudian, fungsi harmonisa setiap orde yang dibentuk oleh nilai indikator dikalikan dengan nilai yang dihitung untuk diagnosis setiap orde yang berasal dari kandungan harmonisa relatif setiap orde untuk mendapatkan nilai standar; akhirnya, nilai indikator dibandingkan dengan nilai standar untuk menentukan derajat degradasi peralatan.

• Komposisi Sistem: Terdiri dari sistem pengambilan data (bertanggung jawab untuk pengambilan data harmonisa orde tinggi motor secara online real-time) dan sistem analisis data (bergantung pada perangkat lunak analisis untuk analisis real-time data harmonisa orde tinggi dan peringatan dini kerusakan). Sistem seluruhnya menggunakan sensor pengambilan harmonisa orde tinggi non-kontak untuk mengumpulkan data operasi peralatan secara online, dan menentukan derajat degradasi peralatan melalui analisis komprehensif komponen harmonisa orde tinggi dan tingkat kandungan mereka, memberikan dasar untuk pemeliharaan.

(5) Praktek Pemantauan Isolasi Motor Online

Pengujian isolasi diperlukan untuk menentukan status isolasi motor tegangan tinggi sebelum transmisi listrik dan selama siaga harian, yang merupakan tautan kunci dalam operasi dan pemeliharaan peralatan dan cara efektif untuk memastikan keamanan sistem. Untuk kebutuhan pengujian isolasi rutin motor terbuka (seperti motor pompa air sirkulasi dan motor pompa feed water) dan motor siaga jangka panjang dalam unit, perangkat pemantauan isolasi online telah dilengkapi lebih awal. Metode injeksi tegangan DC tinggi digunakan untuk pengukuran isolasi kabel atau gulungan motor; ketika garis dipadamkan, perangkat pemantauan isolasi secara otomatis memulai pemantauan isolasi sirkuit feeder, menampilkan nilai isolasi peralatan siaga secara real-time untuk memfasilitasi operasi dan pemeliharaan harian.

5. Diskusi tentang Arah Perbaikan
(1) Manajemen Terpusat Daya Kontrol

Perkenalkan miniature circuit breaker pintar terkontrol jalur yang dapat diakses oleh DCS, ECMS, atau NCS untuk mencapai kontrol terpusat daya kontrol. Bekerja sama dengan operasi racking in/out dan switching peralatan utama untuk menyelesaikan kontrol berurutan penuh, terintegrasi secara mendalam ke dalam manajemen dan optimalisasi operasi.

(2) Perbaikan Sistem Pemantauan Isolasi

Tambahkan terminal pemantauan isolasi motor online (yang mendukung pemantauan arus residu sirkuit motor saat motor dipasok listrik) untuk meningkatkan pemantauan kinerja isolasi penuh proses untuk peralatan siaga dan operasional:

• Mengurangi beban kerja pengujian isolasi rutin dan risiko operasi;

• Berkolaborasi dengan pemantauan harmonisa dan MRC untuk memberikan dasar bagi pemeliharaan berbasis kondisi peralatan;

• Data isolasi dapat berkomunikasi dengan latar belakang melalui sinyal RS 485 atau mengeluarkan sinyal peringatan/alarm isolasi/arus bocor melalui kabel keras untuk interlocking otomatis pemanas listrik dan motor.

(3) Optimalisasi Integrasi Sistem

Hubungkan semua proses operasi switch cerdas ke DCS utama untuk menggantikan ECMS independen, mengurangi biaya investasi, memfasilitasi kontrol dan manajemen peralatan terpusat DCS, mengoptimalkan dan mengonsentrasikan pekerjaan inspeksi, dan mengurangi sumber daya manusia.

6. Kesimpulan

Switchgear 6kV memainkan peran kunci dalam sistem listrik pembangkit, dengan pemantauan operasi, switching daya, pengujian isolasi, dan pemeliharaan menjadi tidak terpisahkan dalam operasi dan pemeliharaan harian. Untuk pembangunan pembangkit listrik cerdas, switchgear 6kV harus fokus pada memastikan keselamatan personel, operasi peralatan yang andal, pengurangan intensitas kerja, dan pemeliharaan berbasis kondisi, terus-menerus mengoptimalkan mode operasi dan pemeliharaan yang ada untuk mencapai operasi yang lebih aman, lebih efisien, dan ekonomis.