Analiza tehničkih karakteristika online nadzora stanja srednjenskih sklopnih ureda

S povećanjem složenosti okruženja u kojem se operiraju električne mreže i s dubljim reformama električnih sistema, tradicionalne električne mreže ubrzano se pretvaraju u pametne mreže. Cilj održavanja stanja opreme postiže se kroz stvarnovo vremenu prepoznavanje stanja opreme novim senzorima, pouzdanu komunikaciju putem modernih mrežnih tehnologija i učinkovito praćenje stručnjacima u pozadini.

I. Analiza strategije održavanja temeljena na stanju

Održavanje temeljeno na stanju (CBM) odnosi se na način održavanja koji procjenjuje anomalije opreme i predviđa greške na temelju informacija o stanju opreme koje pružaju napredne tehnologije za praćenje i dijagnostiku stanja, te provedbu održavanja prije pojavljivanja grešaka. To znači da se planovi održavanja organiziraju prema zdravstvenom stanju opreme. U usporedbi s tradicionalnim periodičnim održavanjem, strategija CBM može pravočasno otkriti skrivene opasnosti i poduzeti ispravne mjere, izbjegavajući slepo održavanje i šteta ljudskim i materijalnim resursima uzrokovana održavanjem samo na temelju vremenskih točk. Preduvjet za implementaciju CBM je da oprema ima savršene uređaje za online praćenje, koji mogu u stvarnom vremenu pratiti radne parametre i pružati kriterije za održavanje temeljeno na stanju. Online praćenje stanja srednje-naponskog aparaturnog ormara uključuje zagrijavanje glavnog kruga, mehanička svojstva prekidnika, vijek trajanja vakuumskih prekidničkih elemenata i performanse ključnih sekundarnih komponenti.

II. Dublji analiza tehnologije online praćenja zagrijavanja

Tijekom dugotrajne operacije srednje-naponskog aparaturnog ormara, kontakt otpornost na mjestu spoja pokretnih i statičnih kontakata prekidnika, lap spojeva glavne busline i niskonaponskog kabela, te drugih dijelova često raste zbog nepravilne instalacije ili lošeg kontakta, što dovodi do porasta temperature glavnog kruga. Ako takve skrivene opasnosti nisu pravočasno otkrivene, nastavak rada aparature će dodatno pogoršati zagrijavanje i oksidaciju tih dijelova, što može dovesti do viksiusnog ciklusa, koji može dovesti do posljedica poput taloženja i odlaganja kontaktnih prstiju, spaljivanja kontakata, brzog degradiranja susjednih izolacijskih dijelova, te čak i malignih nesreća poput proboja i eksplozija.

Glavni krug srednje-naponskog aparaturnog ormara nalazi se u visokopotencijalnom okruženju. Ako se koristi direktno mjerenje, trebaju se riješiti različiti problemi poput visokonaponske izolacije i električne izolacije u visokim i niskim potencijalima. Trenutno se na tržištu najčešće koriste sljedeće metode za direktno ili indirektno praćenje zagrijavanja glavnog kruga: promjenjive boje folije, infracrvena termografska mjerenja, optička vlakna za mjerenje temperature, provodna unutrašnja mjerenja temperature, bežična ugrađena mjerenja temperature itd.

• Promjenjiva boja folije: Prednosti su niska cijena i otpornost na vodu; nedostatak je teško promatranje zbog ograničenog položaja instalacije.

• Infracrvena termografska mjerenja: Prednosti su bezkontaktna detekcija i nema smetnje vidljivim svjetlom; nedostatak je da svojstva materijala i stanje površine merenog objekta utječu na točnost mjerenja.

• Optička vlakna za mjerenje temperature: Prednosti su visoka otpornost na napon, koroziju, elektromagnetsku smetnju i automatska funkcija alarmiranja; nedostatak je složena konstrukcija i visoke troškove nabave i održavanja.

• Provodna unutrašnja mjerenja temperature: Prednosti su niska cijena i automatska funkcija alarmiranja; nedostatak je lako lažno alarmiranje zbog elektromagnetske smetnje, te teško izolacija između visokih i niskih potencijala prilikom provođenja.

• Bežična ugrađena mjerenja temperature: Prednosti su odlična omjer cijene i točnost mjerenja, bežično rješenje za problem izolacije između visokih i niskih potencijala, izbjegavanje oštećenja od malih životinja ili ljudskog trenja u usporedbi s ugrađenim podatkovnim kabelima ili optičkim vlaknama; nedostatak je kratka udaljenost komunikacije, zahtijeva se šifriranje kako bi se osigurala pouzdana sigurnost komunikacije.

Navedeni sustavi rješavaju problem mjerenja temperature, ali zagrijavanje također ovisi o veličini prolaznog struja. Jednostruko mjerenje temperature bez istodobnog mjerenja struje ne može točno odraziti stvarno stanje spoja pokretnih i statičnih kontakata ili lap spojeva busline, što može dovesti do lažnih alarmova ili propustaja. Stoga uređaj za online praćenje zagrijavanja također treba surađivati s pozadinskim stručnjacima za znanstvenu analizu i dijagnozu, što može procijeniti je li trenutno zagrijavanje abnormalno prema stvarnom radnom struju i dati preporuke za obradu.

III. Analiza tehnologije praćenja mehaničkih karakteristika i električnog vijeka vakuumskih prekidnika

Vakuumski prekidnici su vrlo važna električna oprema. Prema statistici, više od polovice troškova održavanja transformatornih stanica potrošeno je na visokonaponske prekidnike, a 60% toga na manje popravke i redovito održavanje prekidnika. Frequent operations and excessive disassembly and maintenance will reduce the operation reliability of vacuum circuit breakers. Therefore, real-time on-line monitoring of vacuum circuit breakers helps to master their operation characteristics and change trends, shifting planned maintenance to condition-based maintenance.

Mehanički karakteristični parametri vakuumskih prekidnika uključuju vrijeme otvaranja/zatvaranja i brzinu, sinkronizaciju, kontakt pritisak, prekomjernu putanju, amplitudu odskakanja itd., što se može mjeriti linearnim i kutnim senzorima pomaka, senzorima pritiska i drugim uređajima. U tradicionalnom metodu, linearni senzor pomaka instaliran je na dnu pokretnog kontakt insulativnog povlača vakuumskog prekidnika, što zahtijeva veliki prostor za linearni pomak, što nije korisno za miniaturizaciju opreme, a senzorski povlak može imati greške mjerenja zbog noseća ili deformacije. Novi kutni senzor pomaka instaliran je na osnovni valjak mehanizma vakuumskog prekidnika, što može točno mjeriti podatke poput prekomjerne putanje, vremena odskakanja pri zatvaranju, amplitudama odskakanja pri otvaranju, brzine zatvaranja, brzine otvaranja, vremena zatvaranja, vremena otvaranja, itd., a položaj instalacije nije lako noseći i praktičan za održavanje. Senzor pritiska kontakta instaliran je na pokretni kontakt insulativni povlak, što može procijeniti stanje vakuumskog prekidničkog elementa prema trendu promjene vrijednosti pritiska kontakta tijekom otvaranja i zatvaranja, te predvidjeti preostali pouzdani električni vijek vakuumskog prekidničkog elementa kombinirajući analizu povijesnih uvjeta prekidanja radne struje.

IV. Analiza tehnologije online praćenja ključnih sekundarnih komponenti vakuumskih prekidnika

Uređaj za online praćenje stanja sekundarnih komponenti vakuumskih prekidnika može ostvariti praćenje i prikupljanje podataka unutarnjeg energetskeg motorca, otvarajućeg zavojnika i zatvarajućeg zavojnika prekidnika. Najnapredniji trenutni metod jest upotreba Hall elemenata za indukciju promjena magnetnog polja oko žica izvršnih opreme poput energijskih motora, otvarajućih zavojnika i zatvarajućih zavojnika, kako bi se postiglo neinvazivno mjerenje napona i struje bez brige o situaciji gdje izvršna oprema ne može djelovati zbog isključivanja ili oštećenja nadzornog uređaja. Kroz stvarno vremensko praćenje napona i struje ključnih sekundarnih komponenti vakuumskih prekidnika, osoblje za operacije i održavanje može brzo dijagnosticirati potencijalne greške ključnih sekundarnih komponenti putem analize valnih oblika grešaka i usporedbe podataka prije i poslije. Na temelju rezultata dijagnoze, klijenti mogu unaprijed formirati planove održavanja kako bi se izbjegli ozbiljni utjecaji na kontinuitet snabdijevanja strujom nakon iznenadnih grešaka.

V. Primjene online prekidača i džepnih prekidača

Online prekidač je web sustav razvijen za pružanje udaljenog praćenja stanja, koji se može pristupiti putem bilo kojeg mainstream preglednika, uključujući IE, Chrome, Firefox, Safari itd. Na temelju moćnog cloud centra podataka, online prekidač filtrira, refineira i sprema ogroman iznos podataka o stanju koji se dobiva svakodnevno, zatim inicijalno filtrira različite događaje prema pragovima i kriterijskim algoritmima, te emitira alarme za sumnjive informacije o greškama. Online prekidač može postaviti savršene dizajne za reviziju dopuštenja i klasifikaciju sadržaja kako bi se osigurala sigurnost podataka korisnika.

Džepni prekidač je mobilna terminal aplikacija specifično razvijena za pružanje udaljenog praćenja stanja. Na temelju naprednog Apple iOS sustava, ima moćne funkcije, visoku sigurnost i omogućuje korisnicima da bilo gdje i bilo kada shvate stanje operacije srednje-naponskog aparaturnog ormara, postajući moćnim asistentom za osoblje za održavanje.

Zaključak

S razvojem inteligentnih tehnologija nadzora i popularizacijom koncepta održavanja temeljena na stanju, sustavi za online nadzor i online dijagnozu srednje-naponskog aparaturnog ormara postepeno se poboljšavaju i približavaju zrelosti. Nakon kompletne primjene, mogu učinkovito poboljšati cjelokupni upravljački i donosilacki nivo srednje-naponskog aparaturnog ormara, ostvariti standardizirano upravljanje i inteligentno donošenje odluka, te pružiti osnovne podatkovne podrške za dugoročno sigurno i pouzdano funkcioniranje i održavanje temeljeno na stanju srednje-naponskog aparaturnog ormara. Nastavno poboljšanje nivoa upravljanja i donošenja odluka opreme sigurno donijet će dobre ekonomske i društvene koristi industriji električne energije. Trenutno, međutim, uređaji za online nadzor srednje-naponskog aparaturnog ormara u Kini su nejednakog kvaliteta, i potrebno je provesti duboko istraživanje njihovih principa, struktura i tehničkih pokazatelja, te odabrati optimalnu shemu kako bi se ostvarila funkcija online nadzora srednje-naponskog aparaturnog ormara.