بررسی وضعیت ترانسفورماتور قدرت: کاهش خرابی‌ها و هزینه‌های نگهداری

۱. تعریف نگهداری مبتنی بر شرایط

نگهداری مبتنی بر شرایط به رویکردی از نگهداری اشاره دارد که در آن تصمیمات تعمیر و نگهداری بر اساس وضعیت عملیاتی و وضعیت سلامتی تجهیزات در زمان واقعی تعیین می‌شوند. برنامه‌های ثابت یا تاریخ‌های پیش‌تعیین شده نگهداری وجود ندارند. شرط اولیه برای نگهداری مبتنی بر شرایط، ایجاد سیستم‌های نظارت بر پارامترهای تجهیزات و تحلیل جامع اطلاعات عملیاتی مختلف است که باعث می‌شود تصمیمات نگهداری منطقی بر اساس شرایط واقعی گرفته شود.

در مقایسه با روش‌های نگهداری مبتنی بر زمان سنتی، هدف نگهداری مبتنی بر شرایط این است که تجهیزات را برای دوره‌های طولانی‌تر در حال کار نگه دارد و فقط در صورت نزدیک شدن تجهیزات به وضعیت بحرانی که کاهش عملکرد آنها در دسترس است، توقف برای نگهداری رخ دهد. با جایگزینی چرخه‌های نگهداری ثابت با وضعیت عملیاتی واقعی به عنوان پایه تصمیمات نگهداری، این رویکرد نه تنها فرکانس قطع برق را کاهش می‌دهد بلکه قابلیت اطمینان تأمین برق را نیز بهبود می‌بخشد. 

به طور مهم‌تر، کاهش قطعات برق خسارات اقتصادی غیرضروری را کاهش می‌دهد و به طور متناسب حوادث ایمنی شخصی کارکنان برق را کاهش می‌دهد. این روش منافع اقتصادی را افزایش می‌دهد و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. برای شتاب دادن توسعه اقتصادی ملی و حفاظت از کیفیت زندگی مردم، اجرای استراتژی‌های نگهداری مبتنی بر شرایط با فناوری‌ها و شرایط فعلی کافی و ضروری است.

۲. اهمیت نگهداری مبتنی بر شرایط و نگهداری

تبدیل‌کننده‌های برق یکی از مولفه‌های کلیدی برای عملکرد عادی و پایدار سیستم‌های برق هستند. در مرکز پنج بخش سیستم‌های برق—تولید برق، انتقال، تبدیل، توزیع و مصرف—تبدیل‌کننده‌ها به عنوان ماشین‌های الکتریکی ثابت عمل می‌کنند. همانطور که می‌دانیم، تبدیل‌کننده‌ها نقش حیاتی تغییر سطح ولتاژ، انتقال انرژی و قدرت و عملکرد به عنوان مرکزهای اصلی در شبکه‌های برق را ایفا می‌کنند. پایداری تبدیل‌کننده‌ها مستقیماً بر پایداری عملکرد شبکه تأثیر می‌گذارد.با توسعه سریع اقتصادی و مدرن‌سازی ملی، مقیاس شبکه‌های برق ادامه می‌یابد و بارهای سنگین‌تری بر تبدیل‌کننده‌ها تحمیل می‌شود و اهمیت نگهداری و تعمیر مشکلات را افزایش می‌دهد. 

آمار نشان می‌دهد که خرابی‌های مربوط به تجهیزات تبدیل‌کننده ۴۹٪ از تمام حوادث شبکه برق را تشکیل می‌دهند. بنابراین، تاکید بر نگهداری و تعمیر تبدیل‌کننده‌ها یک اقدام مهم برای تضمین عملکرد سالم شبکه و جلوگیری از حوادث برق است. علاوه بر این، این رویکرد منافع اقتصادی را به شرکت‌ها و سیستم‌های برق ارائه می‌دهد. اگرچه قطع‌های برنامه‌ریزی شده برق برای نگهداری و تعمیر قابل پیشبینی و آماده‌سازی می‌باشند، اما حتماً بر تولید شرکت‌ها و زندگی روزمره تأثیر می‌گذارند.

با پیشرفت فناوری و رشد صنعت برق، تقاضای برق مسکونی به طور قابل توجهی افزایش یافته و نیازهای پایداری بالاتری دارد. فناوری تبدیل‌کننده‌های برق در چین نیز به طور قابل توجهی رسیدگی شده، به ویژه در نظارت آنلاین و تشخیص خطا. در حالی که تحقیقات در مورد روش‌های تشخیص خطا در سال‌های اخیر بسیار گسترده بوده است، مطالعات درباره تعمیر خطا، ارزیابی شرایط و تدوین برنامه‌های نگهداری هنوز محدود است. با این حال، با ادامه توسعه مقیاس شبکه، اهمیت نگهداری و مدیریت به طور قابل توجهی برجسته می‌شود و هزینه‌های مرتبط به طور مداوم افزایش می‌یابد. بنابراین، تعیین روش‌های نگهداری مناسب و رویکردهای تشخیصی بسیار ضروری شده است. اجرای برنامه‌های نگهداری منطقی‌تر می‌تواند هزینه‌های تعمیر را کاهش دهد در حالی که عملکرد عادی را تضمین می‌کند.

۳. اطلاعات شرایط و تصمیم‌گیری

برای ارزیابی شرایط تبدیل‌کننده، کارکنان باید دانش جامعی داشته باشند، از جمله شرایط عملیاتی عادی و استانداردهای پارامترهای مربوطه. فقط با این درک می‌توانند راه‌حل‌های جامعی در طول نظارت بر شرایط ایجاد کنند. در فرآیندهای نظارت و تشخیص واقعی، چندین روش برای جمع‌آوری داده‌های وضعیت و پارامتر می‌تواند به کار گرفته شود.

۳.۱ درک اطلاعات ابتدایی تجهیزات

کارکنان باید وضعیت عملیاتی ابتدایی تبدیل‌کننده‌های تحت مسئولیت خود را به طور کامل درک و تجزیه و تحلیل کنند و با پارامترهای مربوط آشنا شوند. توجه خاصی باید به تغییرات پارامتری ممکن در فصول مختلف شود. برای تبدیل‌کننده‌های جدید، پارامترهای مستند باید ثبت شده و با پارامترهای عملیاتی واقعی مقایسه شوند. این نیازمند نظارت پیشگیرانه بر داده‌های تبدیل‌کننده‌ها، از جمله داده‌های پایه، داده‌های ویژه و داده‌های به‌روزرسانی شده پس از به‌روزرسانی یا تعمیر تجهیزات است. فقط با این پایه می‌توانند کارکنان تصمیمات منطقی پس از نظارت بر شرایط بگیرند.

۳.۲ بازرسی اولیه تبدیل‌کننده‌ها

بازرسی ابتدایی تجهیزات بیش از جمع‌آوری داده‌های پایه قبل از عملیات تجهیزات نیست. بهتر است شامل عمر مفید تجهیزات، اطلاعات سازنده و ارزیابی محیط عملیاتی باشد. این امر به این دلیل است که محیط عملیاتی و عمر مفید باعث تخریب متفاوت در مولفه‌ها می‌شوند. تبدیل‌کننده‌هایی که در محیط‌های طبیعی سخت کار می‌کنند نیاز به در نظر گرفتن دقیق دارند، زیرا این امر دقت کار بازرسی را تحت تأثیر قرار می‌دهد و به طور متعاقب تصمیمات ارزیابی شرایط و استراتژی‌های نگهداری را تحت تأثیر قرار می‌دهد. محصولات ساخته شده توسط سازندگان مختلف در دوره‌های مختلف ممکن است ویژگی‌های منحصر به فردی داشته باشند که نیاز به رویکردهای نظارتی هدفمند و توجه به تغییرات داده‌ها دارند.

۳.۳ آشنایی با داده‌های مربوط به تجهیزات

استانداردهای پارامتری در آزمایش تبدیل‌کننده‌ها بسیار مهم هستند. نظارت آنلاین بر شرایط نیازمند معیارهای ثابت است، اگرچه این استانداردهای پارامتری داده‌های ثابتی نیستند. فقط داده‌های استاندارد منطقی می‌توانند مقایسه‌های مفید پس از نظارت را ممکن سازند. علاوه بر این، داده‌های تاریخی نقطه مرجع دیگری هستند. پس از عملیات طولانی‌مدت، تجهیزات تخریب می‌یابند اما ممکن است نیاز به قطع برق فوری برای تعمیر یا جایگزینی نداشته باشند.

بنابراین، هنگامی که کارکنان به درستی فرکانس وقوع خطا، زمان و مکان را ثبت کرده و این داده‌ها را با معیارهای استاندارد و تاریخی مقایسه می‌کنند، می‌توانند نتایج نظارت بر وضعیت فعلی را تعیین کنند. این نیازمند آشنایی کامل کارکنان برق با استانداردهای داده برای انجام دقیق نظارت و کار تشخیصی است. هر بازرسی و مجموعه داده ثبت شده به عنوان مرجع مهمی برای نظارت‌های بعدی می‌شود.

4. شاخص‌های ارزیابی نگهداری بر اساس وضعیت و تعیین برنامه نگهداری

سیستم شاخص‌های ارزیابی از مولفه‌های زیر تشکیل شده است:

• امنیت: تأثیر خرابی‌ها بر عملکرد ایمن شبکه برق

• قابلیت اطمینان: شامل کاهش قابلیت اطمینان تأمین برق به دلیل نگهداری و بهبود قابلیت اطمینان از طریق تعمیرات، همچنین دوره‌های لازم برای تطبیق دوباره تجهیزات پس از نگهداری

• اقتصادی: عمدتاً شامل هزینه‌های تعمیر تجهیزات و زیان‌های اقتصادی ناشی از قطع برق در دوره‌های نگهداری

• سایر: تخصص فنی لازم برای تعمیرات، مدیریت قطعات ذخیره و جزء، ترتیب مناسب قطعات ذخیره و جزء و روش‌های ذخیره‌سازی برای جلوگیری از تأخیر در بازگشت برق در حال انتظار قطعات

این شاخص‌های ارزیابی، مشابه برنامه‌های مختلف نگهداری پیشنهاد شده پس از خرابی ترانسفورماتور (که در زیر معرفی خواهد شد)، از طریق رابط کامپیوتر-انسان با مقادیر ارزیابی مربوطه وارد می‌شوند تا فرآیند تصمیم‌گیری برای برنامه‌های نگهداری بر اساس وضعیت کامل شود.

5. نتیجه‌گیری

نظارت بر وضعیت ترانسفورماتورها باید درک کاملی داشته باشد، با داده‌ها و شاخص‌هایی که وضعیت عملکرد و سطح عملکرد را به طور کامل منعکس می‌کنند. فناوری ترانسفورماتور امروزه به طور مداوم پیشرفت می‌کند و عوامل متعددی بر وضعیت آن تأثیر می‌گذارند. هر مؤلفه در هر زمان می‌تواند تأثیرات متفاوتی داشته باشد و دیدگاه‌های مختلف نیاز به رویکردهای نگهداری متفاوت دارند. بنابراین، ارزیابی وضعیت باید علمی و جامع باشد تا هدف نهایی نگهداری بر اساس وضعیت به طور واقعی تحقق یابد.

برای اطمینان از آنکه شاخص‌های ارزیابی به طور جامع و دقیق وضعیت عملکرد ترانسفورماتورها را منعکس می‌کنند، باید اصول صحت علمی، امکان‌پذیری و جامعیت رعایت شود. شاخص‌های نظارتی و داده‌های جامع باید تغییرات وضعیت ترانسفورماتورهای برق را منعکس کرده و بدین ترتیب روندهای توسعه تجهیزات ترانسفورماتور را بیشتر آشکار کنند.