Kuidas veebipõhine temperatuuri jälgimine parandab võrgu ohutust ja hoolduse efektiivsust

Elektrijaam on suur-skaalne võrk, mis koosneb paljude ühendatud komponentidest, sealhulgas tootmis-, edastus-, alamjaama-, jaotus- ja lõppkasutaja-seadmetest. Elektriseadmete väljukued ei tuletab mitte ainult oodamatuid katkestusi ja energiakompanii rahalist kahju, vaid põhjustavad ka olulist majanduslikku kahju tarbijatele. Seetõttu määravad need seadmed otse kogu elektrivõrgu stabiilsuse ja ohutuse, kui ka energiakompaniide majandusliku jõudluse, elektri kvaliteedi ja teeninduse usaldusväärsuse.

Elektriseadmete pidev jälgimine internetis, kombineeritud täpsete arvutusmeetoditega kogutud andmete analüüsiga, võimaldab varajaseid vigade tuvastamist, ennetavaid meetmeid ja teadusliku veadiagnostika ning tingimusliku hoolduse toetust. See mängib kriitilist rolli elektrivõrgu toimimise usaldusväärsuse ja ohutuse parandamisel.

Kuna online jälgimiste tehnoloogiad järjest arenenevad ja saavutavad üha suuremat kogemust, eriti viimastel aastatel Hiina elektrisektorisse, on tingimuslik hooldus aegunud ajastatud hoolduse asendanud ja muutunud vältimatu trendiks. Juba 2010. aastal andis välja Hiina Riiklik Võrgu Korporatsioon Alamjaama Seadmete Online Jälgimissüsteemide Tehnilised Juhised ja hakkas laialdaselt rakendama tingimuslikku hooldust, eesmärgiga parandada seadmete intelligentsust, edendada tehisintellekti seadmete ja tehnoloogiate kasutamist ning saavutada online turvalisus hoiatused ja intelligentsed seadmete jälgimine.

Praegu keskendub online jälgimine peamiselt alamjaama esmane seadmetele, sealhulgas:

• Kondensaatorlike seadmete: kapasitansi ja dielektrilise kahju (tanδ) online jälgimine

• Metalloksiidi surgesideste: kokkuühenduviku ja vastupanuvoolu online jälgimine

• Trahvite: isolatsioonoliivi lahustunud gaasi analüüsi (DGA), ülitäheke (UHF) osalisladumise (PD), kütjepaigase PD ja tanδ, ning töölevõtja muutujate dünaamiliste omaduste online jälgimine

• GIS: UHF osalisladumise ja niiskuse (mikrovesi) sisalduse jälgimine

• Lülitsit: mehaaniliste omaduste jälgimine ja SF₆ gaasi tiheduse jälgimine

1. Elektriseadmete online temperatuuri jälgimise vajalikkus

Temperatuur on esmane seadmete normaalsete töötingimuste oluline näitaja. Energia seadmete ühenduspunktid võivad kannatada nõelde kinnitusest, ebapiisavalt surve all, või kontaktipinna halvenemisest termitsükli, põhjapindade liigutuste, tootmise puudustega, keskkonnasaaste, raskete ületöödelduste või oksüdeerimise tõttu. Need probleemid suurendavad kontaktipinna vastupanu, mis viib temperatuuri tõusu, kui läbib elektrivool. See kiirendab eralduse vananemist, vähendab seadme eluajad ja tõsistes juhtudel võib see käivitada plazmasündmusi, seadmete sõrmimist, ulatuslikku kahju, või isegi tulekahju ja plahvatust – eriti lülitsitute liikuvate ja paigapäraste kontaktide korral, mis on kõrge riskiga. Kõik need moodustavad pideva ohu seadmete ohutule toimimisele.

Praegu põhineb enamik temperatuurijälgimist traditsioonilistel meetoditel, nagu vaha temperatuuri näitajad ja perioodiline infrapunane termograafia. Nendel lähenemistel on mitmeid puudusi:

• Vaha näitajad vananevad ja mahakasvavad, neil on kitsas temperatuurivalik, madal täpsus, nende lugemine nõuab käsitsi tegemist ja nad ei toeta automatiseeritud haldust;

• Infrapunased termomeetrid nõuavad silmapaistvat mõõtmist, mõjutatakse keskkonnaoludest ja tihti ebaõnnestuvad takistuste korral;

• Käsitsi inspeksioonid on töömahukad, nõuavad lähedast kontakti (mis võib olla ohutu), ja puudub reaalajas võimekus;

• Offline jälgimine ei suuda jälgida temperatuuritrendeid ega aeglaste tuvastamist.

Seetõttu ei vasta enam traditsioonilised offline meetodid efektiivse, ohutuse ja usaldusväärse elektrivõrgu toimimise nõudmistele. On otseline vajadus online jälgimiste tehnoloogiate järele, mis võimaldavad reaalajas temperatuurijälgimist, aeglaste tuvastamist ja seadmete kahju ning elektrikatastroofide ennetamist. Lisaks laiendab online temperatuurijälgimine tingimusliku jälgimise valdkonda, pakkudes olulisi toimimisparameetreid tingimusliku hoolduse jaoks ja mängides olulist rolli nii individuaalsete seadmete kui ka kogu elektrivõrgu ohutu ja stabiilse toimimise tagamisel.

2. Elektriseadmete online temperatuurijälgimiste tehnoloogia arengud

Online temperatuurijälgimiste tehnoloogia integreerib tavaliselt täpseid sensorite süsteeme, kommunikatsioonivõrkke, arvuti- ja informatsioonitöötluse, eksperdanalüüsisüsteeme ja andmebaase. Pideva tehnoloogilise edasiarendamisega on see valdkond evoluteerumas automaatika, intelligentsuse ja praktilisuse suunas.

2.1 Asjade Interneti (IoT) tehnoloogia rakendamine

Asjade Internetit (IoT) peetakse järgmiseks informaatikatehnoloogia laineks pärast arvuteid ja interneti, ja seda on tunnistatud Hiinas riikliku strateegilise uue tehnoloogiatega seotud tööstuseks, millel on selgelt integreeritud pilvelahendused. IoT ühendab füüsilisi objekte internetile sensorite, nagu RFID, GPS ja lazer skannerite kaudu, lubades tehisidentifitseerimist, jälgimist, jälgimist ja haldamist informatsiooni vahetuse kaudu.

Elektriseadmete temperatuurijälgimise jaoks IoT arhitektuur koosneb kolmest kihist: tundlikkuskihi, võrgukihi ja rakenduskihi.

• Tundlikkuskiht: kogub reaalajas temperatuurandmeid sensoorite abil (nt. kontakt- või infrapunased), mis on paigutatud seadmetele. Lühikesed side-tehnoloogiad, nagu Zigbee, 2.4G või 433M, kasutatakse signaali edastamiseks, tagades kõrgepinge eralduse.

• Võrgukiht: edastab andmeid tundlikkus- ja rakenduskihilt. Kasutatakse turvalisi, usaldusväärseid ja reaalajas elektrivõrkude kommunikatsioonivõrkke, peamiselt optikaviide, täiendatud elektrivõrkude ja digitaalsete mikrolainete süsteemidega.

• Rakenduskiht: töötleb, analüübib ja visualiseerib temperatuurandmeid mitmesugustel seadmetel, pakkudes teenuseid, nagu anomaliate hoiatused, trendianalüüsid, online diagnostika ja andmete jagamine tehisintellektplatvormide kaudu.

IoT võimaldab täielikku, reaalajas teadvust, usaldusväärset ühenduvust ja tehisandmete analüüsi, moodustades kindla ja skaalautta temperatuurijälgimissüsteemi aluse.

2.2 Passiivsed sensoritehnoloogiad – akude asendamine

Enamik siduvaba temperatuursensorite sõltuvad akuudest, mis silmitsed väljakutsidega kõrgepinge, kõrge vool ja elektromagnetiline müraraadius. Akudel on piiratud eluajad, nõuavad sagedast vahetamist ja võivad põhjustada plahvatuse kõrgete temperatuuride korral, piirates süsteemi usaldusväärsust ja ohutust.

Nende piirangute likvideerimiseks on passiivsed sensoritehnoloogiad, sealhulgas elektrilise/magnetilise väli energia taastamine, RF energia, soojusgradient ja pinna akustilised lained, ilmnenud tuleviku suunas. Passiivsed sensorid pakuvad selgeid eeliseid:

• Hoolduseta töö seadme kogu elutsüklis, parandades süsteemi usaldusväärsust

• Akuta olemasolu tähendab, et ei ole plahvatuse oht ja võimaldab pidevat kõrgete temperatuuride jälgimist vara vigade tuvastamiseks;

• Aku kasutuse vähendamine vähendab keskkonnakaitse mõju, lisades sotsiaalset väärtust.

2.3 Punkti-riba-pind-integreeritud temperatuurijälgimine

See lähenemine kombineerib erinevaid jälgimisstrateegiaid seadmetüüpide ja kriitilisuse järgi, et saavutada optimaalne katta.

• Punktijälgimine: suunatakse lokaliseeritud külmepunktide, nagu lülitsitute kontaktide, busbaride ja kaabeli ühenduste suhtes, kus välisinspektsioon on raske. Sensorid paigutatakse otse nendesse punktidesse reaalajas jälgimiseks.

• Ribajälgimine: keskendub kõrgepinge elektrikabeledele kabelekoridorites, -troovides või -plaadides. Üleruumistumine võib põhjustada tulekahju ja laias laastuses katkestused. Laialdaselt kasutatakse distribueeritud optilist laiendusmõõtmist (DTS), mis pakub eraldust, korrosioonikindlust, kõrge temperatuuritolerantsi ja immuniteeti elektromagnetilise segaduse vastu. DTS võimaldab pidevat, täpset temperatuuriprofiili kogu kaabe pikkuse kaupa, täpse vigase asukoha tuvastamisega kiire reageerimiseks.

Mobiilirakendused – reaalajas jälgimine igal ajal ja kohal

Kasvava mobiilivõrgu laiuse ja tugevate nutitelefonide ja tahvelarvutite, eriti 4G era, tugevdamisega on mobiilirakendused muutunud oluliseks tööriistaks ettevõtete operatsioonides. Nende mobiilsus, mugavus, ajakohasus ja personaliseeritus on laialdaselt kasutuses energiakompaniide halduses.

Seadmete jälgimisandmete integreerimine mobiilirakendustesse interneti ja mobiilivõrkude kaudu toob olulisi eeliseid:

• Murda traditsiooniliste intranetsüsteemide piiranguid, võimaldades reaalajas ligipääsu seadmete seisundile igal ajal ja kohal;

• Paranda inspekteerimistehingute efektiivsust digitaalsete logide, fotode, GPS-i märgistuste ja QR-koodide skannimise funktsioonidega, tehes patrulliinspekteerimisest mobiilse, digitaalse ja intelligente protsessi.

• Erakordsete olukordade korral võivad inimesed kiiresti tuvastada vigu, vaadata reaalajas ja ajaloolisi andmeid, ja reageerida kiiremini, vähendades katkestuse kestust ja ulatust.

Mobiilirakendused eemaldavad ruumi- ja aegpiiranguid, parandavad toimimise efektiivsust, tõhustavad seadmete ohutust ja toetavad jätkusuutlikku energiakompaniide kasvu.

3. Kokkuvõte

Online tingimuslik jälgimiste tehnoloogia, eriti temperatuurijälgimine, on tuleviku intelligentsed võrgu võtmekomponent, aidates energiakompaniidel parandada seadmete ohutust ja majanduslikku jõudlust. Kui tehnoloogia areneneb, siis temperatuurijälgimine evoluteerub täielikku, intelligentsesse ja praktilisse lahendustesse. Integreerimine IoT, mobiilirakendustega ja teiste uute tehnoloogiatega määrab selle valdkonna tuleviku suuna.