Análise das Características Técnicas do Monitorización en Línea do Estado dos Quadros de Media Tensión

Con incremento da complexidade do ambiente de operación dos sistemas eléctricos e o aprofundamento da reforma do sistema eléctrico, as redes eléctricas tradicionais están acelerando a súa transformación en redes inteligentes. O obxectivo da manutención baseada no estado do equipo é logrado a través da percepción en tempo real do estado do equipo por novos sensores, comunicación fiable mediante tecnoloxía moderna de rede e monitorización eficaz por sistemas de expertos de fondo.

I. Análise da Estratexia de Manutención Baseada no Estado

A Manutención Baseada no Estado (CBM) refírese a un modo de manutención que xulga anormalidades de equipos e prevé fallos baseándose na información sobre o estado do equipo proporcionada por tecnoloxías avanzadas de monitorización e diagnóstico de estado, e realiza a manutención antes de que ocorran fallos. Isto é, os planes de manutención son organizados segundo o estado de saúde do equipo. En comparación coa manutención periódica tradicional, a estratexia CBM pode detectar oportunamente riscos ocultos e tomar medidas correctivas, evitando a cegueira e o despexo de recursos humanos e materiais causados pola manutención baseada só en nodos de tempo. A precondición para implementar CBM é que o equipo estea equipado con dispositivos perfectos de monitorización en liña, que poden monitorizar en tempo real parámetros de funcionamento e proporcionar soporte criterio para a manutención baseada no estado. A monitorización en liña do aumento de temperatura nos armarios de media tensión inclúe o aumento de temperatura do circuito principal, características mecánicas dos interruptores, vida útil dos interrumpidores de vacío e rendemento de compoñentes secundarios clave.

II. Análise Profunda da Tecnoloxía de Monitorización de Aumento de Temperatura en Liña

Durante a operación a longo prazo dos armarios de media tensión, a resistencia de contacto na posición de engaxe dos contactos móbil e estático do interruptor, a unión da barra principal e do cabo de alimentación, e outras partes, adoitan aumentar debido a unha instalación incorrecta ou un mal contacto, provocando un aumento de temperatura do circuito principal. Se estes riscos ocultos non se descubren a tempo, a operación continua dos armarios de distribución agravará ainda máis o calentamento e a oxidación destas partes, resultando nun ciclo vicioso, que pode levar a consecuencias como o derretimento e caída dos dedos de contacto, quema de contactos, degradación rápida das partes de aislamento adxacentes e mesmo acidentes malignos como roturas e explosións.

O circuito principal dos armarios de media tensión está nun ambiente de alta potencial. Se se adopta a medida directa, deben resolverse varios problemas como o aislamento de alta tensión e a separación eléctrica entre altos e baixos potenciais. Actualmente, os métodos seguintes usados principalmente no mercado para monitorizar directa ou indirectamente o aumento de temperatura do circuito principal son: folhas cambiantes de cor, medición de temperatura por imaxe infravermella, medición de temperatura por fibra óptica, medición de temperatura con fío incorporada, medición de temperatura inalámbrica incorporada, etc.

• Medición de temperatura por folhas cambiantes de cor: As vantaxes son o baixo custo e a resistencia á auga; a desvantaxe é a dificultade de observación debido á limitación da posición de instalación.

• Medición de temperatura por imaxe infravermella: As vantaxes son a detección sen contacto e a ausencia de interferencia da luz visible; a desvantaxe é que as propiedades do material e a condición da superficie do obxecto medido afectan a precisión da medición.

• Medición de temperatura por fibra óptica: As vantaxes son a resistencia a altas voltaxes, a resistencia á corrosión, a resistencia á interferencia electromagnética e a función de alarma automática; a desvantaxe é a construción complexa e os altos custos de adquisición e manutención.

• Medición de temperatura con fío incorporada: As vantaxes son o baixo prezo e a función de alarma automática; a desvantaxe é a falsa alarma fácil debido á interferencia electromagnética e a dificultade de separación entre altos e baixos potenciais durante a colocación de fíos.

• Medición de temperatura inalámbrica incorporada: As vantaxes son un excelente relación calidad-prezo, alta precisión de medición e solución inalámbrica ao problema de separación entre altos e baixos potenciais, evitando danos por pequenos animais ou desgaste humano en comparación cos cabos de datos incorporados ou as fibras ópticas; a desvantaxe é a curta distancia de comunicación, requirindo cifrado para asegurar a seguridade da comunicación confiábel.

Os esquemas anteriores resolven o problema da medición de temperatura, pero o aumento de temperatura tamén está relacionado coa magnitude da corrente que pasa. A medición de temperatura simple sen a medición simultánea da corrente non pode reflictar de maneira precisa o estado real do engaxe de contactos móbil e estático ou a unión da barra principal, levando a falsas alarmas ou alarmas perdidas. Polo tanto, o dispositivo de monitorización de aumento de temperatura en liña tamén necesita cooperar co sistema de expertos de fondo para unha análise científica e diagnóstico, que pode xulgar se o aumento de temperatura actual é anormal de acordo coa corrente de carga en tempo real e dar suxestións de procesamento en consecuencia.

III. Análise da Tecnoloxía de Monitorización de Características Mecánicas e Vida Eléctrica dos Interruptores de Vacío

Os interruptores de vacío son equipos eléctricos moi importantes. Segundo as estatísticas, máis da metade dos custos de manutención das subestacións son gastos en interruptores de alta tensión, e o 60% destes son usados para reparacións menores e manutención rutinaria de interruptores. Operacións frecuentes e excesiva desmontaxe e manutención reducirán a fiabilidade de operación dos interruptores de vacío. Polo tanto, a monitorización en liña en tempo real dos interruptores de vacío axuda a dominar as súas características de operación e tendencias de cambio, mudando a manutención planificada a manutención baseada no estado.

Os parámetros de características mecánicas dos interruptores de vacío inclúen principalmente o tempo e velocidade de apertura/cierre, sincronismo, presión de contacto, sobrepaso, amplitud de rebote, etc., que poden ser medidos por sensores de desprazamento linear, sensores de desprazamento angular, sensores de presión e outros dispositivos. No método tradicional, o sensor de desprazamento linear instálase na parte inferior da vara de aislamento de contacto móvil do interruptor de vacío, o que require un gran espazo para o movemento linear, non sendo conveniente para a miniaturización do equipo, e a vara do sensor terá erros de medición debido ao desgaste ou deformación. O novo sensor de desprazamento angular instálase no eixo principal do mecanismo do interruptor de vacío, que pode medir de maneira precisa datos como sobrepaso, tempo de rebote de cierre, amplitud de rebote de apertura, velocidade de cierre, velocidade de apertura, tempo de cierre, tempo de apertura, etc., e a posición de instalación non é fácil de desgastar e é conveniente para a manutención. O sensor de presión de contacto instálase na vara de aislamento de contacto móvil, que pode xulgar o estado do interrumpidor de vacío segundo a tendencia de cambio do valor de presión de contacto durante a apertura e o cierre, e prever a vida eléctrica restante confiable do interrumpidor de vacío combinando a análise das condicións históricas de corrente de carga de conmutación.

IV. Análise da Tecnoloxía de Monitorización en Liña de Compoñentes Secundarios Clave dos Interruptores de Vacío

O dispositivo de monitorización en liña do estado dos compoñentes secundarios dos interruptores de vacío pode realizar a monitorización e a recopilación de datos do motor de almacenamento de enerxía interno, bobina de apertura e bobina de cierre do interruptor. O método máis avanzado actualmente é usar elementos Hall para inducir os cambios de campo magnético arredor dos fíos de equipos de execución como motores de almacenamento de enerxía, bobinas de apertura e bobinas de cierre, a fin de lograr unha medición de voltagem e corrente non intrusiva, sen preocuparse polo feito de que os equipos de execución non poden actuar debido ao apagado ou dano do dispositivo de monitorización. A través da monitorización en tempo real da voltagem e corrente de compoñentes secundarios clave dos interruptores de vacío, o persoal de operación e manutención pode realizar un diagnóstico rápido de fallos potenciais de compoñentes secundarios clave a través da análise de formas de onda de fallos e a comparación de datos frontais e posteriores. De acordo co resultado do diagnóstico, os clientes poden formular planos de manutención con antelación para evitar impactos graves na continuidade do suministro de enerxía após fallos repentinos.

V. Aplicacións do Interruptor en Liña e do Interruptor de Bolso

O interruptor en liña é un sistema web desenvolvido para proporcionar monitorización remota do estado, que pode accederse a través de calquera navegador mainstream, incluíndo IE, Chrome, Firefox, Safari, etc. Basándose nun poderoso centro de datos en nube, o interruptor en liña filtra, refina e guarda a gran cantidade de datos de estado obtidos cada día, logo filtra preliminarmente varios eventos de acordo co valores de umbral e algoritmos de criterio, e emite alarmas para información de fallos sospechosos. O interruptor en liña pode establecer diseños completos de revisión de permisos e gradación de contido para asegurar a seguridade da información dos datos do usuario.

O interruptor de bolso é unha aplicación de terminal móbil desenvolvida específicamente para proporcionar monitorización remota do estado. Basándose no avanzado sistema iOS de Apple, ten funcións poderosas, alta seguridade e é conveniente para que os usuarios comprendan o estado de operación dos armarios de media tensión en calquera momento e lugar, converteñose nun asistente poderoso para os traballadores de manutención.

Conclusión

Co desenvolvemento da tecnoloxía de monitorización inteligente e a popularización do concepto de manutención baseada no estado, os esquemas de monitorización en liña e diagnóstico en liña para armarios de media tensión están gradualmente mellorando e aproximándose á madurez. Despois da aplicación comprehensiva, poden mellorar de maneira eficaz o nivel de xestión e toma de decisións comprehensivas dos armarios de media tensión, realizar a xestión estandarizada e a toma de decisións intelixente, e proporcionar soporte de datos básicos para a operación a longo prazo segura e confiable e a manutención baseada no estado dos armarios de media tensión. A continuación da mellora constante do nivel de xestión e toma de decisións do equipo, seguro que trará beneficios económicos e sociais excelentes para a industria eléctrica. Actualmente, no entanto, os dispositivos de monitorización en liña para armarios de media tensión en China teñen calidades desiguais, sendo necesario realizar unha investigación profunda sobre os seus principios, estructuras e indicadores técnicos, e seleccionar o esquema óptimo para realizar a función de monitorización en liña dos armarios de media tensión.