სრული ინტეგრირებული ამოხსნა ინდუსტრიული მოტორებისთვის ინტელექტუალურ-მიკროპროცესორული დაცემითი რელეებით

1. პროექტის ფონი და ძირითადი გამოწვევები​

თანამედროვე სამყაროში, მოტორები წარმოადგენენ საკუთარი ძალის საჭირო ტექნიკას, რომლის ფუნქციონირების დამოუკიდებლობა დირექტულად იხსნება წარმოებითი ხაზის უწყვეტობაზე, უსაფრთხოებაზე და ეკონომიკურ ეფექტურობაზე. თუმცა, მოტორების ფუნქციონირებისას გამოჩენილია რამდენიმე სერიოზული გამოწვევა:

• ​არანორმალური ფუნქციონირების პირობები: სტარტისას ან ფუნქციონირებისას დასხვევა, ფაზის კონტროლის დაკარგვა და სამფაზიანი ტოკის არასწორი ბალანსი შეუძლია სწრაფად დაიბრუნოს ტექნიკის დაზიანება, თუ არ იქნება სწრაფი რეაქცია.
• ​გახურების რისკები: ზედატვერება, დაბალი გამცემის ეფექტურობა ან მაღალი გარემოს ტემპერატურა შეუძლია გამოიწვიოს სარტყელის გახურება, რაც არის მთავარი მიზეზი იზოლაციის აღმოფხვრისა და მოტორის გახურებისთვის.
• ​დაცვის არასრულყოფებები: ტრადიციული დაცვის მოწყობილობები (მაგალითად, თერმორელე) ჰყავთ შემდეგი არასრულყოფებები, როგორიც არის დაბრუნების დამახასიათებელი დაზუსტება (±15% შეცდომა), შეზღუდული ფუნქციონალი და არასრულყოფილი timpuriu avertisment, care le face inadecvate pentru întreținerea inteligentă și producția de înaltă fiabilitate.

Pentru a aborda aceste provocări, introducem o nouă generație de releuri de protecție bazate pe microprocesor care integrează tehnologii avansate de senzori, algoritmi de fuziune multi-parametrică și platforme IoT.

II. Componentele cheie ale soluției​

Această soluție se bazează pe releuri de protecție de înaltă performanță bazate pe microprocesor, oferind protecție completă și predictivă prin integrarea profundă a hardware-ului și software-ului.

1. ​Tehnologia de protecție cu fuziune multi-parametrică​
   Mergând dincolo de protecția tradițională împotriva supraîncărcării, această tehnologie utilizează analiza multidimensională a datelor pentru a obține tripping și alarme precise.
• ​Protecția împotriva supraîncărcării invers-timp de înaltă precizie: Utilizează algoritmi de microprocesor pentru a simula cu acuratețe caracteristicile termice ale motorului, depășind valorile inconsistente de tripping ale releurilor termice tradiționale. Acest lucru asigură curbe de protecție precise și evită tripping-uri false sau lipsa operațiunii.
• ​Protecția împotriva unbalanței curentului secvențial negativ: Monitorizează în timp real echilibrul curentului trifazic. Atunci când unbalanța depășește pragul setat (de exemplu, 15%), sistemul detectează automat pierderea unei faze sau unbalanța severă și declanșează alarme sau acțiuni de protecție pentru a preveni supraîncălzirea rotorului și fluctuațiile momentului.
• ​Analiza spectrului vibrațiilor (opțional)​: Senzorii vibrației integrate analizează caracteristicile spectrale ale știrpilor motorului și mecanismelor de transmisie, identificând eficient defecte mecanice la stadiul inițial, cum ar fi usurarea știrpilor, bolturile luate și dezalinierea. Aceasta permite protecție electrică și mecanică combinată.

​Rezultatele aplicării: Într-o plantă petrochimică majoră din China, această soluție a redus cu 67% defectele motorului cauzate de probleme electrice și mecanice și cu 42% costurile de întreținere asociate.

1. ​Sistemul inteligent de predicție a creșterii temperaturii și avertizare timpurie​
   Utilizează modele algoritmice avansate pentru a preveni proactiv riscurile de supraîncălzire, trecând de la „remediarea reactivă” la „prevenirea proactivă”.
• ​Principiul de funcționare: Modelul termic echivalent al motorului integrat calculează dinamic creșterea temperaturii bobinajului și utilizarea capacității termice prin integrarea curentului de sarcină, datelor istorice de funcționare și a intrărilor de temperatură a mediului din senzori.
• ​Avertizare timpurie: Dacă tendința prevăzută a temperaturii bobinajului se apropie de limita clasificării izolației, sistemul emite un semnal de avertizare timpurie cu 10 minute în avans, oferind suficient timp operatorilor pentru a interveni, planifica o oprire ordonată sau ajusta sarcina.

​Rezultatele aplicării: Într-o plantă siderurgică mare, această funcție a prevenit cu succes mai multe incendieri ale motorului cauzate de defecte ale sistemului de răcire și supraîncărcări bruscă. Precizia predicției temperaturii a atins 91% în practică.

1. ​Monitorizare IoT fără fir și diagnosticare pe platformă cloud​
   Permite întreținere la distanță și gestionare digitală, îmbunătățind semnificativ eficiența operațională.
• ​Transmiterea datelor fără fir: Dispozitivul de protecție integrează module de comunicare low-power wide-area network (LPWAN) (de exemplu, LoRa) pentru a transmite fără fir date complete despre funcționarea motorului (curent, tensiune, temperatură, alarme, stare) către platforma cloud fără a necesita cabluri complexe.
• ​Diagnosticare și întreținere la distanță: Inginerii și managerii pot accesa platforma cloud prin intermediul PC-ului sau aplicațiilor mobile pentru a monitoriza în timp real starea de sănătate a tuturor motorilor, primi alerte și informații despre defecte, și efectua diagnosticări și analize la distanță.
• ​Exploatarea valorii datelor: Datele istorice acumulate pe platformă pot fi utilizate pentru a analiza tendințele de degradare a performanței echipamentului, a optimiza ciclurile de întreținere și a implementa întreținere predictivă, oferind sprijin bazat pe date pentru deciziile de producție.

​Rezultatele aplicării: Într-o plantă de ciment, timpul mediu de răspuns la defecte s-a redus de la 2 ore la sub 15 minute după implementarea sistemului de monitorizare IoT. Operatorii au putut accesa imediat informațiile despre defecte și posibile cauze, reducând semnificativ timpul de depanare și diminuând oprirea neplanificată cu 58%.

III. Rezumatul avantajelor soluției​

• ​Mai precis: Algoritmi de microprocesor înlocuiesc structurile mecanice, asigurând protecție precisă fără tripping-uri false sau lipsa operațiunii.
• ​Mai cuprinzător: Integrează protecția electrică, termică și mecanică pentru a acoperi o gamă largă de tipuri de defecte.
• ​Mai proactiv: Avertizări predictive bazate pe modele previn accidentele înainte de a se produce, în loc să reacționeze după fapt.
• ​Mai inteligent: Arhitectura IoT permite interconectarea dispozitivelor, sprijină monitorizarea la distanță și analiza datelor mari, și servește ca bază pentru fabricația inteligentă și fabricile digitale.