Анализ технических характеристик онлайн-мониторинга состояния средневольтных коммутационных устройств
С увеличением сложности операционной среды энергетических систем и углублением реформ в области энергетики традиционные электросети ускоряют переход к интеллектуальным сетям. Цель технического обслуживания оборудования по состоянию достигается через реальное восприятие состояния оборудования с помощью новых датчиков, надежную связь посредством современных сетевых технологий и эффективный мониторинг с помощью экспертных систем на заднем плане.
I. Анализ стратегии технического обслуживания по состоянию
Техническое обслуживание по состоянию (CBM) представляет собой режим обслуживания, при котором определяются отклонения в работе оборудования и предсказываются неисправности на основе информации о состоянии оборудования, предоставляемой передовыми технологиями мониторинга и диагностики состояния, и проводится обслуживание до возникновения неисправностей. То есть, планы обслуживания составляются в соответствии со здоровьем оборудования. В сравнении с традиционным периодическим обслуживанием, стратегия CBM позволяет своевременно обнаруживать скрытые опасности и принимать корректирующие меры, избегая слепоты и потерь человеческих и материальных ресурсов, вызванных обслуживанием, основанным исключительно на временных узлах. Предпосылкой для внедрения CBM является наличие на оборудовании совершенных устройств онлайн-мониторинга, которые могут в реальном времени контролировать параметры работы и предоставлять критерий поддержки для обслуживания по состоянию. Онлайн-мониторинг состояния средневольтных распределительных устройств включает нагрев главного контура, механические характеристики выключателей, срок службы вакуумных прерывателей и производительность ключевых вторичных компонентов.
II. Глубокий анализ технологии онлайн-мониторинга температурного нагрева
Во время длительной эксплуатации средневольтных распределительных устройств контактное сопротивление в местах соединения подвижных и неподвижных контактов выключателей, стыков главной шины и силовых кабелей, а также других частей часто увеличивается из-за неправильной установки или плохого контакта, что приводит к повышению температуры главного контура. Если такие скрытые опасности не будут обнаружены вовремя, продолжительная работа распределительного устройства еще больше усугубит нагрев и окисление этих частей, создавая порочный круг, который может привести к последствиям, таким как плавление и отслаивание контактных пальцев, горение контактов, быстрое старение соседних изоляционных частей, а также к злокачественным авариям, таким как пробой и взрыв.
Главный контур средневольтных распределительных устройств находится в условиях высокого потенциала. Если использовать прямое измерение, необходимо решить различные проблемы, такие как высоковольтная изоляция и электрическая изоляция при высоких и низких потенциалах. В настоящее время на рынке используются следующие методы для прямого или косвенного мониторинга температурного нагрева главного контура: цветоизменяющиеся листы, инфракрасное термографическое измерение, оптоволоконное измерение температуры, проводное встроенное измерение температуры, беспроводное встроенное измерение температуры и т.д.
Вышеперечисленные схемы решают проблему измерения температуры, но температурный нагрев также связан с величиной проходящего тока. Измерение только температуры без одновременного измерения тока не может точно отражать реальное состояние соединения подвижных и неподвижных контактов или стыка шины, что приводит к ложным тревогам или пропускам тревог. Поэтому устройство онлайн-мониторинга температурного нагрева также должно сотрудничать с экспертной системой на заднем плане для научного анализа и диагностики, которая может определить, является ли текущий температурный нагрев аномальным, исходя из реального нагрузочного тока, и дать соответствующие рекомендации по обработке.
III. Анализ технологии мониторинга механических характеристик и электрического ресурса вакуумных выключателей
Вакуумные выключатели являются очень важным электрооборудованием. Согласно статистике, более половины затрат на обслуживание подстанций расходуется на высоковольтные выключатели, и 60% из них используются для мелкого ремонта и регулярного обслуживания выключателей. Частые операции и чрезмерное разборка и обслуживание снижают надежность работы вакуумных выключателей. Поэтому реальное онлайн-мониторинг вакуумных выключателей помогает понять их рабочие характеристики и тенденции изменения, перенося плановое обслуживание на обслуживание по состоянию.
Механические характеристические параметры вакуумных выключателей в основном включают время и скорость открытия/закрытия, синхронность, контактное давление, перегрузку, амплитуду отскока и т.д., которые могут быть измерены с помощью линейных датчиков перемещения, угловых датчиков перемещения, датчиков давления и других устройств. В традиционном методе линейный датчик перемещения устанавливается внизу изоляционного тягового стержня подвижного контакта вакуумного выключателя, что требует большого пространства для линейного перемещения, не способствует миниатюризации оборудования, а тяговый стержень датчика будет иметь ошибки измерения из-за износа или деформации. Новый угловой датчик перемещения устанавливается на оси механизма вакуумного выключателя, который может точно измерять данные, такие как перегрузка, время отскока при закрытии, амплитуда отскока при открытии, скорость закрытия, скорость открытия, время закрытия, время открытия и т.д., и место установки не легко изнашивается и удобно для обслуживания. Датчик контактного давления устанавливается на изоляционный тяговый стержень подвижного контакта, который может определять состояние вакуумного прерывателя по изменению значения контактного давления при открытии и закрытии, а также предсказывать оставшийся надежный электрический ресурс вакуумного прерывателя, комбинируя анализ исторических условий коммутации нагрузочного тока.
IV. Анализ технологии онлайн-мониторинга ключевых вторичных компонентов вакуумных выключателей
Устройство онлайн-мониторинга состояния вторичных компонентов вакуумных выключателей может реализовать мониторинг и сбор данных внутреннего накопительного двигателя, катушки отключения и катушки включения выключателя. Самый передовой метод в настоящее время - использование элементов Холла для индукции изменений магнитного поля вокруг проводов исполнительного оборудования, такого как накопительные двигатели, катушки отключения и катушки включения, чтобы достичь ненавязчивого измерения напряжения и тока, не беспокоясь о ситуации, когда исполнительное оборудование не может действовать из-за отключения или повреждения устройства мониторинга. Через реальное мониторинг напряжения и тока ключевых вторичных компонентов вакуумных выключателей, операционно-технический персонал может быстро диагностировать потенциальные неисправности ключевых вторичных компонентов через анализ форм сигнала неисправностей и сравнение данных до и после. На основе результатов диагностики клиенты могут заранее составить планы обслуживания, чтобы избежать серьезного влияния на непрерывность питания после внезапных неисправностей.
V. Применение онлайн-выключателей и карманных выключателей
Онлайн-выключатель - это веб-система, разработанная для предоставления удаленного мониторинга состояния, которую можно получить через любой популярный браузер, включая IE, Chrome, Firefox, Safari и т.д. На основе мощного облачного центра данных онлайн-выключатель фильтрует, уточняет и сохраняет большое количество данных о состоянии, получаемых каждый день, затем предварительно фильтрует различные события по пороговым значениям и критериальным алгоритмам, и выдает тревоги для подозрительной информации о неисправностях. Онлайн-выключатель может настроить идеальное разрешение на проверку и градацию содержания, чтобы обеспечить информационную безопасность данных пользователя.
Карманный выключатель - это мобильное приложение, разработанное специально для предоставления удаленного мониторинга состояния. Основанное на передовой системе iOS от Apple, оно обладает мощными функциями, высокой безопасностью и удобством для пользователей, чтобы в любое время и в любом месте понимать состояние работы средневольтных распределительных устройств, становясь мощным помощником для технического персонала.
Заключение
С развитием технологии интеллектуального мониторинга и распространением концепции обслуживания по состоянию, онлайн-мониторинг и онлайн-диагностика для средневольтных распределительных устройств постепенно совершенствуются и приближаются к зрелости. После комплексного применения они могут эффективно улучшить уровень комплексного управления и принятия решений для средневольтных распределительных устройств, реализовать стандартизированное управление и интеллектуальное принятие решений, и предоставить базовую поддержку данных для долгосрочной безопасной и надежной работы и обслуживания по состоянию средневольтных распределительных устройств. Постоянное улучшение уровня управления и принятия решений по оборудованию обязательно принесет хорошие экономические и социальные выгоды для энергетической отрасли. Однако в настоящее время устройства онлайн-мониторинга для средневольтных распределительных устройств в Китае имеют неравномерное качество, и необходимо провести глубокое исследование их принципов, структур и технических показателей, и выбрать оптимальную схему для реализации функции онлайн-мониторинга средневольтных распределительных устройств.
