صيانة استباقية وتشخيص الأعطال للمعدات الكهربائية: استراتيجيات وتكنولوجيات

يؤثر أداء المعدات الكهربائية بشكل مباشر على جودة التزويد بالكهرباء من قبل شركات الخدمات العامة. يمكن أن يقلل الصيانة الروتينية للمعدات الكهربائية من خطر حدوث أعطال؛ ومع ذلك، لا تزال التحديات الموجودة في صيانة الحالة (CBM) تتسبب في استهلاك كبير للقوى البشرية والمادية. من خلال تنفيذ CBM، يمكن للمرافق الحصول على رؤى فورية حول حالة المعدات، مما يسمح بتحديد وإصلاح الأعطال فوراً. هذا يحسن بشكل كبير موثوقية التزويد بالكهرباء والصحة العامة لخطوط النقل الكهربائي، مما يوفر أساساً متيناً لتطوير المرافق.

1. دور صيانة الحالة (CBM) للمعدات الكهربائية

1.1 تعزيز موثوقية شبكة التوزيع
يتطلب بناء وتشغيل شبكة توزيع ليس فقط تصميم هيكلي معقول وكفاءة اقتصادية، ولكن أيضاً موثوقية عالية والتكنولوجيا المتقدمة. فقط من خلال ضمان التقدم المتوازن في جميع هذه المجالات يمكن إنشاء شبكة توزيع قوية لتلبية الطلب المتزايد على الكهرباء. يتطلب تحسين موثوقية شبكة التوزيع بشكل فعال تنفيذ استراتيجي لمراقبة حالة معدات المحطات الفرعية. تعتبر CBM واحدة من أكثر الأساليب فعالية. من خلال الجمع بين CBM والتكنولوجيا الحديثة، يمكن اكتشاف وإصلاح أعطال المعدات بسرعة، مما يمنع الحوادث الأمنية ويقلل الخسائر الاقتصادية.

1.2 تعزيز الإدارة المعيارية والدقيقة في المرافق الكهربائية
لتحقيق الإدارة المعيارية والدقيقة، يجب على المرافق الكهربائية الابتعاد عن نماذج الإدارة التقليدية والخشنة. يجب تنفيذ معايير واضحة وقابلة للقياس ومبادئ الإدارة العلمية المتقدمة عبر جميع عمليات الإدارة. تقوم CBM بتوحيد الإدارة الدقيقة بشكل فعال، مما يتيح عائدات أكبر باستثمار أقل ويدفع المزيد من التطوير في الشركات الكهربائية.

2. الأعطال الشائعة في المعدات الكهربائية ضمن أنظمة الطاقة

2.1 الأعطال الميكانيكية
تنتج الأعطال الميكانيكية بشكل أساسي من عدم كفاية الصيانة. عندما يفشل فريق الصيانة في إجراء الصيانة الدورية، تعمل المكونات الميكانيكية بشكل مستمر لفترات طويلة، مما يؤدي إلى التآكل والإرهاق وغيرها من التشوهات، والتي قد تصل في النهاية إلى فشل ميكانيكي خطير. تشير الأبحاث إلى أن المحركات في هذه المعدات غالباً ما تعمل بشكل مستقل، مما يجعل تشخيص الأعطال صعباً ويؤخر الكشف والحل الفوري. في مثل هذه الحالات، يحتاج فريق الصيانة ليس فقط إلى خبرة واسعة ولكن أيضاً إلى أدوات تشخيص متقدمة لتحديد وتقييم نقاط الأعطال.

2.2 فشل العزل
يعتبر فشل العزل هو الأكثر شيوعاً أثناء تشغيل المعدات الكهربائية. الوحدات الكهربائية ذات الجهد العالي التي تعمل لفترات طويلة تكون عرضة للعوامل الخارجية مثل الجهد العالي والحقول الكهربائية القوية، مما يؤثر على التشغيل الآمن للعزل السطحي ويسبب مشاكل. إذا لم يتم اكتشاف هذه المشاكل أثناء الفحص، يمكن أن تتفاقم وتتطور إلى أعطال كبيرة للمعدات. تظهر الأبحاث أن فشل العزل يحدث بشكل متكرر في المكونات مثل المحولات والمحولات الحالية. الأسباب الرئيسية تشمل القيود التصميمية الداخلية، وختم سيء، وتآكل أو تآكل الأسلاك بسبب البيئة الخارجية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تلف الختم الخارجي للمواد أيضاً إلى فشل العزل.

2.3 أعطال الحرارة الزائدة
تقوم المعدات الكهربائية بإنتاج ونقل الحرارة أثناء التشغيل. يمكن أن يؤدي أي تشوه في هذه العملية - مثل قصر الدائرة - إلى زيادة سريعة في التيار والحرارة، مما قد يؤدي إلى زيادة مفاجئة في درجة الحرارة. هذا يمكن أن يضر بالمكونات بشكل خطير ويعرقل تشغيل المعدات. من السهل نسبياً اكتشاف الشذوذ الحراري في مكونات الدائرة أثناء الدوريات، لذا يجب على فريق الصيانة معالجتها فوراً عند اكتشافها.

3. البحث في تقنيات صيانة الحالة للمعدات الكهربائية

3.1 تبني تقنيات الصيانة المتقدمة
يجب أن تتبع CBM المبدأ: "إصلاح ما يحتاج إلى إصلاح، وضمان إجراء الإصلاحات بشكل صحيح." أثناء التنفيذ، يجب دمج التكنولوجيات الجديدة مع الأنظمة القديمة لتعزيز تحديث أنظمة الطاقة. مع تطور التكنولوجيا، يجب أن تواكب تقنيات الصيانة هذا التطور. تشمل تقنيات CBM الشائعة مراقبة الحالة، وتوقع الحالة، وتقييم الحالة. أولاً، يتم مراقبة حالة المعدات باستخدام المعلمات. ثم، يتم تطبيق طرق التوقع - مثل تحليل السلسلة الزمنية أو الشبكات العصبية الصناعية - بناءً على نوع المعدات. أخيراً، يتم تقييم نتائج الفحص لتوفير تقارير حالة موثوقة لدعم عملية CBM.

3.2 التطبيق في المحطات الفرعية
تعتبر المحطات الفرعية البنية التحتية الأساسية لأنظمة الطاقة، وهي مسؤولة عن نقل وتوزيع الكهرباء. تعتمد صيانة المحطات الفرعية التقليدية على أجهزة حماية التتابع. عند اكتشاف أي تشوه، يجب على الموظفين السفر إلى الموقع للفحص والإصلاح، مما يؤدي إلى انخفاض في الكفاءة. مع تطور الأتمتة، فإن دمج CBM مع تقنيات الأتمتة قد أدى إلى تحسين كبير في كفاءة الصيانة. يمكن للمراقبة عن بعد أن تمكن الموظفين من رؤية المعلمات التشغيلية عبر الكمبيوتر، وجمع وتحليل بيانات استخدام الطاقة الإقليمية، واكتشاف التشوهات، وتوقع الأعطال المحتملة بناءً على البيانات التاريخية - مما يسمح بصيانة مستهدفة وكفؤة وضمان التشغيل المستقر للمحطات الفرعية. أنظمة الطاقة معقدة؛ يمكن أن يؤدي فشل مكون واحد إلى فشل متسلسل. لذلك، يعتبر CBM لقواطع الدائرة أمرًا ضروريًا. يمكن أن تفشل هذه المقاطع بسبب الحرارة الزائدة، والتي يمكن اكتشافها من خلال مراقبة درجة حرارة السطح ومعالجتها فوراً. رغم أن بعض المرافق قد نشرت برامج وأجهزة لـ CBM، إلا أنها لا تزال تستخدم أساليب الإدارة التقليدية، مما يحد من فعالية التكنولوجيات الجديدة. لذلك، من الضروري تحسين كفاءة المدراء والفنيين للاستفادة الكاملة من CBM. كتكنولوجيا جديدة، تتطلب CBM التعلم المستمر من قبل الموظفين لضمان تحقيق إمكاناتها الكاملة.

3.3 بناء نظام تقييم CBM
عادة ما تتضمن الصيانة الروتينية في المرافق فحص المحولات، وخطوط النقل، وقطع الدائرة، إلخ. بينما يتم الاحتفاظ بسجلات الصيانة للمراجعة أثناء التسليم، غالبًا ما يكون هناك نقص في نظام التقييم الرسمي. لتحسين فعالية الصيانة، يجب إنشاء نظام تقييم CBM شامل. يجب تسجيل البيانات المجمعة أثناء الصيانة وتنظيمها في تقارير حالة مفصلة، مما يشكل إطار تقييم قوي. هذا يوفر بيانات تاريخية قيمة للخطط المستقبلية للصيانة واتخاذ القرارات.

خاتمة
إن المجتمع اليوم هو مجتمع معلوماتي وذكي. تتبنى الصناعات المختلفة الأتمتة والتكنولوجيا الذكية. نظرًا للبنية التحتية الواسعة لنظام الكهرباء والمناطق الخدمية المتزايدة في الصين، تعتبر CBM أساسية لضمان استقرار نظام الطاقة. لذا، يجب على المرافق تعزيز ممارسات الصيانة لضمان موثوقية الشبكة واستقرار التشغيل.