การปฏิบัติในการแปลงสวิตช์เกียร์อัจฉริยะในส่วนงาน 6kV ของโรงไฟฟ้า

เนื่องจากอายุการใช้งานที่ยาวนานและสภาพอุปกรณ์ที่เสื่อมโทรมอย่างรุนแรง สวิตช์ในส่วนทำงาน 6kV ของยูนิตที่ 6 ของโรงไฟฟ้าแห่งหนึ่งมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เช่น หมุดตำแหน่งที่ผิดรูป ตำแหน่งปิดของสวิตช์ต่อพื้นที่ผิดปกติ และการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันไม่ถูกต้อง ความเสี่ยงเหล่านี้ได้คุกคามการดำเนินงานที่มั่นคงของยูนิต ทำให้การปรับปรุงเป็นเรื่องที่จำเป็นอย่างยิ่ง นอกจากนี้ เนื่องจากเหตุการณ์บาดเจ็บจากการสัมผัสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นล่าสุดที่เกี่ยวข้องกับสวิตช์แรงดันกลาง เราได้ตัดสินใจที่จะใช้สวิตช์อัจฉริยะ เราทำการฝังโปรแกรมควบคุมอัจฉริยะเข้าไปใน ECMS ที่มีอยู่ กำหนดกลไกการป้อนพลังงานไฟฟ้า การตรวจสอบภาพ และระบบตรวจสอบออนไลน์ เพื่อให้สามารถดำเนินการด้วยปุ่มเดียวและการเตือนภัยสถานะ ทำให้บุคลากรไม่ต้องเข้าใกล้อุปกรณ์โดยตรงและรักษาความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน

1. เป้าหมายโดยรวมของการแปลงสวิตช์อัจฉริยะ

สวิตช์อัจฉริยะสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ไฟฟ้าของอุปกรณ์แบบดั้งเดิมได้จากระยะไกลผ่านอุปกรณ์ควบคุม การวัด และการสื่อสาร มันใช้กลไกไฟฟ้าเพื่อทำให้เบรกเกอร์เลื่อนเข้า/ออก และเปิด/ปิดสวิตช์ต่อพื้นที่ ทำให้การดำเนินการเป็นอัจฉริยะ การแปลงครั้งนี้มุ่งเน้นที่สองฟังก์ชันหลักคือ "การดำเนินการอัตโนมัติ" และ "การตรวจสอบสถานะ" รวมถึงการรวมอุปกรณ์ตรวจสอบฮาร์โมนิกออนไลน์และอุปกรณ์ตรวจสอบฉนวนมอเตอร์ออนไลน์ที่มีอยู่เข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับรู้สถานะของอุปกรณ์ สำหรับปัญหาทั่วไป เช่น ความร้อนสูงของปลายสายเคเบิล การติดขัดของกลไก ลักษณะสวิตช์ผิดปกติ และฉนวนมอเตอร์ต่ำ สามารถเตือนภัยและวินิจฉัยได้จากข้อมูลตรวจสอบออนไลน์ สนับสนุนการดำเนินงานที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์

2. แผนการแปลงสวิตช์อัจฉริยะ
(1) การดำเนินการอัตโนมัติ

เราทำการฝังโปรแกรมควบคุมอัจฉริยะเข้าไปใน ECMS ด้วยเหตุผลที่ MRC ของ ABB ที่มีอยู่รองรับเฉพาะการเชื่อมต่อสายแข็ง เพื่อลดค่าใช้จ่ายในการวางสายและอุปกรณ์วัดและควบคุมเพิ่มเติม เราใช้สวิตช์อุตสาหกรรม Wislink2000 ใน ECMS เพื่อสื่อสารกับอุปกรณ์ป้องกันแบบรวม WDZ - 5200 ของผู้ผลิตเดียวกันในสวิตช์ผ่าน RS485 จากนั้น อุปกรณ์ป้องกันถูกเชื่อมต่อกับ MRC ผ่านสายแข็ง สุดท้าย ฟังก์ชันการดำเนินการด้วยไฟฟ้าของเบรกเกอร์/คอนแทคเตอร์และสวิตช์ต่อพื้นที่ถูกทำให้เสร็จสมบูรณ์ ลดขั้นตอนการควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินการ

(2) การตรวจสอบสถานะและการปรับปรุงการดำเนินการและบำรุงรักษา

ในด้านการตรวจสอบสถานะ อุปกรณ์ตรวจจับอัจฉริยะสำหรับการตรวจสอบอุณหภูมิออนไลน์และการตรวจสอบลักษณะเครื่องกลของเบรกเกอร์ถูกกำหนดไว้ และอุปกรณ์ตรวจสอบฮาร์โมนิกออนไลน์และอุปกรณ์ตรวจสอบฉนวนออนไลน์ถูกรวมเข้าด้วยกัน อาศัยระบบ MyRemoteCare ของ ABB ท้องถิ่น สถานะสุขภาพของอุปกรณ์ถูกประเมินในเวลาจริง และความน่าจะเป็นของการเกิดข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ถูกคาดการณ์ ผ่านวิธีนี้ การดำเนินการและบำรุงรักษาของอุปกรณ์ถูกส่งเสริมให้เปลี่ยนจากโหมด "การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน" เป็น "การบริหารจัดการเชิงพยากรณ์" ปรับปรุงโหมดการดำเนินการและบำรุงรักษา ลดความน่าจะเป็นของการเกิดข้อผิดพลาดของอุปกรณ์ และรักษาการดำเนินการที่มั่นคงระยะยาวของยูนิต

3. คำอธิบายฟังก์ชันการดำเนินการอัตโนมัติ
(1) กลไกป้องกันการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบ

สวิตช์มาพร้อมกับอุปกรณ์ป้องกันการขับเคลื่อนมอเตอร์มืออาชีพ เมื่อเกิดสภาพการทำงานผิดปกติ เช่น การติดขัด กระแสไฟฟ้าขาออกของมอเตอร์เพิ่มขึ้น ทำให้โปรแกรมป้องกันทำงานตัดไฟฟ้าของมอเตอร์ ล็อกการดำเนินการด้วยไฟฟ้า และเปิดไฟแสดงสถานะพร้อมสัญญาณข้อผิดพลาด เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายทางกลไกที่ไม่สามารถแก้ไขได้

สำหรับการดำเนินการด้วยไฟฟ้าของเบรกเกอร์/คอนแทคเตอร์และสวิตช์ต่อพื้นที่ ออกแบบดังนี้:

• การสลับเบรกเกอร์ด้วยไฟฟ้า: เพิ่มมอเตอร์ขับเคลื่อนบนแชสซีของเบรกเกอร์เพื่อดึงตัวเบรกเกอร์สลับระหว่างตำแหน่งทำงานและตำแหน่งทดสอบ กำหนดหน่วยตรวจสอบอัจฉริยะที่มีฟังก์ชันป้องกันการติดขัดเพื่อหลีกเลี่ยงการตัดสินใจผิดพลาดของข้อผิดพลาดเครื่องกลเมื่อมีข้อผิดพลาดของมอเตอร์ มันจะป้องกันมอเตอร์และกลไกขับเคลื่อนอัตโนมัติ พร้อมไฟแสดงสถานะและสัญญาณเตือน

• การล็อกสวิตช์ต่อพื้นที่: การดำเนินการด้วยไฟฟ้าของสวิตช์ต่อพื้นที่ถูกล็อกกับเบรกเกอร์/คอนแทคเตอร์ โหมดการดำเนินการด้วยไฟฟ้าเต็มรูปแบบของเบรกเกอร์และสวิตช์ต่อพื้นที่เพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินการและรักษาความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน—ผู้ปฏิบัติงานไม่จำเป็นต้องเข้าไปในห้องสวิตช์เพื่อดำเนินการที่หน้างาน ลดเวลาการรอการสลับโหลดและหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บจากการดำเนินการที่ผิดพลาด

(2) ลอจิกการดำเนินการตามโปรแกรม

• การดำเนินการตามลำดับด้วยปุ่มเดียว: เมื่อรับคำสั่งปิดเบรกเกอร์ ระบบจะเปิดสวิตช์ต่อพื้นที่ก่อน แล้วทำการเลื่อนเบรกเกอร์ด้วยไฟฟ้า เมื่อเบรกเกอร์อยู่ในตำแหน่ง สามารถดำเนินการปิดจาก DCS (การเปิดจะเป็นทางกลับกัน) รองรับการสลับสวิตช์ระหว่างการบำรุงรักษา การเตรียมพร้อม การเตรียมพร้อมร้อน และสถานะการทำงานจากระยะไกลเพื่อควบคุมตามลำดับ

• ข้อกำหนดโหมดการดำเนินการ: ติดตั้งอุปกรณ์ดำเนินการด้วยไฟฟ้าสำหรับเบรกเกอร์/คอนแทคเตอร์และสวิตช์ต่อพื้นที่ รวมถึงอุปกรณ์ตรวจสอบภาพตลอดกระบวนการ เพื่อให้สามารถมองเห็นเบรกเกอร์และสวิตช์ต่อพื้นที่จากระยะไกล ติดตามสถานะการดำเนินการได้อย่างชัดเจน และบริหารจัดการธุรกิจประจำวัน ตอบสนองความต้องการในการดำเนินการและบำรุงรักษาอย่างปลอดภัย สามารถควบคุมจากระยะไกลหรือที่ศูนย์กลางท้องถิ่น การดำเนินการด้วยมือและไฟฟ้าสามารถสลับและล็อกกันได้เพื่อรักษาความปลอดภัยในการดำเนินการ

4. คำอธิบายฟังก์ชันการตรวจสอบสถานะ
(1) การวินิจฉัยตามการเปลี่ยนแปลงของโหลด

เพื่อระบุข้อบกพร่องและอันตรายที่อาจเกิดขึ้นของอุปกรณ์ได้ทันท่วงที แจ้งเตือนล่วงหน้า ป้องกันปัญหาจากการขยายตัว และลดความน่าจะเป็นของการขาดแคลนไฟฟ้าที่ไม่คาดคิด เราใช้เทคโนโลยีคลื่นวิทยุไร้สายเพื่อรวบรวมและตรวจสอบพารามิเตอร์ เช่น อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของตัวต่อสวิตช์/ปลายสายเคเบิล และความไม่เท่ากันของลักษณะเครื่องกลของสวิตช์ ขณะเดียวกัน บันทึกการดำเนินการที่รวบรวมโดยระบบตรวจสอบและวินิจฉัยออนไลน์ในระหว่างการดำเนินการระยะยาว มอบฐานข้อมูลที่เชื่อถือได้สำหรับการประเมินสุขภาพของอุปกรณ์

(2) แผนการตรวจสอบอุณหภูมิออนไลน์สำหรับสวิตช์

• การวางตำแหน่งวัดอุณหภูมิ: 6 จุดสำหรับตัวต่อเบรกเกอร์ที่เคลื่อนที่ (ตัวต่อบนและล่าง) และ 3 จุดสำหรับด้านสายเคเบิล; 3 จุดสำหรับด้านแขนต่อบน 3 จุดสำหรับแขนต่อล่าง และ 3 จุดสำหรับด้านสายเคเบิลของคอนแทคเตอร์

• คุณสมบัติทางเทคนิค: การวัดอุณหภูมิของเบรกเกอร์ใช้การออกแบบภายในเพื่อหลีกเลี่ยงการเปิดเผยบนแขนต่อหรือปลายนิ้ว โมดูลวัดอุณหภูมิทั้งหมดใช้การสื่อสารคลื่นวิทยุไร้สายที่ใช้พลังงานเองโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ เมื่อเปลี่ยนเบรกเกอร์/คอนแทคเตอร์ อุปกรณ์ตรวจสอบอุณหภูมิออนไลน์สามารถระบุอุปกรณ์ใหม่และจับคู่อัตโนมัติเพื่อรับประกันว่าสวิตช์และเบรกเกอร์ที่กำลังถูกตรวจสอบตรงกัน โดยการปรับตัวอัตโนมัติกับหน่วยตรวจจับตู้โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยมือ (เช่น ไม่ต้องเปลี่ยนองค์ประกอบวัดอุณหภูมิ)

(3) ลอจิกการตรวจสอบภาพจากระยะไกล

ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจสอบภาพภายในสวิตช์เพื่อส่งภาพตรวจสอบจากระยะไกล ช่วยให้ผู้ใช้สามารถดูสถานะการดำเนินการของอุปกรณ์ได้ในเวลาจริงผ่านคอมพิวเตอร์โฮสต์และรักษาการดำเนินการของอุปกรณ์ให้มั่นคง

• ข้อกำหนดเทคนิคการตรวจสอบภาพออนไลน์: เมื่อเลือกการดำเนินการของอุปกรณ์ในระบบการดำเนินการ (ECMS) ระบบภาพจะเปลี่ยนไปยังภาพของอุปกรณ์ที่ดำเนินการหลังจากส่งคำสั่ง บันทึกกระบวนการดำเนินการทั้งหมดเพื่อดูและตัดสินใจว่ากระบวนการและสถานะการดำเนินการของเบรกเกอร์/คอนแทคเตอร์และสวิตช์ต่อพื้นที่อยู่ในที่และติดต่อได้ดี ตอบสนองความต้องการการตรวจสอบจากระยะไกล กล้องถูกติดตั้งโดยตรงในช่องแรงดันสูง ตรวจสอบประสิทธิภาพฉนวนและความเข้ากันได้แม่เหล็กไฟฟ้าของสวิตช์ และเชื่อมต่อกับระบบตรวจสอบภาพผ่าน Ethernet เพื่อตรวจสอบสถานะของเบรกเกอร์/คอนแทคเตอร์ ฝาสวิตช์ และสวิตช์ต่อพื้นที่ ตัวสิ้นสุดวิดีโอสามารถเรียกภาพตรวจสอบของส่วนต่างๆ สำหรับการตรวจสอบจากระยะไกลโดยไม่ต้องมีบุคลากรที่หน้างาน เมื่อดำเนินการสวิตช์จากระยะไกล กล้องจะส่งภาพตรวจสอบผ่านการตรวจจับการเคลื่อนไหวโดยอัตโนมัติ ช่วยให้ผู้ดำเนินการสามารถตรวจสอบกระบวนการและสถานะการดำเนินการด้วยไฟฟ้าผ่านคอมพิวเตอร์โฮสต์ได้ กำจัดการยืนยันที่หน้างานที่ยุ่งยาก

(4) หลักการตรวจสอบฮาร์โมนิกออนไลน์

เมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานภายใต้สภาพที่ผิดปกติหรือเสื่อมโทรม จะสร้างฮาร์โมนิกสูงส่งที่มีความถี่ต่างๆ ระดับการเสื่อมโทรมของอุปกรณ์ถูกกำหนดผ่านกระบวนการคำนวณ "เนื้อหาฮาร์โมนิกสัมพัทธ์ → ค่าตัวชี้วัด → ค่ามาตรฐาน": ก่อนอื่น หารเนื้อหาฮาร์โมนิกสัมพัทธ์ของแต่ละลำดับด้วยความบิดเบี้ยวฮาร์โมนิกของกระแสฮาร์โมนิกที่กำหนดเพื่อได้ค่าตัวชี้วัด จากนั้น ฟังก์ชันฮาร์โมนิกของแต่ละลำดับที่สร้างขึ้นโดยค่าตัวชี้วัดถูกคูณด้วยค่าที่คำนวณได้สำหรับการวินิจฉัยของแต่ละลำดับที่ได้จากเนื้อหาฮาร์โมนิกสัมพัทธ์ของแต่ละลำดับเพื่อได้ค่ามาตรฐาน สุดท้าย ค่าตัวชี้วัดถูกเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐานเพื่อกำหนดระดับการเสื่อมโทรมของอุปกรณ์

• ระบบประกอบด้วย: ระบบรวบรวมข้อมูล (รับผิดชอบการรวบรวมข้อมูลฮาร์โมนิกสูงส่งของมอเตอร์ในเวลาจริง) และระบบวิเคราะห์ข้อมูล (พึ่งพาซอฟต์แวร์วิเคราะห์ข้อมูลฮาร์โมนิกสูงส่งในเวลาจริงและเตือนภัยล่วงหน้า) ระบบทั้งหมดใช้เซ็นเซอร์รวบรวมฮาร์โมนิกสูงส่งแบบไม่สัมผัสเพื่อรวบรวมข้อมูลอุปกรณ์ที่ดำเนินการ และกำหนดระดับการเสื่อมโทรมของอุปกรณ์ผ่านการวิเคราะห์องค์ประกอบฮาร์โมนิกสูงส่งและอัตราเนื้อหาของมัน มอบฐานข้อมูลสำหรับการบำรุงรักษา

(5) การปฏิบัติการตรวจสอบฉนวนมอเตอร์ออนไลน์

การทดสอบฉนวนจำเป็นต้องตรวจสอบสถานะฉนวนของมอเตอร์แรงดันสูงก่อนส่งไฟฟ้าและระหว่างการเตรียมพร้อมประจำวัน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการดำเนินการและบำรุงรักษาอุปกรณ์และเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการรับประกันความปลอดภัยของระบบ สำหรับความต้องการทดสอบฉนวนประจำของมอเตอร์เปิด (เช่น มอเตอร์ปั๊มน้ำหมุนเวียนและมอเตอร์ปั๊มน้ำ пит) และมอเตอร์ที่เตรียมพร้อมระยะยาวในยูนิต อุปกรณ์ตรวจสอบฉนวนออนไลน์ได้ถูกติดตั้งไว้ตั้งแต่แรก ใช้วิธีการฉีดแรงดันสูงแบบตรงเพื่อวัดฉนวนของสายเคเบิลหรือวงจรขดลวดมอเตอร์ เมื่อสายไฟถูกตัด ระบบตรวจสอบฉนวนจะเริ่มตรวจสอบฉนวนของวงจรป้อนโดยอัตโนมัติ แสดงค่าฉนวนของอุปกรณ์ที่เตรียมพร้อมในเวลาจริงเพื่ออำนวยความสะดวกในการดำเนินการและบำรุงรักษาประจำวัน

5. การอภิปรายเกี่ยวกับทิศทางการปรับปรุง
(1) การจัดการพลังงานควบคุมแบบรวมศูนย์

แนะนำวงจรควบคุมอัจฉริยะขนาดเล็กที่สามารถเข้าถึงได้จาก DCS, ECMS หรือ NCS เพื่อจัดการพลังงานควบคุมแบบรวมศูนย์ ทำงานร่วมกับการเลื่อนเข้า/ออกและการสลับของอุปกรณ์หลักเพื่อทำให้การควบคุมตามลำดับทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์ ผสานเข้ากับการจัดการและการปรับปรุงการดำเนินการอย่างลึกซึ้ง

(2) การปรับปรุงระบบตรวจสอบฉนวน

เพิ่มเทอร์มินัลตรวจสอบฉนวนมอเตอร์ออนไลน์ (รองรับการตรวจสอบกระแสตกค้างของวงจรมอเตอร์เมื่อมอเตอร์ได้รับไฟฟ้า) เพื่อปรับปรุงการตรวจสอบประสิทธิภาพฉนวนทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์ที่เตรียมพร้อมและดำเนินการ:

• ลดภาระงานการทดสอบฉนวนประจำและความเสี่ยงในการดำเนินการ;

• ทำงานร่วมกับการตรวจสอบฮาร์โมนิกและ MRC เพื่อมอบฐานข้อมูลสำหรับการบำรุงรักษาตามสภาพของอุปกรณ์;

• ข้อมูลฉนวนสามารถสื่อสารกับพื้นหลังผ่านสัญญาณ RS 485 หรือส่งสัญญาณเตือน/เตือนภัยสำหรับการรั่วไหลของฉนวน/กระแสไฟฟ้าผ่านสายแข็งสำหรับการสลับและล็อกกันของฮีตเตอร์ไฟฟ้าและมอเตอร์โดยอัตโนมัติ

(3) การปรับปรุงการรวมระบบ

เชื่อมโยงกระบวนการดำเนินการทั้งหมดของสวิตช์อัจฉริยะกับ DCS หลักเพื่อแทนที่ ECMS ที่เป็นอิสระ ลดค่าใช้จ่ายในการลงทุน สะดวกในการควบคุมและจัดการอุปกรณ์แบบรวมศูนย์ของ DCS ปรับปรุงและรวมศูนย์การตรวจสอบงาน และลดทรัพยากรมนุษย์

6. สรุป

สวิตช์ 6kV มีบทบาทสำคัญในระบบไฟฟ้าของโรงไฟฟ้า การตรวจสอบการดำเนินการ การสลับโหลด การทดสอบฉนวน และการบำรุงรักษาเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการดำเนินการและบำรุงรักษาประจำวัน สำหรับการสร้างโรงไฟฟ้าอัจฉริยะ สวิตช์ 6kV ต้องมุ่งเน้นในการรับประกันความปลอดภัยของบุคลากร การดำเนินการของอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้ การลดความหนักหน่วงของแรงงาน และการบำรุงรักษาตามสภาพ ปรับปรุงโหมดการดำเนินการและบำรุงรักษาที่มีอยู่อย่างต่อเนื่อง เพื่อให้การดำเนินการที่ปลอดภัย มากขึ้น ประหยัด และมีประสิทธิภาพ