Hvordan online temperatur overvågningstrender forbedrer nettets sikkerhed og vedligeholdelseseffektivitet

Et strømsystem er et stort netværk sammensat af mange sammenkoblede komponenter, herunder produktion, overførsel, understation, distribution og slutbrugere. Fejl i elektrisk udstyr kan ikke blot føre til uventede nedbrud og økonomiske tab for energiselskaber, men også forårsage betydelig økonomisk skade for forbrugerne. Derfor bestemmer pålideligheden og driftsstatussen af disse enheder direkte stabilitет и безопасность всего энергетического системы, а также экономические показатели, качество электроэнергии и надежность услуг поставщиков.

Online overvågning af elektrisk udstyr – kombineret med avancerede beregningsmetoder til analyse af indsamlede data – gør det muligt at opdage potentielle fejl tidligt, forebygge handlinger og understøtte videnskabelig fejldiagnose og tilstandsbaseret vedligeholdelse. Dette spiller en afgørende rolle i forbedringen af pålideligheden og sikkerheden i drift af strømsystemer.

Med konstante fremskridt og modenhed i online overvågnings teknologier, samt vellykkede anvendelser i Kinas strømsektor i de seneste år, har tilstandsbaseret vedligeholdelse gradvist erstattet traditionelt tidsbaseret vedligeholdelse og blevet en uundgåelig tendens. Allerede i 2010 udgav State Grid Corporation of China tekniske retningslinjer for online overvågnings systemer til understations udstyr og begyndte en omfattende implementering af tilstandsbaseret vedligeholdelse, med det mål at forbedre udstyrets intelligens, fremme smarte enheder og teknologier, og opnå online sikkerhedsadvarsler og intelligent udstyrsovervågning.

I øjeblikket fokuserer online overvågning primært på primære enheder i understationer, herunder:

• Kapacitive enheder: online overvågning af kapacitance og dielektrisk tab (tanδ)

• Metaloxid lynnedslagsdempere: online overvågning af total strømlejr og resistiv strøm

• Transformatorer: online overvågning af løseliggjorte gasanalyse (DGA) i isolerende olie, ultra-højfrekvens (UHF) partielle udslag (PD), buskings PD og tanδ, samt dynamiske egenskaber af lastskiftende tapændringer

• GIS: UHF partielle udslag og fugtindhold (mikro-vand) overvågning

• Skruespor: mekaniske karakteristika overvågning og SF₆ gasdensitet overvågning

1. Nødvendigheden af online temperatur-overvågning for elektrisk udstyr

Temperatur er en vigtig indikator for normal drift af primære enheder. Forbindelsespunkter i strømudstyr kan opleve løse komprimering, utilstrækkelig tryk, eller kontaktoverflades forringelse pga. termiske cyklusser, fundamentforskydninger, produktionsfejl, miljøforurening, alvorlige overbelastninger eller oxidation. Disse problemer øger kontaktresistansen, hvilket fører til temperaturstigning når strøm passerer. Dette accelererer isolationsaldring, reducerer udstyrets levetid, og i alvorlige tilfælde kan det udløse buefejl, udstyrbrand, udvidet skade, eller endda brand og eksplosioner – især ved flydende og faste kontakter for afkoblingskontakter, som har høje fejlhyppigheder. Alt dette udgør konstante trusler mod sikker drift af udstyr.

I øjeblikket afhænger de fleste temperatur-overvågninger af traditionelle metoder såsom voks temperaturindikatorer og periodisk infrarød termografi. Disse metoder har flere ulemper:

• Voksindikatorer er anfaldelige over for aldring og løsning, har en snæver temperaturinterval, lav præcision, kræver manuelt læsning, og kan ikke understøtte automatiseret management;

• Infrarøde termometer kræver synsfelt-måling, er påvirket af miljøforhold, og mislykkes ofte, når de er blokeret;

• Manuelle inspektioner er arbejdskrævende, kræver nærhed (som indebærer sikkerhedsrisici), og mangler realtid evne;

• Offline overvågning mislykkes med at fange temperaturtrender eller detektere anomalier i tide.

Derfor opfylder traditionelle offline metoder ikke længere behovene for effektiv, sikker og pålidelig drift af strømsystemer. Der er en akut behov for online overvågnings teknologier, der gør det muligt at følge temperaturen i realtid, opdage anomalier i tide, og forebygge udstyrsskader og strømulykker. Desuden udvider online temperatur-overvågning omfanget af tilstands-overvågning, giver væsentlige driftsparametre for tilstandsbaseret vedligeholdelse, og bidrager betydeligt til sikker og stabil drift af både individuelle enheder og hele strømsystemet.

2. Udviklingstendenser i online temperatur-overvågningsteknologi for elektrisk udstyr

Online temperatur-overvågningsteknologi integrerer typisk avancerede sensor systemer, kommunikationsnetværk, computer- og informationsbehandling, ekspertranslysissystemer, og dataarkiver. Med konstant teknologisk fremskridt bevæger sig dette felt imod automatisering, intelligens, og praktisk anvendelse.

2.1 Anvendelse af Internet of Things (IoT) teknologi

IoT anses for at være den næste bølge af informationsteknologi efter computere og internettet, og er blevet anerkendt som en national strategisk ny industrisektor i Kina, der er eksplikt indarbejdet i udviklingen af smart grids. IoT forbinder fysiske objekter til internettet via sensorer som RFID, GPS, og laserscannere, hvilket gør det muligt at udføre intelligent identifikation, sporning, overvågning, og management gennem informationsudveksling.

En IoT arkitektur for elektrisk udstyr temperatur-overvågning består af tre lag: perception, netværk, og anvendelse.

• Perception Lag: Indsamler realtid temperaturdata ved hjælp af sensorer (f.eks. kontakt- eller infrarødtyper) monteret direkte på udstyr. Kortafstand trådløse teknologier som Zigbee, 2.4G, eller 433M bruges til signaloverførsel, hvilket sikrer højspændingsisolering.

• Netværkslag: Overfører data mellem perception og anvendelseslag. Det bruger sikre, pålidelige, og realtid strøm kommunikationsnetværk – primært fiberoptik, suppleret med strømbærer og digitale mikrobølgesystemer.

• Anvendelseslag: Behandler, analyserer, og visualiserer temperaturdata tværs af flere enheder, der tilbyder tjenester som anomalialarm, trendanalyse, online diagnose, og datadeling gennem intelligente platforme.

IoT gør det muligt at have en omfattende, realtid bevidsthed, pålidelig forbindelse, og intelligent dataanalyse, danner grundlaget for robuste og skalable temperatur-overvågningssystemer.

2.2 Passiv sensor teknologi – Erstatning for batteri strøm

De fleste trådløse temperatursensorer afhænger af batterier, som møder udfordringer i højspændings, højstrøm, og elektromagnetisk støjende miljøer. Batterier har begrænset levetid, kræver hyppig udskiftning, og udgør explosionsrisiko i højt temperatur forhold, hvilket begrænser systemets pålidelighed og sikkerhed.

For at overkomme disse begrænsninger, er passiv sensor teknologier – inklusive energiopløsning fra elektriske/magnetiske felter, RF strøm, termiske gradienter, og overflade akustiske bølger – opstået som fremtidens retning. Passive sensorer har klare fordele:

• Drift uden vedligeholdelse over udstyrets levetid, forbedrer systemets pålidelighed

• Ingen batteri betyder ingen explosionsrisiko og kontinuerlig højt temperatur overvågning for tidlig fejldetektion;

• Reduceret batteri brug mindsker miljøpåvirkningen, tilføjer samfundsmæssig værdi.

2.3 Punkt-Linje-Flade integreret temperatur-overvågning

Denne tilgang kombinerer forskellige overvågningsstrategier baseret på udstyrstype og kritikalitet for optimal dækning.

• Punkt Overvågning: Mål lokaliserede hede punkter som skruetråde kontakter, busbars, og kabelforbindelser, hvor ekstern inspektion er vanskelig. Sensorer installeres direkte på disse punkter for realtid overvågning.

• Linje Overvågning: Fokuserer på højspændings kabel i kabellande, grave, eller rør. Overophedning kan forårsage brand og bred udbredelse af nedbrud. Distribueret optisk fiber sensor (DTS) anvendes bredt, der tilbyder isolation, korrosionsbestandighed, højt temperatur tolerance, og immun mod elektromagnetisk støj. DTS gør det muligt at have kontinuerlig, præcis temperaturprofil langs hele kabel længden, med præcis fejl lokalisering for hurtig respons.

Mobile Applikationer – Realtime Overvågning Når Som Helst, Hvor Som Helst

Med øget mobilnetværks båndbredde og kraftfulde smartphones og tablets – især i 4G æra – er mobile applikationer blevet essentielle værktøjer i virksomhedsdrift. Deres mobilitet, bekvemmelighed, tidlighed, og personalisering er bredt anvendt i utilities management.

Integrering af udstyr overvågning data i mobile applikationer via internet og mobilnetværk bringer nøgles fordele:

• Bryder begrænsningerne af traditionelle intranet systemer, gør det muligt at få adgang til udstyr status i realtid, hvor som helst, når som helst;

• Forbedrer inspektions effektivitet med funktioner som digital logning, foto optagelse, GPS tagging, og QR kode scanning, transformerer patruljeinspektioner til en mobil, digital, og intelligent proces.

• Under nødsituationer kan personale hurtigt lokalisere fejl, se realtid og historisk data, og reagere hurtigere, minimere nedbruds varighed og omfang.

Mobile applikationer eliminerer rumlige og temporære barrierer, forbedrer driftseffektivitet, forbedrer udstyrs sikkerhed, og understøtter bæredygtig utilities vækst.

3. Konklusion

Online tilstands-overvågningsteknologi – især temperatur-overvågning – er en kernekomponent i fremtidens smart grids, der hjælper utilities med at forbedre udstyrs sikkerhed og økonomisk ydeevne. Med teknologisk fremskridt vil temperatur-overvågning udvikle sig mod omfattende, intelligente, og praktiske løsninger. Integration med IoT, mobile applikationer, og andre fremtidige teknologier vil definere dette felts fremtidige trajektorie.