Πώς οι Τάσεις Παρακολούθησης Θερμοκρασίας Σε Πραγματικό Χρόνο Βελτιώνουν την Ασφάλεια και την Αποτελεσματικότητα Συντήρησης του Δικτύου

Echo

Πεδίο: Ανάλυση Μετατροπέα

China

Ένα σύστημα ενέργειας είναι ένα μεγάλο δίκτυο από πολλά συνδεδεμένα συστατικά, συμπεριλαμβανομένων των εγκαταστάσεων παραγωγής, μεταφοράς, υποσταθμίων, κατανεμητών και εξοπλισμού τελικών χρηστών. Οι παρακμές στο ηλεκτρικό εξοπλισμό μπορούν να οδηγήσουν όχι μόνο σε αναμενόμενες απορρυθμίσεις και οικονομικές απώλειες για τις εταιρείες ενέργειας, αλλά και σε σημαντικές οικονομικές ζημιές για τους καταναλωτές. Συνεπώς, η αξιοπιστία και η λειτουργική κατάσταση αυτών των συσκευών καθορίζουν άμεσα τη σταθερότητα και ασφάλεια του ολόκληρου του συστήματος ενέργειας, καθώς και την οικονομική απόδοση, την ποιότητα της ενέργειας και την αξιοπιστία των υπηρεσιών που παρέχουν οι εταιρείες.

Η διαδικτυακή παρακολούθηση του ηλεκτρικού εξοπλισμού—σε συνδυασμό με προηγμένες μεθόδους υπολογιστικής ανάλυσης των συλλεγμένων δεδομένων—επιτρέπει την πρώιμη ανίχνευση δυνητικών παρακμών, βοηθά στη λήψη προληπτικών μέτρων και υποστηρίζει επιστημονική διάγνωση παρακμών και συντήρηση με βάση την κατάσταση. Αυτό έχει κρίσιμο ρόλο στην ενίσχυση της αξιοπιστίας και ασφάλειας των λειτουργιών του συστήματος ενέργειας.

Με τη συνεχή πρόοδο και ωριμότητα των τεχνολογιών διαδικτυακής παρακολούθησης, καθώς και με τις επιτυχημένες εφαρμογές στον τομέα της ενέργειας της Κίνας τα τελευταία χρόνια, η συντήρηση με βάση την κατάσταση έχει σταδιακά αντικαταστήσει την παραδοσιακή συντήρηση με βάση το χρόνο και έχει γίνει αναπόφευκτη τάση. Ως ήδη από το 2010, το State Grid Corporation of China έκδωσε το Τεχνικό Κατεβασμό για τα Συστήματα Διαδικτυακής Παρακολούθησης Εξοπλισμού Υποσταθμίων και ξεκίνησε την ολοκληρωμένη εφαρμογή της συντήρησης με βάση την κατάσταση, με στόχο την ενίσχυση της εξοπλισμού συνειδητοποίησης, την προώθηση των φυσικών συσκευών και τεχνολογιών και την επίτευξη διαδικτυακών προειδοποιήσεων ασφάλειας και διαδικτυακής παρακολούθησης των συσκευών.

Επί του παρόντος, η διαδικτυακή παρακολούθηση εστιάζει κυρίως στον κύριο εξοπλισμό των υποσταθμίων, συμπεριλαμβανομένων:

Καπασιτικές συσκευές: διαδικτυακή παρακολούθηση της καπασιτάνσης και της διελεκτικής απώλειας (tanδ)
Μεταλλικά οξειδικά συστήματα προστασίας: διαδικτυακή παρακολούθηση του συνολικού ρεύματος διάρροης και του ρεύματος αντίστασης
Μετατροπείς: διαδικτυακή παρακολούθηση της ανάλυσης διαλυμένων αερίων (DGA) στο απομονωτικό λάδι, υπερυψηλή συχνότητα (UHF) μερικής διάβρωσης (PD), PD και tanδ των διατρόχων, και δυναμικά χαρακτηριστικά των ρευστών ταπεινώντων
GIS: UHF μερικής διάβρωσης και περιεχόμενο υγρασίας (μικρούρα)
Σύρματα: παρακολούθηση μηχανικών χαρακτηριστικών και πυκνότητας αερίου SF₆

1. Η Ανάγκη για Διαδικτυακή Παρακολούθηση Θερμοκρασίας του Ηλεκτρικού Εξοπλισμού

Η θερμοκρασία είναι ένα βασικό δείκτης της φυσιολογικής λειτουργίας του κύριου εξοπλισμού. Τα σημεία σύνδεσης των ηλεκτρικών συσκευών μπορεί να υποστούν χαλαρή συμπίεση, ανεπαρκή πίεση ή κατάρρευση της επιφάνειας επαφής λόγω θερμικών κύκλων, μετατοπίσεων της θεμελίωσης, ελλείψεων κατασκευής, ρύπανσης του περιβάλλοντος, σοβαρής υπερφόρτωσης ή οξείδωσης. Αυτά τα ζητήματα αυξάνουν την αντίσταση επαφής, οδηγώντας σε αύξηση της θερμοκρασίας όταν ρέει το ρεύμα. Αυτό επιταχύνει την ηλικίαση της απομόνωσης, μειώνει τη διάρκεια ζωής των συσκευών και, σε σοβαρές περιπτώσεις, προκαλεί φαεινές παρακμές, καύση συσκευών, επέκταση των ζημιών, ή ακόμη και πυρκαγιές και εκρήξεις—ειδικά στις κινούμενες και σταθερές επαφές των διακόπτων, που έχουν υψηλή συχνότητα παρακμών. Όλα αυτά αποτελούν συνεχείς απειλές για την ασφάλεια της λειτουργίας των συσκευών.

Επί του παρόντος, η πλειοψηφία της παρακολούθησης της θερμοκρασίας βασίζεται σε παραδοσιακές μέθοδους, όπως τα θερμομετρικά δείκτη κηρίνης και η περιοδική θερμογραφία. Αυτές οι προσεγγίσεις έχουν πολλές ελλείψεις:

Τα δείκτη κηρίνης είναι ευάλωτα στην ηλικίαση και την απόσπαση, έχουν στενά θερμοκρασιακά εύρη, χαμηλή ακρίβεια, απαιτούν χειροκίνητη ανάγνωση και δεν υποστηρίζουν αυτοματοποιημένη διαχείριση;
Οι θερμογραφικοί πυγμαίοι απαιτούν μέτρηση σε γραμμή προβολής, επηρεάζονται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες και συχνά αποτυγχάνουν όταν εμποδίζονται;
Οι χειροκίνητες επιθεωρήσεις είναι εργασιακά εντελώς επιβαρυντικές, απαιτούν κοντινή προσέγγιση (που προκαλεί ρίσκα ασφάλειας) και δεν έχουν πραγματική χρόνια;
Η παρακολούθηση offline δεν καταγράφει τις τάσεις της θερμοκρασίας ή ανιχνεύει ανωμαλίες εγκαίρως.

Ως εκ τούτου, οι παραδοσιακές μεθόδους offline δεν ανταποκρίνονται πλέον στις απαιτήσεις της αποτελεσματικής, ασφαλούς και αξιόπιστης λειτουργίας του συστήματος ενέργειας. Υπάρχει άμεση ανάγκη για τεχνολογίες διαδικτυακής παρακολούθησης που επιτρέπουν την πραγματική χρόνια παρακολούθηση της θερμοκρασίας, την εγκαίρως ανίχνευση ανωμαλιών και την πρόληψη της κατάρρευσης των συσκευών και των προβλημάτων ενέργειας. Επιπλέον, η διαδικτυακή παρακολούθηση της θερμοκρασίας επεκτείνει το πεδίο της παρακολούθησης της κατάστασης, παρέχοντας βασικά λειτουργικά παράμετρα για τη συντήρηση με βάση την κατάσταση και συνεισφέροντας σημαντικά στην ασφαλή και σταθερή λειτουργία τόσο των μεμονωμένων συσκευών όσο και του ολόκληρου συστήματος ενέργειας.

Power Testing Equipment.jpg

2. Τάσεις Ανάπτυξης της Τεχνολογίας Διαδικτυακής Παρακολούθησης Θερμοκρασίας για Ηλεκτρικό Εξοπλισμό

Η τεχνολογία διαδικτυακής παρακολούθησης θερμοκρασίας συνήθως ενσωματώνει προηγμένα συστήματα αισθητήρων, δικτύωση επικοινωνίας, υπολογιστικά και επεξεργασία πληροφοριών, συστήματα εμπειρογνωμοσύνης και αποθετήρια δεδομένων. Με τη συνεχή τεχνολογική πρόοδο, αυτός ο τομέας εξελίσσεται προς αυτοματοποίηση, εξυπνάδα και πρακτικότητα.

2.1 Εφαρμογή Τεχνολογίας Διαδικτύου Προσόντων (IoT)

Το IoT θεωρείται ως η επόμενη κύμα της πληροφοριακής τεχνολογίας μετά τους υπολογιστές και το διαδίκτυο, και έχει αναγνωριστεί ως εθνική στρατηγική εξελισσόμενη βιομηχανία στην Κίνα, ενσωματώνοντας συνειδητά την ανάπτυξη του συνετού δικτύου. Το IoT συνδέει φυσικά αντικείμενα με το διαδίκτυο μέσω αισθητήρων όπως RFID, GPS και λέιζερ σκάνερ, επιτρέποντας την εξυπνή αναγνώριση, παρακολούθηση, παρακολούθηση και διαχείριση μέσω ανταλλαγής πληροφοριών.

Μια αρχιτεκτονική IoT για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού αποτελείται από τρία επίπεδα: αντίληψη, δίκτυο και εφαρμογή.

Επίπεδο Αντίληψης: Συλλέγει πραγματικά δεδομένα θερμοκρασίας με τη χρήση αισθητήρων (π.χ. επαφής ή θερμογραφικών) που εγκαταστάνεται άμεσα στον εξοπλισμό. Χρησιμοποιούνται μικρής απόστασης διαδικτυακές τεχνολογίες όπως Zigbee, 2.4G ή 433M για τη μετάδοση σημάτων, διασφαλίζοντας την απομόνωση υψηλής τάσης.
Επίπεδο Δικτύου: Μεταφέρει δεδομένα μεταξύ των επιπέδων αντίληψης και εφαρμογής. Χρησιμοποιεί ασφαλή, αξιόπιστα και πραγματική χρόνια δίκτυα επικοινωνίας ενέργειας, κυρίως διαδρομές ιντρακόμματος, συμπληρωμένες από συστήματα επικοινωνίας ενεργειακής γραμμής και ψηφιακά μικροκύματα.
Επίπεδο Εφαρμογής: Επεξεργάζεται, αναλύει και οπτικοποιεί τα δεδομένα θερμοκρασίας σε πολλά συστήματα, παρέχοντας υπηρεσίες όπως προειδοποιήσεις ανωμαλίας, ανάλυση τάσεων, διάγνωση online και κοινοποίηση δεδομένων μέσω εξυπνών πλατφορμών.

Το IoT επιτρέπει ολοκληρωμένη, πραγματική χρόνια αντίληψη, αξιόπιστη σύνδεση και εξυπνή ανάλυση δεδομένων, συνθέτοντας τη βάση για ισχυρά και επεκτείνοντα συστήματα παρακολούθησης θερμοκρασίας.

2.2 Τεχνολογία Σιωπηρών Αισθητήρων – Αντικατάσταση της Βαταρίας

Οι περισσότεροι ασύρματοι αισθητήρες θερμοκρασίας βασίζονται σε βαταρίες, οι οποίες αντιμετωπίζουν προκλήσεις σε περιβάλλοντα υψηλής τάσης, υψηλού ρεύματος και ηλεκτρομαγνητικού θορύβου. Οι βαταρίες έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής, απαιτούν συχνή αντικατάσταση και παρουσιάζουν κίνδυνο εκρήξεως σε υψηλές θερμοκρασίες, περιορίζοντας την αξιοπιστία και ασφάλεια του συστήματος.

Για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί, η τεχνολογία σιωπηρών αισθητήρων, περιλαμβανομένης της αποθήκευσης ενέργειας από ηλεκτρομαγνητικά/μαγνητικά πεδία, RF ενέργεια, θερμικές διαφορές και επιφανειακά ακουστικά κύματα, εμφανίζεται ως η μελλοντική κατεύθυνση. Οι σιωπηροί αισθητήρες προσφέρουν σαφή πλεονεκτήματα: