Amalan Penjanaan Semula Peralatan Penghubung Pintar dalam Bahagian Kerja 6kV sebuah Kilang Kuasa

Oleh kerana hayat perkhidmatan yang panjang dan penuaan peralatan yang teruk, pemutus litar di bahagian kerja 6kV Unit 6 sebuah loji kuasa mempunyai risiko keselamatan seperti pin penempatan yang berubah bentuk, kedudukan penutup bumi yang tidak normal, dan kegagalan peranti perlindungan. Risiko-risiko ini telah mengancam operasi stabil unit tersebut, menjadikan transformasi ini sangat mendesak. Sementara itu, dengan pertimbangan kepada kes-kes kecederaan elektrik baru-baru ini yang melibatkan pemutus litar tekanan sederhana, kami telah memutuskan untuk menggunakan switchgear pintar. Kami menanam program kawalan pintar secara jauh ke dalam ECMS yang sedia ada, mengkonfigurasi mekanisme operasi elektrik, pemantauan visual, dan sistem pemantauan dalam talian untuk mencapai operasi satu butang dan amaran awal status, menjauhkan kakitangan dari peralatan itu sendiri dan memastikan keselamatan operasi.

1. Matlamat Keseluruhan Transformasi Switchgear Pintar

Switchgear pintar boleh memantau parameter elektrik peralatan tradisional secara jauh melalui peranti kawalan, pengukuran, dan komunikasi. Ia menggunakan mekanisme elektrik untuk melengkapkan racking in/out pemutus litar dan pembukaan/tutupan pemutus bumi, mencapai operasi pintar. Transformasi ini fokus pada dua fungsi utama: "otomasi operasi" dan "pemantauan status". Ia juga mengintegrasikan peranti pemantauan harmonik dalam talian dan peranti pemantauan isolasi motor dalam talian yang sedia ada untuk meningkatkan kemampuan persepsi status peralatan. Untuk masalah-masalah biasa seperti panasan berlebihan terminal kabel, penyumbatan mekanisme, ciri-ciri pemutus litar yang tidak normal, dan isolasi motor yang rendah, amaran awal dan diagnosis dicapai berdasarkan data pemantauan dalam talian, memberikan sokongan untuk operasi yang boleh dipercayai peralatan tersebut.

2. Skema Transformasi Switchgear Pintar
(1) Pelaksanaan Otomasi Operasi

Kami menanam program kawalan pintar secara jauh ke dalam ECMS. Mengambil kira bahawa unit MRC ABB yang sedia ada hanya menyokong penghubungan keras, untuk mengurangkan kos pemasangan kabel dan peranti pengukuran dan kawalan tambahan, kami menggunakan switch industri Wislink2000 dalam ECMS untuk berkomunikasi dengan peranti perlindungan terpadu WDZ - 5200 siri yang sama dalam switchgear melalui RS485. Kemudian, peranti perlindungan dihubungkan ke unit MRC melalui penghubungan keras. Akhirnya, fungsi operasi elektrik pemutus litar/kontaktor dan pemutus bumi dicapai, memudahkan tautan kawalan dan meningkatkan kecekapan operasi.

(2) Pemantauan Status dan Peningkatan Operasi & Penyelenggaraan

Di sisi pemantauan status, peranti sensing pintar untuk pemantauan suhu dalam taline dan pemantauan ciri-ciri mekanikal pemutus litar dikonfigurasikan, dan peranti pemantauan harmonik dalam taline dan peranti pemantauan isolasi dalam taline diintegrasikan. Bergantung pada sistem ABB MyRemoteCare tempatan, status kesihatan peralatan dinilai secara real-time, dan kebarangkalian kegagalan peralatan diramalkan. Melalui kaedah ini, operasi dan penyelenggaraan peralatan dipromosikan dari mod "penyelenggaraan pencegahan" ke mod "pengurusan prediktif proaktif", mengoptimumkan mod penyelenggaraan, mengurangkan kebarangkalian kegagalan peralatan, dan memastikan operasi stabil jangka panjang unit tersebut.

3. Penerangan Fungsi Otomasi Operasi
(1) Mekanisme Perlindungan Pemacu Elektrik Penuh

Pemutus litar dilengkapi dengan peranti perlindungan pemacu profesional. Apabila keadaan kerja yang tidak normal seperti penyumbatan berlaku, arus output motor meningkat, memicu program perlindungan untuk memutuskan kuasa motor, mengunci operasi elektrik, dan mengaktifkan lampu petunjuk perlindungan dengan isyarat kerosakan untuk mengelakkan kerosakan mekanikal yang tidak dapat diperbaiki.

Untuk operasi elektrik pemutus litar/kontaktor handcart dan pemutus bumi, reka bentuknya adalah sebagai berikut:

• Peralihan Elektrik Handcart: Motor penggerak ditambah ke rangka handcart untuk menarik badan handcart untuk peralihan antara kedudukan kerja dan kedudukan ujian. Unit pemantauan pintar dengan fungsi anti-stall dikonfigurasikan untuk mengelakkan kesalahan penghakiman kerosakan mekanikal handcart; apabila kerosakan motor berlaku, ia melindungi motor dan mekanisme penggerak secara automatik, dengan lampu petunjuk kerosakan hidup dan isyarat alaram dikeluarkan.

• Interlok Pemutus Bumi: Operasi elektrik pemutus bumi diinterlok dengan pemutus litar/kontaktor handcart. Mod operasi elektrik penuh handcart dan pemutus bumi meningkatkan kecekapan operasi secara signifikan dan memastikan keselamatan operator—operator tidak lagi perlu memasuki bilik pemutus litar untuk operasi di tempat, mengurangkan masa tunggu peralihan beban dan mengelakkan kecederaan peribadi akibat kegagalan operasi.

(2) Logik Operasi Berprogram

• Operasi Berturutan Satu Butang: Apabila menerima arahan penutupan pemutus litar, sistem secara automatik membuka pemutus bumi terlebih dahulu, kemudian merack in pemutus litar handcart secara elektrik; setelah handcart berada di tempat, operasi penutupan boleh dilaksanakan dari DCS (operasi bukaan dibalikkan). Ia menyokong peralihan jauh switchgear antara pemeliharaan bumi, cadangan sejuk, cadangan panas, dan keadaan operasi untuk mencapai kawalan berturutan.

• Tuntutan Mod Operasi: Dilengkapi dengan peranti operasi elektrik untuk pemutus litar/kontaktor dan pemutus bumi, serta peranti pemantauan visual seluruh proses, untuk mencapai visualisasi jauh pemutus litar dan pemutus bumi untuk pelacakan status operasi intuitif dan pengurusan bisnes harian. Ia memenuhi keperluan operasi dan penyelenggaraan selamat, membolehkan kawalan pusat jarak jauh atau tempatan; operasi manual dan elektrik boleh diswitch dan diinterlok dengan bebas untuk memastikan keselamatan operasi.

4. Penerangan Fungsi Pemantauan Status
(1) Diagnosis Berdasarkan Perubahan Beban

Untuk mengenal pasti cacat dan risiko tersembunyi peralatan dengan tepat, mengeluarkan amaran awal, mencegah eskalasi masalah, dan mengurangkan kebarangkalian gangguan bekalan elektrik yang tidak dijangka, teknologi frekuensi radio nirkabel digunakan untuk mengumpul dan memantau secara real-time parameter seperti peningkatan suhu kontak/terminal kabel pemutus litar dan ketidakseragaman ciri dinamik pemutus litar. Sementara itu, rekod operasi yang dikumpulkan oleh sistem pemantauan dan diagnosis dalam taline semasa operasi jangka panjang memberikan asas yang boleh dipercayai untuk penilaian kesihatan peralatan.

(2) Skema Pemantauan Suhu Dalam Taline untuk Switchgear

• Tata Letak Pengukuran Suhu: 6 titik untuk kontak bergerak pemutus litar (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 kontaktor.

• Ciri Teknikal: Pengukuran suhu pemutus litar menggunakan reka bentuk bina-dalam untuk mengelakkan pendedahan pada lengan atau jari kontak; semua modul pengukuran suhu menggunakan komunikasi frekuensi radio nirkabel tanpa bateri untuk operasi tanpa bateri. Apabila pemutus litar/kontaktor digantikan, peranti pemantauan suhu dalam taline boleh mengenal pasti peralatan baru dengan cepat dan secara automatik berpasangan dengannya untuk memastikan kecocokan switchgear dan pemutus litar yang dipantau, yang direalisasikan melalui adaptasi automatik unit deteksi kabinet tanpa campur tangan manual (i.e., tanpa menggantikan elemen pengukuran suhu).

(3) Logik Pemantauan Video Jarak Jauh

Peranti pemantauan video dikonfigurasikan di dalam switchgear untuk mentransmisikan imej pemantauan secara jarak jauh, membolehkan pengguna melihat status operasi peralatan secara real-time melalui komputer utama dan memastikan operasi peralatan yang stabil.

• Tuntutan Teknikal Video Dalam Taline: Apabila operasi peralatan dipilih dalam sistem operasi (ECMS), sistem visual secara automatik beralih ke video peralatan yang dioperasikan setelah arahan dikeluarkan, merekod seluruh proses operasi untuk pengamatan dan penilaian langsung sama ada proses dan status operasi pemutus litar/kontaktor dan pemutus bumi sudah berada di tempat dan kontak baik, memenuhi keperluan inspeksi jarak jauh. Kamera dipasang secara langsung di ruang tekanan tinggi, diverifikasi untuk prestasi isolasi switchgear dan kebolehpaduan elektromagnetik, dan dihubungkan ke sistem pemantauan video melalui Ethernet untuk memantau status handcart pemutus litar/kontaktor, tutup switchgear, dan pemutus bumi. Terminal video boleh memanggil imej pemantauan bahagian yang sesuai untuk inspeksi jarak jauh tanpa kehadiran kakitangan di tempat. Apabila mengoperasikan switchgear secara jarak jauh, kamera secara automatik memberi maklum balas imej pemantauan video melalui deteksi gerakan, membolehkan operator memantau proses dan status operasi elektrik secara online melalui komputer utama, menghilangkan konfirmasi di tempat yang rumit.

(4) Prinsip Pemantauan Harmonik Dalam Taline

Apabila peralatan elektrik beroperasi dalam keadaan abnormal atau merosot, ia menghasilkan harmonik tingkat tinggi dengan frekuensi yang berbeza. Tahap degradasi peralatan ditentukan melalui proses penghitungan "kandungan harmonik relatif → nilai petunjuk → nilai piawai": terlebih dahulu, kandungan harmonik relatif setiap harmonik arus dibahagikan dengan distorsi harmonik total arus harmonik tertentu untuk mendapatkan nilai petunjuk; kemudian, fungsi harmonik setiap harmonik yang terbentuk oleh nilai petunjuk dikalikan dengan nilai penghitungan untuk diagnosis setiap harmonik yang diperoleh dari kandungan harmonik relatif setiap harmonik untuk mendapatkan nilai piawai; akhirnya, nilai petunjuk dibandingkan dengan nilai piawai untuk menentukan tahap degradasi peralatan.

• Susunan Sistem: Terdiri daripada sistem pengumpulan data (bertanggungjawab untuk pengumpulan data harmonik tingkat tinggi motor secara real-time dalam taline) dan sistem analisis data (bergantung pada perisian analisis untuk analisis data harmonik tingkat tinggi secara real-time dan amaran awal kerosakan). Seluruh sistem menggunakan sensor pengumpulan harmonik tingkat tinggi tanpa sentuhan untuk mengumpul data operasi peralatan secara dalam taline, dan menentukan tahap degradasi peralatan melalui analisis menyeluruh komponen harmonik tingkat tinggi dan kadar kandungan mereka, menyediakan asas untuk penyelenggaraan.

(5) Amalan Pemantauan Isolasi Motor Dalam Taline

Pengujian isolasi diperlukan untuk menentukan status isolasi motor tekanan tinggi sebelum penghantaran tenaga dan semasa siaga harian, yang merupakan tautan penting dalam operasi dan penyelenggaraan peralatan dan cara yang efektif untuk memastikan keselamatan sistem. Untuk keperluan pengujian isolasi berkala motor terbuka (seperti motor pam air sirkulasi dan motor pam air umpan) dan motor siaga jangka panjang dalam unit, peranti pemantauan isolasi dalam taline telah dilengkapi awal. Kaedah injeksi tegangan DC tinggi digunakan untuk pengukuran isolasi kabel atau gulungan motor; apabila laluan dipadam, peranti pemantauan isolasi secara automatik memulakan pemantauan isolasi laluan pemasok, menampilkan nilai isolasi peralatan siaga secara real-time untuk memudahkan operasi dan penyelenggaraan harian.

5. Perbincangan tentang Arah Peningkatan
(1) Pengurusan Pusat Kuasa Kawalan

Kenalkan pemutus litar miniatur pintar yang boleh diakses DCS, ECMS, atau NCS untuk mencapai kawalan pusat kuasa kawalan. Bersama-sama dengan operasi racking in/out dan peralihan peralatan utama, lengkapkan kawalan berturutan seluruh proses, terintegrasi mendalam ke dalam pengurusan dan pengoptimuman operasi.

(2) Peningkatan Sistem Pemantauan Isolasi

Tambah terminal pemantauan isolasi motor dalam taline (mendukung pemantauan arus sisa litar motor apabila motor dipasangkan) untuk meningkatkan pemantauan seluruh proses prestasi isolasi untuk peralatan siaga dan operasi:

• Mengurangkan beban kerja pengujian isolasi berkala dan risiko operasi;

• Berkolaborasi dengan pemantauan harmonik dan MRC untuk menyediakan asas bagi penyelenggaraan berdasarkan keadaan peralatan;

• Data isolasi boleh berkomunikasi dengan latar belakang melalui isyarat RS 485 atau mengeluarkan isyarat amaran/peringatan isolasi/aruskurang melalui penghubungan keras untuk interlok otomatik pemansang elektrik dan motor.

(3) Pengoptimuman Integrasi Sistem

Hubungkan semua proses operasi switchgear pintar ke DCS utama untuk menggantikan ECMS yang berasingan, mengurangkan kos pelaburan, memudahkan kawalan dan pengurusan peralatan secara pusat melalui DCS, mengoptimumkan dan mengumpulkan pekerjaan inspeksi, dan mengurangkan sumber daya manusia.

6. Kesimpulan

Switchgear 6kV memainkan peranan penting dalam sistem kuasa loji, dengan pemantauan operasi, peralihan kuasa, pengujian isolasi, dan penyelenggaraan yang tidak dapat diabaikan dalam operasi dan penyelenggaraan harian. Untuk pembinaan loji pintar, switchgear 6kV harus fokus pada memastikan keselamatan orang, operasi peralatan yang boleh dipercayai, pengurangan intensiti buruh, dan penyelenggaraan berdasarkan keadaan, terus mengoptimumkan mod operasi dan penyelenggaraan yang sedia ada untuk mencapai operasi yang lebih selamat, lebih cekap, dan ekonomi.