مقدمة نظام مراقبة المحولات عبر الإنترنت

أولاً - بارامترات مراقبة النظام الأساسية ووحدات المراقبة المقابلة لها

ثانيا - الهيكل العام للنظام

1 - طبقة الإدراك (طبقة الحصول على البيانات)

• المكوِّن الأساسي:: أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار المتخصصة ووحدات الحصول على البيانات (DAUs).
  • أمثلة: حساسات الغاز المذاب في الزيت (مثل أشباه الموصلات، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء)، وحساسات التفريغ الجزئي (مثل حساسات التيار عالي التردد HFCT، وحساسات الموجات فوق الصوتية)، وحساسات درجة حرارة الزيت (مقاومات البلاتين PT100)، وحساسات التيار الأرضي (ملفات روش).
• الوظائف:: الاتصال المباشر أو القرب المباشر من المحول، وتحويل "الكميات الفيزيائية/الكيميائية" (مثل تركيز الغاز، ودرجة الحرارة، والتيار) إلى "إشارات كهربائية" (تناظرية أو رقمية)، والترشيح الأولي، والتضخيم والمعالجة المسبقة للبيانات للحد من التداخل.

2- طبقة النقل (طبقة اتصال البيانات)

• المكوِّن الأساسي:: وحدات الاتصالات (على سبيل المثال 4G/5G، LoRa، Ethernet، الألياف البصرية)، بوابات البيانات.
• اختيار طريقة الإرسال::
  • المسافات القصيرة داخل المحطة الفرعية: تعطى الأولوية لـالألياف(مقاومة عالية للتداخل الكهرومغناطيسي ومعدلات إرسال عالية) أو إيثرنت الصناعية;
  • المناطق النائية/المحولات اللامركزية: مع4G/4G/5G أو LoRa(إرسال لاسلكي، لا يحتاج إلى أسلاك، تغطية واسعة);
• الوظائفتم تصميم النظام لنقل بيانات الرصد من الطبقة الحسية إلى الطبقة العليا لمنصة التحليل بطريقة "آمنة وفي الوقت الحقيقي"، مع دعم التحكم العكسي (على سبيل المثال، معايرة أجهزة الاستشعار عن بُعد، وبدء أخذ العينات).

3- طبقة التطبيقات (طبقة معالجة البيانات وطبقة العرض)

• المكوِّن الأساسي:: حاسب مركزي للمراقبة، ومنصة سحابية، وبرنامج تحليل البيانات، وواجهة بين الإنسان والآلة (HMI).
• الوظائف الأساسية::
  1. تخزين البيانات:: يخزن بيانات الرصد التاريخية (عادةً ما يتم الاحتفاظ بها لمدة 1-3 سنوات) ويدعم الاستعلام والتصدير والتتبع;
  2. تحليل البيانات:: التحديد التلقائي للحالات الشاذة من خلال "طريقة الحكم على العتبة" و "طريقة تحليل الاتجاهات" و "نماذج استكشاف الأخطاء وإصلاحها" (مثل طريقة النسبة الثلاثية IEC، وطريقة مثلث ديفيد);
     • مثال: في حالة زيادة تركيز C₂H₂H في الزيت فجأة (يتجاوز قيمة العتبة 1 ميكرولتر/لتر)، يحدد النظام احتمال وجود خطأ في التفريغ القوسي;
  3. التنبيهات والتحذيرات:: إخطار موظفي التشغيل والصيانة بالأمور غير الطبيعية من خلال "إنذار صوتي وضوئي (محلي)، أو من خلال الرسائل النصية القصيرة/التطبيق عن بُعد، أو من خلال نافذة منبثقة لمركز المراقبة"، وما إلى ذلك، مع التمييز بين "الإنذار المبكر" (الاتجاه غير الطبيعي) و"الإنذار "(معلمة تتجاوز المعيار);
  4. التصور:: من خلال لوحة العدادات، والمنحنيات (مثل منحنى تغير درجة حرارة الزيت، والرسم البياني لاتجاه تركيز الغاز)، وأيقونات حالة المعدات، تقدم بشكل بديهي الحالة الصحية للمحولات، وتدعم موظفي التشغيل والصيانة لعرضها عن بُعد.

ثالثاً - النقاط الرئيسية لتركيب النظام

1 - التحضير المسبق للتركيب

• التحقق من اختيار المعدات:: تأكد من أن مواصفات أجهزة الاستشعار ووحدات الاتصال تتطابق مع المحول (على سبيل المثال، يجب أن يكون مستشعر الغاز في الزيت متوافقًا مع نوع زيت المحول، ويغطي نطاق مستشعر درجة الحرارة - 40 ~ 120 درجة مئوية);
• المسح في الموقع:: تأكد من موقع أطراف المحولات ومنافذ التقاط الزيت (نقاط تجميع عينات الزيت) وأطراف التأريض، وتجنب المصادر القوية للتداخل الكهرومغناطيسي (مثل قضبان التوصيل ومانعات زيادة التيار)، وخطط اتجاه أجهزة الاستشعار والكابلات;
• التدبير الأمني:: التعامل مع "تذكرة عمل" المحطة الفرعية، والتحقق من الطاقة بعد انقطاع التيار الكهربائي، وتعليق سلك التأريض، والتأكد من أن عامل التركيب معزول ومحمي (قفازات معزولة، أحذية معزولة).

2- مثال على تركيب الوحدة الأساسية

3 - التشغيل بعد التركيب

• معايرة الإشارة: معايرة المستشعر باستخدام مصدر إشارة قياسي (على سبيل المثال، غاز قياسي، تيار قياسي) للتأكد من أن الخطأ ضمن النطاق المسموح به (على سبيل المثال، خطأ تركيز الغاز ± 51 TP3T);
• اختبار الاتصالات:: محاكاة إرسال البيانات والتحقق من فقدان الحزمة والتأخير (تأخير ≤ 10 ثوانٍ);
• اختبار الربط:: ضبط "إشارة التجاوز التماثلية" بشكل مصطنع للتحقق مما إذا كانت وظيفة الإنذار تعمل بشكل طبيعي (مثل الضغط على الرسائل النصية القصيرة والإنذار الصوتي والضوئي).

رابعاً - الاستخدام اليومي للنظام وتشغيله وصيانته

1 - عمليات التفتيش اليومية (1 في الأسبوع)

• التفتيش المحلي:: ابحث عن تسربات الزيت وأجهزة الاستشعار المفكوكة، وأضواء مؤشر البوابة العادية (لا توجد أضواء أعطال مضاءة)، والكابلات المكسورة;
• المشاهدة عن بُعد: تحقق مما إذا كانت البيانات في الوقت الحقيقي طبيعية (مثل تطابق درجة حرارة الزيت مع درجة الحرارة المحيطة، وعدم وجود إنذارات غير طبيعية) وما إذا كان تخزين البيانات التاريخية مكتمل من خلال المنصة.

2- الصيانة الدورية (كل 3-6 أشهر)

• معايرة المستشعرتحتاج حساسات الغاز في الزيت إلى المعايرة باستخدام "الغاز القياسي" (لتجنب الانجراف) وتحتاج حساسات التفريغ الجزئي إلى إعادة معايرة الحساسية;
• مقارنة عينات الزيتقارن تركيز الغاز في الزيت الذي تم رصده عبر الإنترنت بالنتائج غير المتصلة بالإنترنت مع النتائج غير المتصلة بالإنترنت في المختبر. إذا كان الانحراف كبيرًا جدًا (على سبيل المثال أكثر من 101 تيرابايت 3 تيرابايت)، فيجب التحقق من وجود مشاكل في المستشعر أو الأنابيب;
• التنظيف والتثبيت:: نظف أسطح المستشعر والبوابة من الغبار وأحكم ربط موصلات الكابل (لمنع الارتخاء الذي قد يتسبب في انقطاع الإشارة);
• صيانة البرمجيات:: ترقية إصدار برنامج التحليل وتحديث نموذج تشخيص الأعطال (على سبيل المثال، إضافة خوارزميات قياسية في الصناعة).

3- استكشاف الأخطاء وإصلاحها (بعد الإنذار مباشرة)

• الخطوة 1: تأكيد صحة الإنذار:: قم باستكشاف أخطاء "الإنذارات الكاذبة" أولاً (على سبيل المثال، فشل جهاز الاستشعار، وانقطاع الاتصال)، والتي يمكن التحقق منها عن طريق الفحص في الموقع أو إعادة تشغيل الجهاز;
• الخطوة 2: تحديد موقع الخلل:: إذا كان إنذارًا حقيقيًا، مقترنًا بحكم شامل متعدد المعلمات (على سبيل المثال "C₂H₂H₂ مرتفع + زيادة التفريغ المحلي"، فإن الاحتمال هو دائرة قصر في اللف);
• الخطوة 3: التخلص والتسجيل:: إخطار موظفي الصيانة لإجراء الصيانة في الموقع، وبعد استكشاف الأعطال وإصلاحها، تسجيل عملية التخلص في النظام لتحديث ملف سلامة المعدات.

خامساً: قيم واعتبارات تطبيق النظام

1 - القيم الأساسية

• الوقاية من الحوادث:: الاكتشاف المبكر للأعطال الكامنة (مثل ارتفاع درجة الحرارة الموضعي) لتجنب احتراق المحول أو انفجاره وتقليل خسائر الانقطاع;
• تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة:: يحل محل "الاختبار الدوري غير المتصل بالإنترنت" التقليدي (مثل أخذ عينات الزيت إلى المختبر كل 6 أشهر)، مما يقلل من تكاليف العمالة ويطيل فترات الخدمة;
• دعم البيانات:: تجميع بيانات تشغيل طويلة الأجل لتوفير أساس "لصيانة حالة المحولات" (بدلاً من الصيانة ذات الدورة الثابتة) وتحسين استراتيجيات التشغيل والصيانة.

2- التحذيرات

• لا بديل عن الاختبار دون اتصال بالإنترنت:: الرصد على الخط هو "أداة رصد في الوقت الحقيقي" التي لا تزال بحاجة إلى استكمالها باختبارات خارج الخط (مثل اختبارات فقدان العزل الكهربائي، واختبارات تحمل الجهد) كل 1-2 سنوات;
• تصميم مضاد للتداخل:: إن البيئة الكهرومغناطيسية للمحطة الفرعية معقدة، ومن الضروري القيام بعمل جيد لتدريع الكابلات وتأريضها (التأريض أحادي الطرف) أثناء التركيب لتجنب تشويه البيانات الناجم عن التداخل الكهرومغناطيسي;
• التكيفحدد المستشعر المناسب وفئة الحماية (مثل IP65 أو أعلى) وفقًا لسعة المحول (على سبيل المثال 110 كيلو فولت، 220 كيلو فولت) وبيئة التشغيل (على سبيل المثال في الهواء الطلق، المناطق الرطبة).