Análise das Características Técnicas do Monitoramento Online do Estado de Equipamentos de Distribuição de Média Tensão
Com o aumento da complexidade do ambiente de operação do sistema de energia e aprofundamento da reforma do sistema de energia, as redes elétricas tradicionais estão acelerando a transformação em redes inteligentes. O objetivo da manutenção baseada no estado dos equipamentos é alcançado através da percepção em tempo real do estado dos equipamentos por meio de novos sensores, comunicação confiável via tecnologia de rede moderna e monitoramento eficaz por sistemas de especialistas de fundo.
I. Análise da Estratégia de Manutenção Baseada no Estado
A Manutenção Baseada no Estado (CBM) refere-se a um modo de manutenção que julga anormalidades nos equipamentos e prevê falhas com base nas informações de estado fornecidas por tecnologias avançadas de monitoramento e diagnóstico de condições, e realiza a manutenção antes que ocorram falhas. Ou seja, os planos de manutenção são organizados de acordo com o estado de saúde dos equipamentos. Comparado com a manutenção periódica tradicional, a estratégia CBM pode detectar oportunamente riscos ocultos e tomar medidas corretivas, evitando a cegueira e o desperdício de recursos humanos e materiais causados pela manutenção baseada apenas em pontos de tempo. A pré-condição para implementar a CBM é que os equipamentos estejam equipados com dispositivos de monitoramento online perfeitos, que possam monitorar em tempo real parâmetros de operação e fornecer suporte para a manutenção baseada no estado. O monitoramento de temperatura em linha de alta tensão de conjuntos de chaveamento média tensão inclui aquecimento da corrente principal, características mecânicas dos disjuntores, vida útil dos interrompedores a vácuo e desempenho de componentes secundários-chave.
II. Análise Profunda da Tecnologia de Monitoramento de Aquecimento em Linha
Durante a operação de longo prazo de conjuntos de chaveamento média tensão, a resistência de contato na posição de engate dos contatos móveis e fixos do disjuntor, na junção lap de barras principais e cabos de alimentação, e em outras partes, frequentemente aumenta devido à instalação inadequada ou contato ruim, causando o aumento da temperatura da corrente principal. Se tais riscos não forem detectados a tempo, a operação contínua do conjunto de chaveamento agravará ainda mais o aquecimento e oxidação dessas partes, resultando num ciclo vicioso, que pode levar a consequências como fusão e queda de dedos de contato, queima de contatos, degradação rápida de peças de isolamento adjacentes e até mesmo acidentes graves como ruptura e explosão.
A corrente principal de conjuntos de chaveamento média tensão está em um ambiente de alta potencial. Se a medição direta for adotada, problemas diversos, como isolamento de alta tensão e isolamento elétrico sob altos e baixos potenciais, precisam ser resolvidos. Atualmente, os seguintes métodos são principalmente utilizados no mercado para monitorar diretamente ou indiretamente o aquecimento da corrente principal: folhas termocrômicas, medição de temperatura por imagem infravermelha, medição de temperatura por fibra ótica, medição de temperatura embutida com fio, medição de temperatura embutida sem fio, etc.
As soluções acima resolvem o problema de medição de temperatura, mas o aquecimento também está relacionado à magnitude da corrente passante. A medição de temperatura única, sem medição simultânea de corrente, não pode refletir com precisão o estado real do engate de contatos móveis e fixos ou da junção de barras, levando a falsos alarmes ou falhas de alarme. Portanto, o dispositivo de monitoramento de aquecimento em linha também precisa cooperar com o sistema de especialistas de fundo para análise científica e diagnóstico, podendo julgar se o aquecimento atual é anormal de acordo com a corrente de carga em tempo real e dar sugestões de tratamento conforme necessário.
III. Análise da Tecnologia de Monitoramento de Características Mecânicas e Vida Útil Elétrica de Disjuntores a Vácuo
Os disjuntores a vácuo são equipamentos de energia muito importantes. De acordo com estatísticas, mais da metade dos custos de manutenção de subestações é gasta em disjuntores de alta tensão, e 60% desses são usados para reparos menores e manutenção rotineira de disjuntores. Operações frequentes e desmontagem excessiva e manutenção reduzirão a confiabilidade operacional dos disjuntores a vácuo. Portanto, o monitoramento on-line em tempo real de disjuntores a vácuo ajuda a dominar suas características de operação e tendências de mudança, transferindo a manutenção planejada para a manutenção baseada no estado.
Os parâmetros de características mecânicas dos disjuntores a vácuo incluem principalmente tempo e velocidade de abertura/fechamento, sincronismo, pressão de contato, sobrecurso, amplitude de rebote, etc., que podem ser medidos por sensores de deslocamento linear, sensores de deslocamento angular, sensores de pressão e outros dispositivos. No método tradicional, o sensor de deslocamento linear é instalado na parte inferior do pino de isolamento do contato móvel do disjuntor a vácuo, o que requer um grande espaço para movimento linear, não sendo favorável à miniaturização do equipamento, e o pino do sensor terá erros de medição devido ao desgaste ou deformação. O novo sensor de deslocamento angular é instalado no eixo principal do mecanismo do disjuntor a vácuo, podendo medir com precisão dados como sobrecurso, tempo de retração de fechamento, amplitude de rebote de abertura, velocidade de fechamento, velocidade de abertura, tempo de fechamento, tempo de abertura, etc., e a posição de instalação não é facilmente desgastada e é conveniente para manutenção. O sensor de pressão de contato é instalado no pino de isolamento do contato móvel, podendo julgar o estado do interrompedor a vácuo de acordo com a tendência de variação do valor de pressão de contato durante a abertura e fechamento, e prever a vida útil elétrica confiável restante do interrompedor a vácuo combinando a análise das condições históricas de corrente de carga de comutação.
IV. Análise da Tecnologia de Monitoramento On-line de Componentes Secundários-Chave de Disjuntores a Vácuo
O dispositivo de monitoramento on-line do estado dos componentes secundários de disjuntores a vácuo pode realizar o monitoramento e coleta de dados do motor de armazenamento de energia, bobina de abertura e bobina de fechamento do disjuntor. O método mais avançado atualmente é usar elementos Hall para induzir mudanças no campo magnético ao redor dos fios de equipamentos de execução, como motores de armazenamento de energia, bobinas de abertura e bobinas de fechamento, para realizar medição de tensão e corrente não intrusiva, sem se preocupar com a situação em que o equipamento de execução não pode agir devido ao desligamento ou dano do dispositivo de monitoramento. Através do monitoramento em tempo real da tensão e corrente de componentes secundários-chave de disjuntores a vácuo, o pessoal de operação e manutenção pode realizar diagnóstico rápido de falhas potenciais de componentes secundários-chave através da análise de formas de onda de falha e comparação de dados anteriores e posteriores. Com base nos resultados do diagnóstico, os clientes podem formular planos de manutenção com antecedência para evitar impactos sérios na continuidade do fornecimento de energia após falhas súbitas.
V. Aplicações de Interruptor On-line e Interruptor Palmtop
O interruptor on-line é um sistema de site desenvolvido para fornecer monitoramento remoto de estado, que pode ser acessado através de qualquer navegador principal, incluindo IE, Chrome, Firefox, Safari, etc. Com base em um poderoso centro de dados em nuvem, o interruptor on-line filtra, refina e salva a grande quantidade de dados de estado obtidos diariamente, depois filtra preliminarmente vários eventos de acordo com valores de limiar e algoritmos de critério, e emite alarmes para informações suspeitas de falha. O interruptor on-line pode configurar designs de revisão de permissões perfeitas e classificação de conteúdo para garantir a segurança das informações dos usuários.
O interruptor palmtop é um aplicativo de terminal móvel desenvolvido especificamente para fornecer monitoramento remoto de estado. Com base no avançado sistema iOS da Apple, possui funções poderosas, alta segurança e é conveniente para os usuários entenderem o estado de operação de conjuntos de chaveamento média tensão a qualquer momento e em qualquer lugar, tornando-se um assistente poderoso para trabalhadores de manutenção.
Conclusão
Com o desenvolvimento da tecnologia de monitoramento inteligente e a popularização do conceito de manutenção baseada no estado, os esquemas de monitoramento e diagnóstico on-line para conjuntos de chaveamento média tensão estão gradualmente melhorando e se aproximando da maturidade. Após a aplicação abrangente, eles podem melhorar eficazmente o nível de gestão e tomada de decisão integrada de conjuntos de chaveamento média tensão, realizando gestão padronizada e tomada de decisão inteligente, e fornecendo suporte de dados básicos para a operação de longo prazo segura e confiável e a manutenção baseada no estado de conjuntos de chaveamento média tensão. A melhoria contínua do nível de gestão e tomada de decisão de equipamentos certamente trará bons benefícios econômicos e sociais para a indústria de energia. No entanto, atualmente, os dispositivos de monitoramento on-line para conjuntos de chaveamento média tensão na China têm qualidade irregular, sendo necessário realizar pesquisas aprofundadas sobre seus princípios, estruturas e indicadores técnicos, e selecionar o melhor esquema para realizar a função de monitoramento on-line de conjuntos de chaveamento média tensão.
