Analyse der technischen Merkmale des Online-Monitorings für den Zustand von Mittelspannungsschaltanlagen
Mit der zunehmenden Komplexität der Betriebsumgebung von Stromnetzen und der Vertiefung der Reformen im Energiesektor beschleunigen traditionelle Stromnetze ihren Transformationsprozess zu Smart Grids. Das Ziel der zustandsbasierten Instandhaltung wird durch die Echtzeitwahrnehmung des Gerätestatus durch neue Sensoren, eine zuverlässige Kommunikation über moderne Netzwerktechnologien und effektive Überwachung durch Hintergrund-Expertensysteme erreicht.
I. Analyse der Strategie der zustandsbasierten Instandhaltung
Zustandsbasierte Instandhaltung (CBM) bezieht sich auf einen Wartungsmodus, bei dem Auffälligkeiten an Geräten erkannt und Ausfälle basierend auf den Zustandsinformationen, die durch fortschrittliche Zustandsüberwachungs- und Diagnosetechnologien bereitgestellt werden, vorhergesagt werden. Dabei werden Wartungsmaßnahmen vor dem Auftreten von Fehlern durchgeführt. Das bedeutet, dass Wartungspläne nach dem Gesundheitsstatus der Geräte gestaltet werden. Im Vergleich zur traditionellen periodischen Instandhaltung kann die CBM-Strategie versteckte Gefahren rechtzeitig erkennen und korrektive Maßnahmen ergreifen, was die Blindheit und den Verschwendung von menschlichen und materiellen Ressourcen, die allein zeitbasierte Wartungen mit sich bringen, vermeidet. Die Voraussetzung für die Umsetzung von CBM ist, dass Geräte mit vollständigen Online-Überwachungseinrichtungen ausgestattet sind, die es ermöglichen, Betriebsparameter in Echtzeit zu überwachen und Kriterien für die zustandsbasierte Instandhaltung bereitzustellen. Die Online-Zustandsüberwachung von Mittelspannungsschaltanlagen umfasst die Temperaturerhöhung des Hauptkreises, die mechanischen Eigenschaften von Schaltgeräten, die Lebensdauer von Vakuumschaltstellen und die Leistungsfähigkeit wesentlicher Sekundärkomponenten.
II. Tiefere Analyse der Onlinetemperaturerhöhungsüberwachungstechnologie
Während des langfristigen Betriebs von Mittelspannungsschaltanlagen erhöht sich der Kontaktwiderstand an den Verbindungspunkten zwischen beweglichen und festen Kontakten der Schaltgeräte, den Lötstellen der Hauptleiter und der Stromkabel sowie anderen Teilen oft aufgrund fehlerhafter Montage oder schlechter Kontakte, was zu einer Temperaturerhöhung des Hauptkreises führt. Wenn solche verborgenen Gefahren nicht rechtzeitig entdeckt werden, verschlimmert der kontinuierliche Betrieb der Schaltanlagen die Erwärmung und Oxidation dieser Teile weiter, was zu einem Teufelskreis führen kann, der Folgen wie das Schmelzen und Abfallen der Kontaktfinger, das Verbrennen der Kontakte, die schnelle Degradierung benachbarter Isoliermaterialien und sogar zu schwerwiegenden Unfällen wie Durchschlag und Explosion führen kann.
Der Hauptkreis von Mittelspannungsschaltanlagen befindet sich in einer Umgebung mit hohem Potenzial. Bei direkter Messung müssen verschiedene Probleme wie Hochspannungsisolierung und elektrische Isolation unter unterschiedlichen Potentialen gelöst werden. Derzeit werden folgende Methoden auf dem Markt hauptsächlich verwendet, um die Temperaturerhöhung des Hauptkreises direkt oder indirekt zu überwachen: Farbwechselstreifen, Infrarotbildtemperaturmessung, Glasfaser-Temperaturmessung, drahtgebundene eingebaute Temperaturmessung, drahtlose eingebettete Temperaturmessung usw.
Die oben genannten Schemata lösen das Problem der Temperaturmessung, aber die Temperaturerhöhung hängt auch von der Größe des durchfließenden Stroms ab. Eine alleinige Temperaturmessung ohne gleichzeitige Strommessung kann den tatsächlichen Zustand der Verbindung von beweglichen und festen Kontakten oder der Lötstellen der Hauptleiter nicht genau widergeben, was zu falschen oder übersehenen Alarmsituationen führen kann. Daher muss das Online-Temperaturerhöhungsüberwachungsgerät auch mit dem Hintergrund-Expertensystem zusammenarbeiten, um eine wissenschaftliche Analyse und Diagnose durchzuführen, die beurteilen kann, ob die aktuelle Temperaturerhöhung abnormal ist, und entsprechende Handlungsempfehlungen geben kann.
III. Analyse der Überwachungstechnologie der mechanischen Eigenschaften und des elektrischen Lebensdauers von Vakuumschaltgeräten
Vakuumschaltgeräte sind sehr wichtige Stromversorgungsausrüstungen. Laut Statistik werden mehr als die Hälfte der Wartungskosten von Umspannwerken für Hochspannungsschaltgeräte ausgegeben, und davon werden 60 % für kleinere Reparaturen und routinemäßige Wartungsarbeiten an Schaltgeräten verwendet. Häufige Operationen und übermäßiges Demontieren und Warten können die Betriebssicherheit von Vakuumschaltgeräten reduzieren. Daher hilft die Echtzeit-Online-Überwachung von Vakuumschaltgeräten dabei, ihre Betriebseigenschaften und Veränderungstrends zu verstehen und die geplante Wartung in eine zustandsbasierte Wartung umzuwandeln.
Die mechanischen Charakteristika von Vakuumschaltgeräten umfassen hauptsächlich Öffnungs-/Schließzeiten und -geschwindigkeiten, Synchronität, Kontaktdruck, Überschussweg, Rückprallamplitude usw., die durch lineare Verschiebungssensoren, Winkelsensoren, Drucksensoren und andere Geräte gemessen werden können. Bei der traditionellen Methode wird der lineare Verschiebungssensor am Boden des beweglichen Kontakts der Vakuumschaltstelle montiert, was viel Platz für lineare Bewegung erfordert, nicht förderlich für die Minimierung der Ausrüstung ist, und der Sensorstab kann aufgrund von Verschleiß oder Verformung Messfehler aufweisen. Der neue Winkelsensor wird am Antriebswellenstift des Vakuumschaltgerätes installiert, was es ermöglicht, Daten wie Überschussweg, Schließ-Rückprallzeit, Öffnungs-Rückprallamplitude, Schließgeschwindigkeit, Öffnungsgeschwindigkeit, Schließzeit, Öffnungszeit usw. präzise zu messen, und die Montageposition ist weniger anfällig für Verschleiß und leichter zu warten. Der Kontaktdrucksensor wird am beweglichen Kontakt der Vakuumschaltstelle installiert, was es ermöglicht, den Zustand der Vakuumschaltstelle anhand der Änderungstrend des Kontaktdruckwerts beim Öffnen und Schließen zu beurteilen und die verbleibende zuverlässige elektrische Lebensdauer der Vakuumschaltstelle durch die Kombination der Analyse historischer Schaltlaststrombedingungen vorherzusagen.
IV. Analyse der Onlinemonitoringtechnologie für wesentliche Sekundärkomponenten von Vakuumschaltgeräten
Das Online-Monitoring-Gerät für den Zustand sekundärer Komponenten von Vakuumschaltgeräten kann die Überwachung und Datenerfassung des internen Energiespeichermotors, des Öffnungsspulen und des Schließspulen des Schaltgerätes realisieren. Die modernste Methode besteht darin, Hall-Elemente zu verwenden, um die magnetfeldänderungen um die Leitungen von Ausführungsgeräten wie Energiespeichermotoren, Öffnungsspulen und Schließspulen zu induzieren, um so eine nicht-eindringende Spannungs- und Strommessung zu ermöglichen, ohne sich Sorgen um die Situation machen zu müssen, dass die Ausführungsgeräte aufgrund eines Stillstands oder Schadens des Überwachungsgeräts nicht funktionieren. Durch die Echtzeitüberwachung von Spannung und Strom der wesentlichen Sekundärkomponenten von Vakuumschaltgeräten können Betriebs- und Wartungspersonal potenzielle Fehler der wesentlichen Sekundärkomponenten durch die Analyse von Fehlerwellenformen und den Vergleich von Vor- und Nachdaten schnell diagnostizieren. Basierend auf den Diagnoseergebnissen können Kunden Wartungspläne im Voraus erstellen, um ernsthafte Auswirkungen auf die Stromversorgungskontinuität nach plötzlichen Fehlern zu vermeiden.
V. Anwendungen von Online-Schalter und Handheld-Schalter
Der Online-Schalter ist ein Website-System, das entwickelt wurde, um entfernte Zustandsüberwachung bereitzustellen, und kann über jeden beliebigen gängigen Browser, einschließlich IE, Chrome, Firefox, Safari usw. aufgerufen werden. Basierend auf einem leistungsfähigen Cloud-Datenzentrum filtert, verfeinert und speichert der Online-Schalter die große Menge an Statusdaten, die täglich erfasst werden, und filtert dann verschiedene Ereignisse gemäß Schwellenwerten und Kriterienalgorithmen vor, um Alarme für verdächtige Fehlersituationen auszulösen. Der Online-Schalter kann perfekte Berechtigungsprüfungen und Inhaltsklassifizierungsdesigns einrichten, um die Informationsicherheit der Nutzerdaten zu gewährleisten.
Der Handheld-Schalter ist eine mobile Endgeräte-App, die speziell entwickelt wurde, um entfernte Zustandsüberwachung bereitzustellen. Basierend auf Apples fortschrittlichem iOS-System bietet sie leistungsstarke Funktionen, hohe Sicherheit und erleichtert es den Nutzern, den Betriebsstatus von Mittelspannungsschaltanlagen jederzeit und überall zu verstehen, und wird so zu einem mächtigen Assistenten für Wartungstechniker.
Fazit
Mit der Entwicklung intelligenter Überwachungstechnologien und der Verbreitung des Konzepts der zustandsbasierten Instandhaltung werden die Online-Überwachungs- und Online-Diagnosesysteme für Mittelspannungsschaltanlagen allmählich verbessert und nähern sich der Reife. Nach einer umfassenden Anwendung können sie die integrierte Verwaltung und Entscheidungsfindung von Mittelspannungsschaltanlagen effektiv verbessern, standardisierte Verwaltung und intelligente Entscheidungsfindung ermöglichen und grundlegende Daten für die langfristig sichere und zuverlässige Betriebsführung und zustandsbasierte Instandhaltung von Mittelspannungsschaltanlagen liefern. Die ständige Verbesserung der Verwaltungs- und Entscheidungsfindungsniveaus der Ausrüstung wird zweifellos gute wirtschaftliche und soziale Vorteile für die Energiewirtschaft mitbringen. Derzeit sind jedoch die Online-Überwachungsgeräte für Mittelspannungsschaltanlagen in China von ungleicher Qualität, und es ist notwendig, ihre Prinzipien, Strukturen und technischen Indikatoren gründlich zu erforschen und die optimale Lösung auszuwählen, um die Online-Überwachungsfunktion von Mittelspannungsschaltanlagen zu realisieren.
