Dağıtım Hatlarında Tamamen Kapalı Kesici Anahtarlar için Akıllı Kontrol Sistemi Tasarımı

Akıllılaşma, güç sistemlerinin önemli bir gelişim yönü haline gelmiştir. Güç sisteminin kritik bir bileşeni olan 10 kV dağıtım ağ hatlarının istikrarı ve güvenliği, elektrik şebekesinin genel işleyişine hayati öneme sahiptir. Tamamen kapalı kesici, dağıtım ağlarında önemli cihazlardan biri olarak, dağıtım hatlarının performansını artırmak için akıllı kontrol ve optimize edilmiş tasarımın sağlanması büyük önem taşımaktadır.

Bu makale, yapay zeka teknolojisine dayalı tamamen kapalı kesiciler için bir akıllı kontrol sistemi tanıtmaktadır. Bu sistem, uzaktan kontrol, durum izleme, arızaların erken uyarı ve diğer fonksiyonları etkinleştirerek tasarlanmıştır. Ayrıca, tasarım, operasyonel enerji tüketimini ve maliyetleri azaltarak, dağıtım hatlarının ekonomik verimliliğini ve çevresel sürdürülebilirliğini artırmayı hedeflemektedir.

1.Araştırma Arka Planı: 10 kV Dağıtım Hatlarının ve Tamamen Kapalı Kesicilerin Özellikleri
1.1 10 kV dağıtım hatlarının özellikleri ve mevcut sorunları
10 kV dağıtım hatları, Çin'in güç sisteminin merkezi bir bileşenidir. Geniş kapsama, uzun hat uzunluklarına, birçok düğüme ve karmaşık işletim ortamlarına sahip olma özellikleri ile karakterizedir. Bu özellikler, çeşitli zorluklar getirmektedir. İlk olarak, geniş uzunluk ve düğüm sayısı, işletme ve bakım işlemlerini zorlaştırıyor, bu nedenle büyük miktarda insan gücü ve kaynak gerektirmektedir. İkinci olarak, karmaşık işletim ortamı nedeniyle 10 kV dağıtım hatları doğal ve insani faktörlere oldukça hassas olup, yüksek arıza oranlarına sahiptir. Üçüncü olarak, önemli iletim kayıpları, yüksek enerji tüketimine yol açmaktadır. Bu sorunlar, güç sisteminin istikrarlı çalışmasını ve etkin enerji dağıtımını zorlaştırır. Bu nedenle, bu sorunları çözmek ve 10 kV dağıtım hatlarının işletme verimliliğini ve istikrarını artırmak için etkili önlemler gerekmektedir.

1.2 Tamamen kapalı kesicilerin rolü ve özellikleri
Tamamen kapalı kesiciler, uzaktan kontrol, durum izleme, arızaların erken uyarı, kompakt boyut ve uzun ömür gibi özellikleri ile önemli güç ekipmanlarıdır. Bunlar, bölütlenme, bağlantı ve anahtarlama için dağıtım ağlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kesiciler, işletme verimliliğini artırır, anahtar durumunu gerçek zamanlı izleme imkanı sağlar, bakım personeline veri desteği sunar, anormal durumlar için zamanında uyarılar verir ve kolay kurulum ve bakımı sağlar. Tamamen kapalı tasarımı, dış çevre etkilerinden etkili bir şekilde koruma sağlayarak ömrünü uzatır.

1.3 Mevcut tamamen kapalı kesicilerdeki sorunlar
Avantajlarına rağmen, mevcut pazar ürünlerinde yetersizlikler bulunmaktadır. İlk olarak, uzaktan kontrol doğruluğu yeterli değildir, bu da kasıtlı olmayan işlemlere veya işlemezliğe neden olabilir, bu da güç sisteminin istikrarını etkileyebilir. İkinci olarak, durum izleme kapsamı sınırlıdır ve gerçek işletim durumunu tam olarak yansıtamaz, bu da bakım personeline zorluklar yaşatır. Üçüncü olarak, tasarım ve malzeme seçimi eksiklikleri nedeniyle enerji tüketimi hala nispeten yüksektir, bu da enerji tasarrufu ve emisyon azaltması açısından olumsuzdur. Bu nedenle, tamamen kapalı kesicilerin performansını ve kalitesini artırmak için iyileştirmeler ve optimizasyonlar gerekli hale gelmektedir.

2.Tamamen Kapalı Kesiciler için Yapay Zeka Tabanlı Akıllı Kontrol Sisteminin Mimarisi
Akıllı kontrol sistemi mimarisi tasarımı
Akıllı kontrol sistemi, otomatik ve akıllı cihaz işlemeyi gerçekleştirmenin temel bileşenidir. Kontrol gerekliliklerini karşılamak ve işletme verimliliğini artırmak için, bu makale sensörler, veri toplama modülleri, veri işleme modülleri, kontrol modülleri ve aktüatörlerden oluşan bir akıllı kontrol sistemi mimarisi önermektedir.

2.1 Donanım sisteminin bileşenleri ve fonksiyonları
Akıllı kontrol sistemi, sensörler, veri toplama modülleri, veri işleme modülleri, kontrol modülleri ve aktüatörlerden oluşmaktadır. Sensörler, sistemin duyusal organları görevini görerek, cihaz durumu ve çevre parametrelerini sürekli izler. Veri toplama modülü, sensör verilerini önişleme yapıp veri işleme modülüne gönderir. Veri işleme modülü, analitik sonuçlara ve kontrol hedeflerine dayalı olarak gerçek zamanlı analiz gerçekleştirir ve kontrol stratejileri formüle eder. Kontrol modülü, karşılık gelen kontrol komutları oluşturur ve aktüatörler hassas kontrol eylemlerini yürütür. Bu bileşenlerin koordineli işlemesi ile, sistem otomatik ve akıllı cihaz işlemeyi sağlar, verimliliği ve performansı artırır.

2.2 Yazılım sisteminin uygulanması ve iş akışı
Önerilen akıllı kontrol sisteminin yazılım bileşeni, veri toplama, veri işleme, kontrol stratejisi formülasyonu ve yürütme kontrolünü içerir:
(1) Sensörler, cihaz durumu ve çevre parametrelerini sürekli izler, veri toplama modülüne veri göndererek önişleme yapılır.
(2) Veri işleme modülü, önişlenmiş verileri gerçek zamanlı olarak analiz eder, faydalı bilgileri çıkarır ve analiz sonuçlarına ve kontrol hedeflerine dayalı olarak kontrol stratejileri formüle eder. Kontrol modülü, buna göre talimatları üretir ve aktüatörler cihazı hassas bir şekilde kontrol ederek, otomatik ve akıllı işlemeyi sağlar. Bu iş akışı, cihazın gerçek zamanlı veri ve çevre koşullarına göre dinamik olarak ayarlanmasına olanak tanıyarak, işletme verimliliğini ve kalitesini artırır.

3.Tamamen Kapalı Kesicinin Optimizasyonlu Tasarımı
3.1 Optimizasyon hedefleri ve yöntemleri
İşletme verimliliğini artırmak, enerji tüketimini azaltmak ve istikrarı artırmak gibi açık optimizasyon hedeflerini belirleme, akıllı sistem tasarımının ön şartıdır. Daha sonra, model tabanlı tasarım, optimizasyon algoritmaları ve yapay zeka dahil olmak üzere uygun tasarım yöntemleri seçilerek, birden fazla faktör göz önünde bulundurularak en iyi çözümler belirlenir.

3.2 Malzeme seçimi ve yapısal tasarım
Optimizasyon hedefleri ve yöntemleri belirlendikten sonra, malzeme seçimi ve yapısal tasarım gerçekleştirilir. Malzeme seçimi, performans, maliyet ve güvenilirlik gibi faktörleri göz önünde bulundurarak pratik gereklilikleri karşılamayı amaçlar. Yapısal tasarım, şekli, boyutu, ağırlığı ve diğer ekipmanlarla uyumluluğu dikkate alır, basit ve kompakt olma hedefiyle bakımı ve işletmeyi kolaylaştırır.

3.3 Performans değerlendirmesi ve deneysel doğrulama
Malzeme ve yapısal tasarımın ardından performans değerlendirmesi ve deneysel doğrulama gerçekleştirilir. Performans değerlendirmesi, davranışları tahmin etmek için simülasyon ve bilgisayar modellemesini kullanır; deneysel doğrulama ise gerçek dünya koşullarında çalıştırma yoluyla performans verilerinin toplanmasını içerir. Deneysel doğrulama, tasarımın pratik gereksinimleri karşıladığından emin olmak açısından hayati öneme sahiptir ve akıllı kontrol sistemi geliştirme sürecinin nihai aşamasını temsil eder.

4. Akıllı Kontrol Sisteminin Uygulanması ve Deneysel Doğrulaması
4.1 Uzaktan kumanda işlevinin uygulanması ve doğrulanması
Uzaktan kumanda, akıllı sistemin temel bir özelliği olup cihazların internet veya kablosuz ağlar üzerinden işletilmesine imkan tanır.
(1) Uzaktan komut alma, ayrıştırma ve yürütme işlemlerini destekleyen bir uzaktan kumanda modülü entegre edilir.
(2) Deneysel testler, uzaktan kumandanın doğruluğunu ve kararlılığını doğrular. Sonuçlar, sistemin komutları doğru şekilde yorumlayıp yürüttüğünü, zamanında tepki verdiğini ve yeterli hızda çalıştığını gösterir.

4.3 Durum izleme işlevinin uygulanması ve doğrulanması
Durum izleme, cihaz durumunun gerçek zamanlı olarak takip edilmesini ve erken anormallik tespitini sağlar.
(1) Çalışma verilerini sürekli olarak toplamak amacıyla sensörler ve veri toplama modülleri entegre edilir.
(2) Veri işleme ve analiz modülleri, alınan verileri değerlendirerek normal ya da anormal durumu belirler.
(3) Deneyler, izleme sisteminin doğruluğunu ve güvenilirliğini doğrular. Sonuçlar, sistemin durumu gerçek zamanlı olarak izleyebildiğini ve anormallikler oluştuğunda zamanında uyarı verdiğini veya düzeltici eylemler başlattığını gösterir.

4.4 Arıza erken uyarı işlevinin uygulanması ve doğrulanması
Arıza erken uyarı, olası arızaların meydana gelmeden önce tespit edilmesini sağlayarak üretim ve günlük yaşam üzerindeki etkileri en aza indirir.
(1) Arıza tespiti, teşhisi ve uyarı gönderimi özelliklerine sahip bir arıza erken uyarı modülü entegre edilir.
(2) Deneyler, uyarıların zamanındalık ve doğruluğunu doğrular. Sonuçlar, sistemin yaklaşan arızaları güvenilir şekilde tahmin edebildiğini ve kullanıcıya harekete geçirilebilir ve doğru bildirimler ilettiğini gösterir.

4.5 Sistem performans değerlendirmesi ve deneysel sonuç analizi
Uzaktan kumanda, durum izleme ve arıza uyarı fonksiyonlarının doğrulanmasının ardından sistem genelinde kararlılık, güvenilirlik, doğruluk ve tepki hızı temel alınarak performans değerlendirilir. Deneysel sonuçların analizi, potansiyel sorunları ve iyileştirme alanlarını belirler ve ileriki geliştirmeler için rehberlik sağlar.

5. Sonuç
Yapay zeka tabanlı bir akıllı kontrol sistemi uygulanarak tamamen kapalı ayırıcılar, uzaktan kumanda, durum izleme ve arıza erken uyarı yeteneklerine kavuşur ve bu sayede dağıtım hatlarının stabilitesi ve güvenliği artırılır. Aynı zamanda optimize edilmiş tasarım, işletme enerji tüketimini ve maliyetlerini azaltarak ekonomik verimliliği ve çevresel sürdürülebilirliği artırır.