Jaunās stabiņu montējamo spēkstaciju izmantošana kalnu apgabalu mazajās hidroelektrostacijās
Mazā hidroelektrostacija attiecas uz elektrostacijām, kuru vienības iekārtējā jauda nepārsniedz 50 000 kV. Mazās hidroelektrostaciju integrācija piegādes tīklā maina sistēmas topoloģiju un enerģijas plūsmas virzienu. Literatūrā ir analizēti un apspriesti regulēšanas izaicinājumi reģionos, kurus bagātina mazās hidroelektrostacijas, pētītas atkārtotas savienojuma stratēģijas piegādes tīkla līnijām ar mazām hidroelektrostacijām, un piedāvāts jauns veids automātiskai drošības atslēgšanas ierīcei mazām hidroelektrostacijām.
1. Mazās hidroelektrostacijas aizzemju rajonos esošajā stāvoklī
Kopējais platība ir 45 385 km², kur kalnu teritorija veido 98,3% no reģiona. Ir 58 mazās hidroelektrostacijas ar kopējo iekārtējo jaudu 41,45 MW, no kurām lielākā daļa (galvenokārt zem 1 MW) ir plaši izplatītas un cieš no sliktiem sakaru apstākļiem.
Tās vecums nozīmē, ka stacijas bieži izmanto mehāniskas vadības ierīces un trūkst automatizācijas ierīču. Lielākā daļa vārtu skaitītāji ir impulsskaitītāji, kas atkarīgi no manuālas lasīšanas bez attālināta pārraides spējas. Kontroles aizsardzības ierīces un sinhronizācijas aprīkojums trūkst komunikācijas saskarnes, kas prasa manuālu darbības datu ziņošanu dispečiem pa tālruni.
Tīkla 35 kV pārvades staciju 10 kV līnijas bieži strādā hibrīda režīmā, kur mazās hidroelektrostacijas un patēriņš pastāv kopā. Stacijas galvenā transformatora augstsprieguma puse izmanto nogalošanos, kas ir vienkāršas struktūras un savienota ar 10 kV saistīto līniju T-savienojumā.
2. Problemu analīze
2.1. Ietekme uz līnijas automātisko kontrolēšanas ierīču aktivizāciju
Aktīvos piegādes tīklos, kad pārvades stacijas izlaiduma šķēršņa izplūdne notiek, mazās hidroelektrostacijas var turpināt piegādāt enerģiju defektam, traucējot defekta izdzēšanai un samazinot atkārtotas savienojuma veiksmīgumu. Ja decentralizētie enerģijas avoti paliek savienoti laikā, kad notiek atkārtota savienojuma veidošana, var rasties asinhronā savienojuma veidošana, kas izraisa ieplūdes strāvas, kas var izraisīt atkārtotas savienojuma veidošanas neveiksmi un kaitēt mazām hidroelektrostacijām.
Dažas 10 kV saistītās elektrostacijas trūkst nepietiekamas sprieguma nomazināšanās aizsardzības gan saistītajām līnijām, gan ģeneratoru aizsardzībai, nespējot izpildīt tīkla darbības prasības. Tas smagi ietekmē tīkla drošo un uzticamu enerģijas piegādi un ģeneratoru darbības ilgumu.
Ja notiek defekts mazās hidroelektrostacijas saistītajā kanālā, ģenerators nevar ātri atslēgties pēc tīkla puses defekta izdzēšanas. Tas var novest pie asinhronās tīkla atkalapvienošanas pēc tīkla puses līnijas atkārtotas savienojuma veidošanas darbības, kas nepiedēvē tīkla puses atkārtotai savienojuma veidošanai un izraisa nevajadzīgas elektrosūtēju publiskajiem pārvades transformatoriem, radot nozīmīgu negatīvu sociālo ietekmi.
Tātad, kad notiek defekts saistītajā kanālā, ģenerators nevar ātri atslēgties, kas smagi ietekmē tīkla drošo un uzticamu enerģijas piegādi un var izraisīt asinhronās tīkla atkalapvienošanas.
2.2. Nepilnīga dispeču informācijas pārraide
Pamatojoties uz laukā veiktajiem novērojumiem, lielākā daļa mazām hidroelektrostacijām atrodas kalnu rajonos, tālu no tīkla centrālajām pārvades stacijām. Speciālo optisko kabeļu instalēšana caur mežiem būtu dārga un nelieciga. Automatizācijas aprīkojuma modernizācija un datu pārraide drošos bezvadu privātos tīkos pēc kiberdrošības novērtējuma arī prasa nozīmīgu ieguldījumu. Turklāt lielākā daļa mazām hidroelektrostacijām ir ierobežota jauda un zema enerģijas ražošanas efektivitāte, samazinot to stimulu modernizēties. Sakaru kanālu ierobežojumi rezultē nepilnīgas informācijas nosūtīšanai dispeču centram.
Tomēr, nevarēšana pārraidīt reāllaika darbības datus reģionālam dispeču centram ietekmē dispeču tīkla analīzi un 10 kV piegādes transformatoru uzticamību saistītajās līnijās. Dispeču platformai būs jādarbojas slepeni ilgstoši mazām hidroelektrostacijām, apdraudot reģionālā tīkla drošo darbību.
3. Risinājumi
3.1. Risinājuma pārskats
Lai sasniegtu efektīvu mazām hidroelektrostaciju monitoringu un datu iegūšanu, un uzlabotu tīkla drošību un uzticamību, galvenās transformatoru augstsprieguma puses nogalosanas fuzes tiek aizvietotas ar jaunām stabiņu vakuumu šķēršņiem, aprīkotiem ar augstas precizitātes elektroniskajiem sensoriem. Tie tiek kombinēti ar Padeves automatizācijas termināliem (FTU), kas nodrošina attālinātu signāla, telemetriju, attālinātu kontrolēšanu un automātisko atslēgšanu, lai iegūtu datus 10 kV tīkla savienojuma punktā un pārslēguma stāvokli.
Esošie vārtu impulsskaitītāji tiek aizvietoti ar trīsfāzes elektroniskajiem daudzfunkcionālajiem enerģijas skaitītājiem, lai iegūtu ģeneratoru darbības datus, ko pārraida FTU uz laukā esošo tīklu. FTU ir aprīkots ar divkartēšu komunikācijas vertikālo šifrēšanas moduli. Dati tiek droši šifrēti un augšupielādēti integrētajā reģionālajā dispeču sistēmā, izmantojot speciālu publisko bezvadu tīkla kanālu ar stipru signālu.
Ja tīkla savienojuma līnijā notiek defekts, kas izraisījis pārvades stacijas izlaiduma šķēršņa izplūdni, FTU sprieguma pazemināšanās aizsardzība aktivizējas, un stabiņu šķēršnis atveras, atslēdzot mazo hidroelektrostaciju no tīkla. Pēc enerģijas piegādes atjaunošanas notiek atkārtota sinhronizācija un savienojuma veidošana.
3.2. Digitālā automatizācijas komplektā programma
Digitālā automatizācijas komplekta iekārtas ietver ZW32 tipa stabiņu šķēršņus, divpusējus atsekošanas atslēgus, enerģijas sprieguma transformatorus un digitālos FTU. Šķēršņu vienība integrē trīs kombinētus elektroniskos sensorus (EVCT) un vietējo digitālo vienību (ADMU).
Kopējā struktūra ir kompakta un viegli instalējama un uzturējama. Salīdzinājumā ar tradicionālajām inteliģentajām monitoringa programmatūras detekcijas ierīcēm, šis sistēma ļauj monitoringa programmatūrai iegūt darbības datus no 32 vienību darbības sistēmām. Tā gandrīz reāllaikā uztver failu izmērus no kameru attēliem un uzrauga, vai detekcijas ierīču (mazpakotnes, barpakotnes, trūkstošās barpakotnes kartonī, piecpulksteņu detekcijas) programmatūra darbojas normāli, kā arī noraidīšanas darbības informāciju. Konkrētas manifestācijas ietver:
- Programmatūra nosūta noraidītos attēlu datus uz konsoles.
- Programmatūra nosūta visus attēlu datus uz konsoles.
- Programmatūra nosūta visus statistikas datus (ieskaitot zīmolu, datumu, laiku, vienības informāciju utt.) uz konsoles.
Izmantojot rūpnīcas lokālo tīkla serveri, kad detekcijas ierīču monitoringa programmatūra ģenerē defektu informācijas datus, tie tiek pārraidīti uz serveri, aktivizējot vietējos brīdinājumus caur rūpnīcas lokālo tīkla serveri. Defektu informācijas dati tiek arī attālināti brīdināti caur PC un mobilajām ierīcēm. Tādas problēmas kā programmatūras krāšanās, kameras atslēgšana, kamera nevar iegūt attēlus, defektā trūkstošās cigaretes pakotnes sensori, defektu attēlu nevar iegūt, un noraidīšanas ierīces defekts aktivizē brīdinājumu logus PC un mobilajās ierīcēs. Brīdinājuma lapa parāda ierīces defektu informāciju, atrašanās vietu, notikuma laiku un risināšanas ierakstus.
3.3. Produktu kvalitātes agrīnas brīdināšanas kontrole
Analizējot ierīču detekcijas datus, tiek izsniegts agrīns brīdinājums, ja defektu skaits pārsniedz robežas vai notiek neatbilstoši defektu biežums. Kvalitātes brīdināšanas funkcija brīdina remontā specialistus par nepieciešamību pielāgot vai remontēt galvenā ražošanas ierīces atbilstošās daļas, lai laicīgi likvidētu kvalitātes defektus un novērstu to pasliktināšanos.
Mazpakotņu detekcijas ierīču, piecpulksteņu detekcijas ierīču, trūkstošās barpakotnes kartonī detekcijas ierīču un barpakotņu detekcijas ierīču dati tiek analizēti, balstoties uz kvalitātes defektu attēlu nosaukumu informāciju (ieskaitot defekta notikuma laiku, defektā esošo produktu daudzumu un kamera atrašanās vietu, kur tika detektēts defekts). Produkta defekta brīdinājums tiek izsniegts, ja defektu skaits pārsniedz brīdinājuma robežu.
Analizējot defektā esošo produktu laiku un daudzumu, var statistiski analizēt defektu biežumu noteiktā periodā un ilgtermiņā. Tas nodrošina pamatu ierīču novērtēšanas pārvaldībai, laicīgiem brīdinājumiem remonta specialistiem par pielāgošanu un uzlabo zinātnisko uzturēšanas pārvaldību.
3.4. Detekcijas ierīču statusa centralizēta pārvaldība
Ražošanas pārvaldības personāls (processa kvalitātes darbinieki, ierīču pārvaldītāji) izmanto monitoringu sistēmu, lai centralizēti salīdzinātu un analizētu detekcijas ierīču darbības stāvokli un produktu defektu situāciju, sasniedzot detekcijas ierīču statusa centralizētu pārvaldību. Detekcijas ierīču monitoringa sistēma var parādīt visu rūpnīcas detekcijas ierīču reāllaiču darbības stāvokli, kvalitātes defektu tendences un vēsturiskās datu statistisko analīzi, nodrošinot visu rūpnīcas ierīču vienotu centralizētu pārvaldību.
Pilnīga vēsturiska defektu ierakstu analīze var analizēt defektu vienību proporciju, defektu veidus, defektā esošās ierīces un defektu augstākos laikus. Plānota uzturēšanas pārvaldība tiek īstenota vienībām, defektu veidiem un ierīcēm, kurām bieži notiek defekti, lai tos novērstu.
4. Secinājums
Kopsavilkumā tabakas rūpnīcas cigarešu ražošanas telpās ierīču detekcijas sistēmai ir nepieciešams reāllaiču onlain monitoringa, lai nodrošinātu detekcijas ierīču darbības stāvokļa sekotāju, sniedzot brīdinājumus un defektu lokāciju. Tas samazina cigarešu pakotņu ražošanas procesā, nodrošina gludu ražošanas darbību un uzlabo ražošanas efektivitāti.
