Manutenzione Basata sullo Stato e Diagnosi dei Guasti per Apparecchiature Elettriche: Strategie e Tecnologie

Lo stato operativo delle attrezzature elettriche impatta direttamente sulla qualità della fornitura di energia delle società di servizio pubblico. La manutenzione ordinaria delle attrezzature elettriche può ridurre il rischio di guasti; tuttavia, le sfide esistenti nella manutenzione basata sullo stato (CBM) portano ancora a un significativo consumo di risorse umane e materiali. Implementando la CBM, le società di servizio pubblico possono ottenere informazioni in tempo reale sullo stato delle attrezzature, consentendo la rilevazione e la riparazione immediata dei guasti. Ciò migliora significativamente l'affidabilità della fornitura di energia e la salute complessiva delle linee elettriche, fornendo una solida base per lo sviluppo delle società di servizio pubblico.

1. Il Ruolo della Manutenzione Basata sullo Stato (CBM) per le Attrezzature Elettriche

1.1 Miglioramento dell’Affidabilità della Rete di Distribuzione
La costruzione e l'operazione di una rete di distribuzione richiedono non solo un progetto strutturale razionale ed efficienza economica, ma anche alta affidabilità e tecnologia avanzata. Solo garantendo un progresso equilibrato in tutte queste aree è possibile stabilire una rete di distribuzione robusta per soddisfare la crescente domanda di elettricità. Il miglioramento efficace dell'affidabilità della rete di distribuzione richiede l'implementazione strategica del monitoraggio dello stato delle attrezzature delle sottostazioni. La CBM è uno degli approcci più efficaci. Combinando la CBM con tecnologie moderne, i guasti delle attrezzature possono essere rilevati e affrontati prontamente, prevenendo incidenti di sicurezza e minimizzando le perdite economiche.

1.2 Promozione della Gestione Standardizzata e Raffinata nelle Società di Servizio Pubblico Elettrico
Per raggiungere la gestione standardizzata e raffinata, le società di servizio pubblico elettrico devono allontanarsi dai modelli di gestione tradizionali e grezzi. Devono essere implementate norme chiare e quantificabili e principi di gestione scientifica avanzati in tutti i processi di gestione. La CBM standardizza efficacemente la gestione dettagliata, consentendo maggiori ritorni con minori investimenti e spingendo ulteriormente lo sviluppo delle imprese elettriche.

2. Guasti Comuni nelle Attrezzature Elettriche nei Sistemi di Potenza

2.1 Guasti Meccanici
I guasti meccanici derivano principalmente da una manutenzione inadeguata. Quando il personale di manutenzione non esegue regolarmente le operazioni di servizio, i componenti meccanici operano continuamente per periodi prolungati, portando a usura, fatica e altre anomalie, potenzialmente culminanti in gravi guasti meccanici. Le ricerche indicano che i motori in tali attrezzature spesso operano indipendentemente, rendendo difficile la diagnosi dei guasti e ritardando la rilevazione e la risoluzione tempestive. In tali casi, il personale di manutenzione richiede non solo un'ampia esperienza, ma anche strumenti diagnostici avanzati per localizzare e risolvere i punti di guasto.

2.2 Guasti di Isolamento
Il guasto di isolamento è il difetto più comune durante l'operazione delle attrezzature elettriche. Le unità elettriche ad alta tensione che operano per lunghi periodi sono soggette a fattori esterni come alta tensione e campi elettrici forti, compromettendo l'operazione sicura dell'isolamento superficiale e causando problemi. Se non vengono rilevati durante le ispezioni, questi problemi possono peggiorare e trasformarsi in guasti gravi delle attrezzature. Gli studi mostrano che i guasti di isolamento si verificano frequentemente in componenti come trasformatori e trasformatori di corrente. Le cause principali includono limitazioni intrinseche del design, sigillatura scarsa e erosione o corrosione ambientale dei cavi. Inoltre, un sigillo compromesso dei materiali esterni può anche portare a guasti di isolamento.

2.3 Guasti per Sovraccarico Termico
Le attrezzature elettriche generano e trasferiscono calore durante l'operazione. Anomalie in questo processo, come cortocircuiti, possono causare un rapido aumento di corrente e calore, potenzialmente portando a picchi di temperatura improvvisi. Questo può danneggiare gravemente i componenti e interrompere l'operazione delle attrezzature. Le anomalie di temperatura nei componenti del circuito sono relativamente facili da rilevare durante le ronde, quindi il personale di manutenzione deve intervenire prontamente quando vengono scoperte.

3. Ricerca sulle Tecnologie di Manutenzione Basata sullo Stato per le Attrezzature Elettriche

3.1 Adozione di Tecnologie Avanzate di Manutenzione
La CBM dovrebbe seguire il principio: "Ripara ciò che necessita di riparazione, e assicurati che le riparazioni siano eseguite correttamente." Durante l'implementazione, nuove tecnologie dovrebbero essere integrate con i sistemi legacy per migliorare la modernizzazione dei sistemi di potenza. Con l'avanzamento della tecnologia, le tecniche di manutenzione devono tenere il passo. Le tecnologie CBM comuni includono il monitoraggio dello stato, la predizione dello stato e la valutazione dello stato. Innanzitutto, lo stato delle attrezzature viene monitorato utilizzando parametri. Quindi, vengono applicati metodi di predizione, come l'analisi delle serie temporali o le reti neurali artificiali, in base al tipo di attrezzatura. Infine, la valutazione dei risultati delle ispezioni fornisce rapporti di stato affidabili per supportare il processo CBM.

3.2 Applicazione nelle Sottostazioni
Le sottostazioni sono infrastrutture fondamentali nei sistemi di potenza, responsabili della trasmissione e distribuzione di energia. La manutenzione tradizionale delle sottostazioni si basa su dispositivi di protezione a relè. Quando viene rilevata un'anomalia, il personale deve recarsi sul sito per l'ispezione e la riparazione, risultando in bassa efficienza. Con l'avanzamento dell'automazione, l'integrazione della CBM con le tecnologie di automazione ha significativamente migliorato l'efficienza della manutenzione. Il monitoraggio remoto consente al personale di visualizzare i parametri operativi tramite computer, raccogliere e analizzare i dati sull'utilizzo regionale dell'energia, identificare anomalie e prevedere potenziali guasti basandosi sui dati storici—consentendo una manutenzione mirata ed efficiente e garantendo l'operazione stabile delle sottostazioni. I sistemi di potenza sono complessi; un singolo guasto di un componente può scatenare guasti a cascata. Pertanto, la CBM per gli interruttori di disconnessione è essenziale. Questi interruttori possono guastarsi a causa del sovraccarico termico, che può essere rilevato monitorando la temperatura superficiale e affrontato immediatamente. Anche se alcune società di servizio pubblico hanno implementato software e hardware per la CBM, utilizzano ancora metodi di gestione tradizionali, limitando l'efficacia delle nuove tecnologie. Pertanto, migliorare la competenza dei manager e del personale tecnico è cruciale per sfruttare appieno la CBM. Come tecnologia innovativa, la CBM richiede un apprendimento continuo da parte del personale per garantirne il pieno potenziale.

3.3 Costruzione di un Sistema di Valutazione CBM
La manutenzione ordinaria nelle società di servizio pubblico tipicamente coinvolge l'ispezione di trasformatori, linee elettriche, interruttori, ecc. Mentre i registri di manutenzione vengono conservati per riferimento durante i passaggi, un sistema formale di valutazione spesso manca. Per migliorare l'efficacia della manutenzione, dovrebbe essere stabilito un sistema di valutazione CBM completo. I dati raccolti durante la manutenzione dovrebbero essere registrati e compilati in rapporti di stato dettagliati, formando un robusto quadro di valutazione. Questo fornisce dati storici preziosi per la pianificazione e la decisione futura della manutenzione.

Conclusione
La società odierna è guidata dalle informazioni e dall'intelligenza. Tutti i settori stanno integrando l'automazione e le tecnologie smart. Data l'estesa infrastruttura della rete elettrica e le aree di servizio in espansione in Cina, la CBM è fondamentale per mantenere la stabilità del sistema di potenza. Pertanto, le società di servizio pubblico devono rafforzare le pratiche di manutenzione per garantire l'affidabilità della rete e la stabilità operativa.