การใช้เทคโนโลยีวินิจฉัยข้อผิดพลาดสำหรับอุปกรณ์ตัดวงจรอัตโนมัติแบบสุญญากาศกลางแจ้ง 15kV

ตามสถิติ ความผิดปกติส่วนใหญ่บนสายไฟฟ้าแรงดันสูงเป็นความผิดปกติชั่วคราว โดยความผิดปกติถาวรคิดเป็นน้อยกว่า 10% ปัจจุบันในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันกลาง (MV) มักใช้สวิตช์อัตโนมัติแบบสุญญากาศภายนอก 15 kV ร่วมกับเซ็กชันเนลเลอร์ การตั้งค่านี้ช่วยให้สามารถเรียกคืนการจ่ายไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็วหลังจากเกิดความผิดปกติชั่วคราว และแยกส่วนของสายที่เสียหายเมื่อเกิดความผิดปกติถาวร ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบสถานะการทำงานของตัวควบคุมสวิตช์อัตโนมัติเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ

1.ภาพรวมของการวิจัยทางเทคนิค (ภายในและระหว่างประเทศ)

1.1 การแบ่งประเภทของสวิตช์อัตโนมัติ
สวิตช์อัตโนมัติสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ ประเภทกระแสไฟฟ้าและประเภทแรงดันไฟฟ้า สวิตช์อัตโนมัติประเภทกระแสไฟฟ้าตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ ทำงานโดยการตัดและป้อนกลับอัตโนมัติ ซึ่งมักจะทำการป้อนกลับหนึ่งถึงสามครั้ง พวกเขารับบทบาททั้งเป็นอุปกรณ์ป้องกันและสวิตช์อัตโนมัติ การแยกส่วนที่ผิดปกติทำโดยการกำจัดส่วนต่างๆ ตั้งแต่ส่วนที่อยู่ท้ายสุดจนกระทั่งพบส่วนที่ผิดปกติ แต่วิธีนี้ทำให้ระบบต้องเผชิญกับการป้อนกลับของกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติหลายครั้ง สร้างความเครียดอย่างมาก นอกจากนี้ยิ่งมีส่วนของสายมากเท่าใด จำนวนการป้อนกลับก็จะยิ่งมากขึ้น และเวลาในการเรียกคืนก็จะยาวนานขึ้น ดังนั้นระบบเหล่านี้จึงมักจำกัดไม่เกินสามส่วน และเหมาะสมสำหรับสายส่งไฟฟ้าที่เป็นสาขาหรือแบบเรเดียล

สวิตช์อัตโนมัติประเภทแรงดันไฟฟ้าจะตัดเมื่อมีการสูญเสียแรงดันและป้อนกลับหลังจากเวลานับถอยหลังที่กำหนดไว้เมื่อแรงดันกลับมา ในแผนนี้ วงจรเบรกเกอร์ที่ส่งออกจากรายการต้องทำการป้อนกลับสองครั้งเพื่อแยกส่วนที่ผิดปกติและเรียกคืนการบริการ: การป้อนกลับครั้งแรกระบุส่วนที่ผิดปกติโดยอาศัยจำนวนสวิตช์เซ็กชันเนลเลอร์ที่ป้อนกลับ หลังจากนั้นสวิตช์ที่อยู่ใกล้กับจุดผิดปกติจะถูกล็อกเพื่อแยกส่วนที่ผิดปกติ; การป้อนกลับครั้งที่สองเรียกคืนการจ่ายไฟฟ้าให้กับส่วนที่ไม่ผิดปกติ เนื่องจากการป้องกันกระแสไฟฟ้าเกินทันทีพึ่งพาเบรกเกอร์ที่ส่งออกจากรายการ วิธีนี้ไม่เหมาะสมสำหรับสายส่งไฟฟ้าที่ยาว แต่ด้วยการเพิ่มขีดความสามารถของระบบ ข้อจำกัดนี้ได้ลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป สวิตช์อัตโนมัติประเภทแรงดันไฟฟ้าจึงเหมาะสมสำหรับเครือข่ายแบบเรเดียลหรือวงจรป้อนกลับขนาดสั้นและสามารถสนับสนุนฟังก์ชันการควบคุมอัตโนมัติพื้นฐาน

1.2 ปัญหาของวิธีทดสอบแบบดั้งเดิม
เนื่องจากความคลาดเคลื่อนในการผลิตและการสึกหรอทางกลไกจากการทำงานอย่างต่อเนื่อง สวิตช์อัตโนมัติอาจประสบปัญหาการชำรุดหรือทำงานผิดพลาด วิธีทดสอบปัจจุบันส่วนใหญ่พึ่งพาอุปกรณ์ตรวจสอบแบบแมนนวล ซึ่งต้องใช้เงินลงทุนสูง

1.3 สถานะการวิจัยปัจจุบันและแนวโน้มการพัฒนา (ภายในและระหว่างประเทศ)
สำหรับสวิตช์อัตโนมัติแบบสุญญากาศภายนอก 15 kV MV วิธีปฏิบัติภายในประเทศจีนส่วนใหญ่ใช้วิธีการบำรุงรักษาระยะเวลาแบบออฟไลน์ รวมถึงการทดสอบความต้านทานฉนวน การทดสอบความต้านทานฉนวนวงจรควบคุม และการทดสอบความต้านทานแรงดันสลับ วิธีการดั้งเดิมเหล่านี้มีข้อเสียหลายประการ: อุปกรณ์ทดสอบมีขนาดใหญ่และลำบากในการขนส่ง; การทดสอบมักต้องทำงานบนที่สูง ซึ่งมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัย; และกระบวนการใช้ทรัพยากรมนุษย์และทรัพยากรจำนวนมาก ระบบวินิจฉัยแบบครบวงจรยังคงไม่ได้รับการนำไปใช้ในภาคสนามอย่างแพร่หลาย

ได้มีความคืบหน้าอย่างมากในการวินิจฉัยระดับตัวควบคุมสำหรับสวิตช์อัตโนมัติแบบสุญญากาศภายนอก 15 kV MV ขณะนี้เครื่องวิเคราะห์อัตโนมัติทันสมัยได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย เครื่องเหล่านี้เชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เฟซมาตรฐานที่ง่ายต่อการใช้งาน—รองรับความเข้ากันได้แบบ "ปลั๊กแล้วเล่น" ระหว่างสวิตช์อัตโนมัติจากผู้ผลิตต่างๆ โดยการฉีดสัญญาณกระแสไฟฟ้าควบคุมเข้าสู่ตัวควบคุมสวิตช์ เครื่องวิเคราะห์วัดการตอบสนองสำคัญ เช่น โค้งลักษณะเวลา-กระแส (TCC) และลำดับควบคุม มันนำเสนอการควบคุมที่แม่นยำของรูปคลื่น จังหวะ และขนาดของกระแสที่ฉีดเข้า และบันทึกการตอบสนองของตัวควบคุมอย่างแม่นยำ—ด้วยความละเอียดเวลาถึงระดับไมโครวินาที ระบบสามารถดำเนินการทดสอบลำดับเต็มรูปแบบอัตโนมัติและแสดงผลลัพธ์ทางข้อความทันที รวมถึงคำสั่งตัด การป้อนกลับ การรีเซ็ต เหตุการณ์ล็อก และบันทึกเวลาที่ระบุไว้

การวิจัยปัจจุบันเกี่ยวกับการวินิจฉัยความผิดปกติด้วยอัจฉริยะมุ่งเน้นไปที่สามทิศทางหลัก:

• เทคโนโลยีการวินิจฉัยความผิดปกติด้วยอัจฉริยะแบบรวม;

• ระบบการวินิจฉัยความผิดปกติด้วยอัจฉริยะแบบเครือข่าย;

•  สถาปัตยกรรมการวินิจฉัยความผิดปกติด้วยอัจฉริยะแบบปรับตัว.

2.เทคโนโลยีการวินิจฉัยความผิดปกติสำหรับสวิตช์อัตโนมัติแบบสุญญากาศภายนอก 15 kV MV

ระบบการวินิจฉัยความผิดปกติสำหรับสวิตช์อัตโนมัติแบบสุญญากาศภายนอก 15 kV MV ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อประเมินประสิทธิภาพของตัวควบคุมสวิตช์อัตโนมัติที่ใช้ในสายไฟฟ้าแรงดันกลาง หลังจากเชื่อมต่อ "ยูนิตสวิตช์" กับตัวควบคุมสวิตช์อัตโนมัติ ระบบใช้ซอฟต์แวร์เพื่อฉีดกระแสไฟฟ้าที่จำลองไว้หลากหลายเข้าสู่ตัวควบคุมและกระตุ้นการเปิด/ปิดตามลอจิกของตัวควบคุม ระบบบันทึกการตอบสนองของตัวควบคุมต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่จำลองและวิเคราะห์ผ่านซอฟต์แวร์ว่าตัวควบคุมสามารถระบุสภาพความผิดปกติได้อย่างถูกต้องและดำเนินการควบคุมที่เหมาะสมตามข้อกำหนดหรือไม่

ระบบการวินิจฉัยนี้รองรับการทดสอบสภาพความผิดปกติหลากหลาย ทำให้สามารถตรวจจับความผิดปกติของตัวควบคุมได้อย่างอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ระบบเชื่อมต่อกับโมเดลสวิตช์อัตโนมัติต่างๆ ผ่านอินเทอร์เฟซทั่วไปหรือแบบกำหนดเอง และฟังก์ชันควบคุมและทดสอบทั้งหมดดำเนินการผ่านซอฟต์แวร์วิเคราะห์เฉพาะ คุณสมบัติหลักของระบบประกอบด้วย:

• แหล่งกำเนิดกระแสความแม่นยำสูง: ระบบใช้แหล่งกำเนิดกระแสที่มีความแม่นยำสูง ความละเอียดสูง และเชื่อถือได้ เพื่อให้การจำลองกระแสความผิดปกติเป็นจริง การควบคุมผ่านซอฟต์แวร์อนุญาตให้มีการปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ของกระแสอย่างครอบคลุม รวมถึงรูปคลื่น ขนาด ระยะเวลาขึ้น และระยะเวลาลง และให้การมองเห็นแบบเรียลไทม์ของรูปคลื่นและความแรงของกระแสเพื่อเพิ่มความสามารถในการวิเคราะห์

• การออกแบบอินเทอร์เฟซมาตรฐาน: อินเทอร์เฟซมาตรฐานทำให้การดำเนินการแบบ "ปลั๊กแล้วเล่น" ได้จริงในภาคสนาม ช่วยให้การส่งสัญญาณและข้อมูลเป็นไปอย่างราบรื่น

• ฐานข้อมูลโค้ง TCC ที่สร้างไว้ภายใน: คุณสมบัติแอมแปร์-วินาที (นั่นคือ เส้นโค้งลักษณะเวลา-กระแสไฟฟ้า หรือ TCC curve) กำหนดความสัมพันธ์แบบอินเวอร์สระหว่างเวลาการทริปและขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ผิดปกติ รวมถึงเส้นโค้ง TCC ที่เร็วและช้า ซอฟต์แวร์วิเคราะห์รวมถึงคลังข้อมูลเส้นโค้ง TCC มาตรฐานหลายรายการ เช่น Cooper, IEEE (US), และมาตรฐาน IEC ทำให้สามารถเปรียบเทียบและวินิจฉัยได้อย่างสะดวก

• การวิเคราะห์ข้อมูลทดสอบโดยอัตโนมัติ: ระบบแปลผลตอบกลับจากวงจรป้อนกลับโดยอัตโนมัติและแสดงผลการวิเคราะห์ทันที—รวมถึงการแสดงผลกราฟิกและการรายงาน—รายละเอียดเกี่ยวกับการทริป การป้อนกลับ การล็อกเอาท์ และเหตุการณ์การทำงานอื่น ๆ

3.สรุป

เทคโนโลยีการวินิจฉัยความผิดปกติสำหรับวงจรป้อนกลับภายนอกอัตโนมัติ 15 kV MV สามารถระบุความผิดปกติต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึง:

• ความผิดปกติของการป้อนกลับทันที;

• การเบี่ยงเบนจากเส้นโค้ง TCC มาตรฐาน;

• ความล้มเหลวของระบบป้องกันกระแสเกิน;

• การจับเวลาช่วงเวลาป้อนกลับที่ผิดปกติ;

• กลไกการล็อกเอาท์การป้อนกลับที่ชำรุด.

เทคโนโลยีนี้แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงสำคัญจากการบำรุงรักษาตามกำหนดการไปสู่การบำรุงรักษาตามสภาพ โดยการให้วิเคราะห์และวินิจฉัยหน่วยควบคุมอย่างครอบคลุม มันเพิ่มความสามารถทางเทคนิคในการตรวจสอบสภาพของวงจรป้อนกลับอย่างมาก และมีบทบาทสำคัญในการป้องกันการหยุดทำงานของระบบจำหน่ายและรับประกันความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้า