ऑनलाइन तापमान मॉनिटोरिंग प्रवृत्तियाँ कैसे ग्रिड सुरक्षा और रखरखाव की दक्षता में सुधार करती हैं
विद्युत प्रणाली एक बड़ा-सा नेटवर्क है जो कई संयुक्त घटकों से मिलकर बना होता है, जिसमें उत्पादन, प्रसारण, सबस्टेशन, वितरण और अंतिम उपभोक्ता उपकरण शामिल हैं। विद्युत उपकरणों में विफलता न केवल अप्रत्याशित आउटेज और विद्युत कंपनियों के लिए वित्तीय नुकसान का कारण बन सकती है, बल्कि ग्राहकों के लिए महत्वपूर्ण आर्थिक नुकसान भी कर सकती है। इसलिए, इन उपकरणों की विश्वसनीयता और संचालन स्थिति पूरी विद्युत प्रणाली की स्थिरता और सुरक्षा, और विद्युत कंपनियों के आर्थिक प्रदर्शन, विद्युत गुणवत्ता और सेवा विश्वसनीयता को सीधे निर्धारित करती है।
विद्युत उपकरणों की ऑनलाइन मॉनिटरिंग—अंकित डेटा के विश्लेषण के लिए उन्नत गणना विधियों के संयोजन से—संभावित दोषों की प्रारंभिक पहचान, रोकथामात्मक कार्रवाइयों को सुविधाजनक बनाती है, और वैज्ञानिक दोष विकल्प और स्थिति-आधारित रखरखाव का समर्थन करती है। यह विद्युत प्रणाली के संचालन की विश्वसनीयता और सुरक्षा में सुधार करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
ऑनलाइन मॉनिटरिंग प्रौद्योगिकियों के लगातार विकास और परिपक्वता के साथ, और अंतिम वर्षों में चीन के विद्युत क्षेत्र में सफल अनुप्रयोगों के साथ, स्थिति-आधारित रखरखाव ने पारंपरिक समय-आधारित रखरखाव को धीरे-धीरे प्रतिस्थापित किया है और एक अनिवार्य प्रवृत्ति बन गया है। 2010 में ही, चाइनीज स्टेट ग्रिड कॉर्पोरेशन ने सबस्टेशन उपकरणों की ऑनलाइन मॉनिटरिंग प्रणाली के लिए तकनीकी दिशानिर्देश जारी किए और स्थिति-आधारित रखरखाव का व्यापक लागू करना शुरू किया, उपकरणों की बुद्धिमत्ता को बढ़ावा देने, स्मार्ट उपकरणों और प्रौद्योगिकियों को प्रोत्साहित करने, और ऑनलाइन सुरक्षा चेतावनियों और बुद्धिमत्ता उपकरण मॉनिटरिंग को प्राप्त करने के लक्ष्य से।
वर्तमान में, ऑनलाइन मॉनिटरिंग मुख्य रूप से सबस्टेशन में प्राथमिक उपकरणों पर केंद्रित है, जिसमें शामिल है:
संधारित्र उपकरण: क्षमता और दीपक नुकसान (tanδ) की ऑनलाइन मॉनिटरिंग
धातु ऑक्साइड बिजली रोधक: कुल लीकेज धारा और प्रतिरोधी धारा की ऑनलाइन मॉनिटरिंग
ट्रांसफार्मर: इनसुलेटिंग तेल में घुले हुए गैस विश्लेषण (DGA), अत्यधिक उच्च आवृत्ति (UHF) आंशिक डिसचार्ज (PD), बुशिंग PD और tanδ, और ऑन-लोड टैप चेंजर्स की गतिक विशेषताओं की ऑनलाइन मॉनिटरिंग
GIS: UHF आंशिक डिसचार्ज और नमी (माइक्रो-पानी) सामग्री की मॉनिटरिंग
स्विचगियर: यांत्रिक विशेषताओं की मॉनिटरिंग और SF₆ गैस घनत्व की मॉनिटरिंग
1. विद्युत उपकरणों के लिए ऑनलाइन तापमान मॉनिटरिंग की आवश्यकता
तापमान प्राथमिक उपकरणों के सामान्य संचालन का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। विद्युत उपकरणों के कनेक्शन बिंदुओं में गर्मी के चक्र, आधार परिवर्तन, निर्माण दोष, पर्यावरणीय प्रदूषण, गंभीर अतिभार, या ऑक्सीकरण के कारण ढीली दबाव, अपर्याप्त दबाव, या संपर्क सतह का अवक्षय हो सकता है। ये समस्याएं संपर्क प्रतिरोध को बढ़ाती हैं, जिससे धारा प्रवाह के साथ तापमान बढ़ता है। यह इन्सुलेशन को जल्दी पुराना करता है, उपकरणों की लंबाई को कम करता है, और गंभीर मामलों में, आर्क दोष, उपकरणों का जलना, विस्तारित नुकसान, या यहाँ तक कि आग और विस्फोट—विशेष रूप से डिसकनेक्टिंग स्विचों के गतिशील और निश्चित संपर्कों पर, जहाँ विफलता की दर ऊंची होती है। ये सभी सुरक्षित उपकरण संचालन के लिए लगातार खतरे पैदा करते हैं।
वर्तमान में, तापमान मॉनिटरिंग मुख्य रूप से पारंपरिक विधियों पर निर्भर करती है, जैसे मोम के तापमान संकेतक और नियमित इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी। ये दृष्टिकोण कई दोषों के साथ हैं:
मोम संकेतक पुराने होने और छूटने की प्रवत्ति रखते हैं, संकीर्ण तापमान सीमाओं, कम सटीकता, मैनुअल पठन की आवश्यकता, और स्वचालित प्रबंधन का समर्थन नहीं करते;
इन्फ्रारेड थर्मोमीटर लाइन-ऑफ-साइट माप की आवश्यकता, पर्यावरणीय स्थितियों के प्रभाव, और अक्सर रोकने के कारण विफल होते हैं;
मैनुअल जांच कार्य श्रम-प्रधान होता है, निकटता की आवश्यकता (सुरक्षा खतरों का खतरा), और वास्तविक समय की क्षमता की कमी;
ऑफलाइन मॉनिटरिंग तापमान रुझानों को नहीं पकड़ पाती या समय पर असामान्य स्थितियों का पता नहीं लगा पाती।
इसलिए, पारंपरिक ऑफलाइन विधियाँ अब अधिक कुशल, सुरक्षित, और विश्वसनीय विद्युत प्रणाली संचालन की मांगों को पूरा नहीं करती हैं। वास्तविक समय में तापमान प्रतिक्रिया, समय पर असामान्य स्थितियों का पता लगाने, और उपकरणों के नुकसान और विद्युत दुर्घटनाओं को रोकने के लिए ऑनलाइन मॉनिटरिंग प्रौद्योगिकियों की तत्काल आवश्यकता है। इसके अलावा, ऑनलाइन तापमान मॉनिटरिंग स्थिति-आधारित रखरखाव के लिए महत्वपूर्ण संचालन पैरामीटर प्रदान करती है और व्यक्तिगत उपकरणों और पूरी विद्युत प्रणाली दोनों के सुरक्षित और स्थिर संचालन में महत्वपूर्ण योगदान देती है।
2. विद्युत उपकरणों के लिए ऑनलाइन तापमान मॉनिटरिंग प्रौद्योगिकी के विकास की दिशाएं
ऑनलाइन तापमान मॉनिटरिंग प्रौद्योगिकी आम तौर पर उन्नत सेंसर प्रणालियों, संचार नेटवर्क, कंप्यूटर और सूचना प्रोसेसिंग, विशेषज्ञ विश्लेषण प्रणालियों, और डेटा रिपोजिटरी को एकीकृत करती है। लगातार प्रौद्योगिकी प्रगति के साथ, यह क्षेत्र स्वचालन, बुद्धिमत्ता, और व्यावहारिकता की ओर विकसित हो रहा है।
2.1 इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग
IoT को कंप्यूटर और इंटरनेट के बाद अगली जानकारी प्रौद्योगिकी की लहर माना जाता है, और चीन में इसे राष्ट्रीय रणनीतिक उद्योग के रूप में मान्यता प्राप्त है, और इसे स्मार्ट ग्रिड विकास में स्पष्ट रूप से एकीकृत किया गया है। IoT RFID, GPS, और लेजर स्कैनर जैसे सेंसरों के माध्यम से भौतिक वस्तुओं को इंटरनेट से जोड़ता है, जिससे जानकारी का विनिमय के माध्यम से बुद्धिमत्ता से पहचान, ट्रैकिंग, मॉनिटरिंग, और प्रबंधन संभव होता है।
विद्युत उपकरणों के तापमान मॉनिटरिंग के लिए एक IoT आर्किटेक्चर तीन परतों से गठित होता है: संवेदन, नेटवर्क, और अनुप्रयोग।
संवेदन परत: सीधे उपकरणों पर इंस्टॉल किए गए सेंसरों (जैसे, संपर्क या इन्फ्रारेड प्रकार) का उपयोग करके वास्तविक समय में तापमान डेटा एकत्र करती है। Zigbee, 2.4G, या 433M जैसी छोटी दूरी की वायरलेस प्रौद्योगिकियों का उपयोग संकेत प्रसारण के लिए किया जाता है, जिससे उच्च वोल्टेज अलगाव सुनिश्चित होता है।
नेटवर्क परत: संवेदन और अनुप्रयोग परतों के बीच डेटा का प्रसारण करती है। यह सुरक्षित, विश्वसनीय, और वास्तविक समय की विद्युत संचार नेटवर्कों—मुख्य रूप से फाइबर ऑप्टिक्स, विद्युत-लाइन कैरियर और डिजिटल माइक्रोवेव प्रणालियों से सहायता प्राप्त करता है।
अनुप्रयोग परत: बहुत सारे उपकरणों पर तापमान डेटा का प्रोसेसिंग, विश्लेषण, और विजुअलाइजेशन करती है, जिससे विसंगति संकेत, रुझान विश्लेषण, ऑनलाइन विकल्प, और डेटा शेयरिंग जैसी सेवाएं बुद्धिमत्ता आधारित प्लेटफॉर्मों के माध्यम से प्रदान की जाती हैं।
IoT व्यापक, वास्तविक समय में जागरूकता, विश्वसनीय कनेक्टिविटी, और बुद्धिमत्ता डेटा विश्लेषण को संभव बनाता है, जो मजबूत और स्केलेबल तापमान मॉनिटरिंग प्रणालियों के लिए आधार बनाता है।
2.2 पासिव सेंसिंग प्रौद्योगिकी – बैटरी पावर का प्रतिस्थापन
अधिकांश वायरलेस तापमान सेंसर बैटरी पर निर्भर करते हैं, जो उच्च वोल्टेज, उच्च धारा, और विद्युत चुंबकीय शोर के वातावरण में चुनौतियों का सामना करते हैं। बैटरी की लंबाई सीमित होती है, इसकी अक्सर बदलाव की आवश्यकता होती है, और उच्च तापमान की स्थितियों में विस्फोट का खतरा होता है, जो प्रणाली की विश्वसनीयता और सुरक्षा को सीमित करता है।
इन सीमाओं को दूर करने के लिए, विद्युत/चुंबकीय क्षेत्र, RF पावर, तापीय ग्रेडिएंट, और सतह ध्वनिक तरंगों से ऊर्जा उत्पादन शामिल विभिन्न पासिव सेंसिंग प्रौद्योगिकियाँ भविष्य की दिशा के रूप में उभर रही हैं। पासिव सेंसरों के स्पष्ट लाभ हैं:
उपकरणों की लंबाई के दौरान निर्भर रूप से संचालन, प्रणाली की विश्वसनीयता में सुधार
कोई बैटरी, कोई विस्फोट का खतरा, और शुरुआती दोष पहचान के लिए लगातार उच्च तापमान मॉनिटरिंग;
बैटरी के उपयोग की कमी पर्यावरण पर प्रभाव को कम करती है, सामाजिक मूल्य जोड़ती है।
2.3 बिंदु-रेखा-सतह एकीकृत तापमान मॉनिटरिंग
यह दृष्टिकोण उपकरण के प्रकार और महत्व के आधार पर विभिन्न मॉनिटरिंग रणनीतियों को एकीकृत करता है ताकि अधिकतम कवरेज प्राप्त हो सके।
बिंदु मॉनिटरिंग: बाहरी जांच कठिन होने वाले स्विचगियर संपर्क, बसबार, और केबल जंक्शन जैसे स्थानीय गर्म स्पॉट्स पर केंद्रित होता है। सेंसर इन बिंदुओं पर सीधे इंस्टॉल किए जाते हैं वास्तविक समय में मॉनिटरिंग के लिए।
रेखा मॉनिटरिंग: केबल टनल, ट्रेंच, या ट्रे में उच्च वोल्टेज विद्युत केबलों पर केंद्रित होता है। गर्मी से आग और व्यापक आउटेज हो सकता है। वितरित ऑप्टिकल फाइबर सेंसिंग (DTS) व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, जो इन्सुलेशन, रासायनिक विघटन
