Utrzymanie warunkowe i diagnostyka awarii urządzeń elektrycznych: strategie i technologie

Stan działania sprzętu energetycznego bezpośrednio wpływa na jakość dostaw energii przez przedsiębiorstwa energetyczne. Regularna konserwacja sprzętu energetycznego może zmniejszyć ryzyko awarii; jednak istniejące wyzwania w zakresie konserwacji opartej na stanie (CBM) nadal prowadzą do znacznego zużycia zasobów ludzkich i materiałowych. Poprzez wdrożenie CBM, przedsiębiorstwa energetyczne mogą uzyskać real-time informacje o stanie sprzętu, co pozwala na natychmiastowe wykrycie i naprawę usterek. To znacząco poprawia niezawodność dostaw energii oraz ogólny stan sieci elektrycznej, zapewniając solidną podstawę dla rozwoju przedsiębiorstw energetycznych.

1. Rola Konserwacji Opartej na Stanie (CBM) dla Sprzętu Energetycznego

1.1 Wzmacnianie Niezawodności Sieci Dystrybucyjnej
Budowa i eksploatacja sieci dystrybucyjnej wymaga nie tylko racjonalnego projektowania strukturalnego i efektywności ekonomicznej, ale także wysokiej niezawodności i zaawansowanych technologii. Tylko zapewnienie zrównoważonego postępu we wszystkich tych obszarach pozwala stworzyć solidną sieć dystrybucyjną, która spełni rosnące zapotrzebowanie na energię. Efektywne wzmacnianie niezawodności sieci dystrybucyjnej wymaga strategicznego wdrożenia monitoringu stanu sprzętu w podstacjach. CBM jest jednym z najbardziej skutecznych podejść. Poprzez połączenie CBM z nowoczesnymi technologiami, można szybko wykryć i rozwiązać usterki sprzętu, zapobiegając incydentom bezpieczeństwa i minimalizując straty ekonomiczne.

1.2 Promowanie Standardyzacji i Szczegółowej Zarządzania w Przedsiębiorstwach Energetycznych
Aby osiągnąć standardyzację i szczegółowe zarządzanie, przedsiębiorstwa energetyczne muszą porzucić tradycyjne, niesprecyzowane modele zarządzania. Muszą być wdrożone jasne, mierzalne standardy i zaawansowane zasady naukowego zarządzania we wszystkich procesach zarządzania. CBM skutecznie standaryzuje szczegółowe zarządzanie, umożliwiając większe zwroty przy niższych inwestycjach i wspierając dalszy rozwój przedsiębiorstw energetycznych.

2. Typowe Usterki Sprzętu Elektrycznego w Systemach Energetycznych

2.1 Usterki Mechaniczne
Usterki mechaniczne są przede wszystkim wynikiem niewystarczającej konserwacji. Gdy personel konserwacyjny nie wykonuje regularnych przeglądów, komponenty mechaniczne działają bez przerwy przez długie okresy, co prowadzi do zużycia, zmęczenia i innych anomalii, które mogą skończyć się poważną awarią mechaniczną. Badania wskazują, że silniki w takim sprzęcie często działają niezależnie, co utrudnia diagnostykę usterki i opóźnia jej szybkie wykrycie i rozwiązanie. W takich przypadkach personel konserwacyjny potrzebuje nie tylko szerokiego doświadczenia, ale również zaawansowanych instrumentów diagnostycznych, aby zlokalizować i usunąć punkty usterki.

2.2 Usterki Izolacji
Awaria izolacji to najczęstsza usterka podczas eksploatacji sprzętu elektrycznego. Jednostki elektryczne o wysokim napięciu działające przez długi czas są podatne na czynniki zewnętrzne, takie jak wysokie napięcia i silne pola elektryczne, co narusza bezpieczną pracę powierzchniowej izolacji i powoduje pojawianie się problemów. Jeśli te problemy nie zostaną wykryte podczas inspekcji, mogą się nasilić i przeistoczyć w poważne awarie sprzętu. Badania pokazują, że usterki izolacji często występują w elementach takich jak transformatory i transformatory prądowe. Głównymi przyczynami są ograniczenia projektowe, słaba szczelność i erozja lub korozja przewodów spowodowana zewnętrznym środowiskiem. Ponadto naruszona szczelność materiałów zewnętrznych może również prowadzić do awarii izolacji.

2.3 Usterki Przeładowania
Sprzęt elektryczny generuje i przesyła ciepło podczas działania. Anomalie w tym procesie, takie jak zwarciowe, mogą powodować gwałtowny wzrost prądu i ciepła, co potencjalnie prowadzi do nagłego wzrostu temperatury. Może to poważnie uszkodzić komponenty i zakłócać działanie sprzętu. Anomalie temperatury w komponentach obwodów są stosunkowo łatwe do wykrycia podczas patroli, dlatego personel konserwacyjny musi natychmiast je rozwiązywać, gdy zostaną odkryte.

3. Badania nad Technologiami Konserwacji Opartej na Stanie dla Sprzętu Energetycznego

3.1 Wdrażanie Zaawansowanych Technologii Konserwacyjnych
CBM powinno kierować się zasadą: "Naprawiaj to, co wymaga naprawy, i upewnij się, że naprawy są wykonane poprawnie." Podczas wdrażania należy zintegrować nowe technologie z istniejącymi systemami, aby zwiększyć modernizację systemów energetycznych. Wraz z postępem technologicznym, techniki konserwacyjne muszą nadążać. Powszechnie stosowane technologie CBM obejmują monitorowanie stanu, prognozowanie stanu i ocenę stanu. Najpierw stan sprzętu jest monitorowany za pomocą parametrów. Następnie, w zależności od typu sprzętu, stosowane są metody prognozowania, takie jak analiza szeregów czasowych lub sieci neuronowe. Na końcu, ocena wyników inspekcji dostarcza wiarygodne raporty dotyczące stanu, które wspierają proces CBM.

3.2 Zastosowanie w Podstacjach
Podstacje są podstawową infrastrukturą w systemach energetycznych, odpowiedzialne za transmisję i dystrybucję energii. Tradycyjna konserwacja podstacji polega na urządzeniach ochrony przekaźnikowej. Gdy wykryto anomalię, personel musi dotrzeć na miejsce, aby przeprowadzić inspekcję i naprawę, co prowadzi do niskiej efektywności. Dzięki postępowi w dziedzinie automatyzacji, integracja CBM z technologiami automatyzacji znacznie poprawiła efektywność konserwacji. Monitorowanie zdalne umożliwia personelowi przegląd parametrów operacyjnych za pomocą komputera, zbieranie i analizowanie danych dotyczących lokalnego zużycia energii, identyfikację anomalii i prognozowanie potencjalnych usterki na podstawie historycznych danych – umożliwiając celowe, efektywne konserwację i zapewniając stabilne działanie podstacji. Systemy energetyczne są złożone; awaria jednego komponentu może wywołać kaskadowe awarie. Dlatego CBM dla wyłączników jest kluczowe. Te wyłączniki mogą awariować z powodu przeciążenia, co można wykryć poprzez monitorowanie temperatury powierzchni i natychmiastowe rozwiązanie problemu. Chociaż niektóre przedsiębiorstwa zainstalowały oprogramowanie i sprzęt do CBM, nadal używają tradycyjnych metod zarządzania, co ogranicza skuteczność nowych technologii. Dlatego kluczowe jest podnoszenie kompetencji menedżerów i personelu technicznego, aby w pełni wykorzystać CBM. Jako nowa technologia, CBM wymaga ciągłego uczenia się personelu, aby zapewnić pełne wykorzystanie swojego potencjału.

3.3 Budowa Systemu Oceny CBM
Rutynowa konserwacja w przedsiębiorstwach energetycznych zwykle obejmuje przegląd transformatorów, linii elektrycznych, wyłączników itp. Choć rejestruje się dane konserwacyjne do wykorzystania podczas przekazów, często brak formalnego systemu oceny. Aby poprawić efektywność konserwacji, należy zbudować kompleksowy system oceny CBM. Dane zebrane podczas konserwacji powinny być rejestrowane i kompilowane w szczegółowe raporty stanu, tworząc solidny ramowy oceny. To dostarcza cennych historycznych danych do planowania i podejmowania decyzji dotyczących przyszłej konserwacji.

Podsumowanie
Dzisiejsze społeczeństwo jest napędzane informacjami i inteligencją. Wszystkie branże integrują automatykę i inteligentne technologie. Biorąc pod uwagę rozległą infrastrukturę sieci energetycznej i rozszerzające się obszary usług w Chinach, CBM jest fundamentalne dla utrzymania stabilności systemu energetycznego. Dlatego przedsiębiorstwa energetyczne muszą wzmocnić praktyki konserwacyjne, aby zapewnić niezawodność sieci i stabilność operacyjną.