نظام مراقبة المحولات المتكامل عبر الإنترنت
نظام المراقبة الشاملة عبر الإنترنت للمحولات IN-200 المحولات IN-200
مقدمة النظام
يتكون نظام مراقبة المحولات المتكامل عبر الإنترنت من أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار الذكية ووحدة المراقبة المتكاملة ونظام مراقبة الخلفية. يمكن للنظام أن يراقب في نفس الوقت التفريغ المحلي عالي التردد للمحول/المفاعل والتفريغ المحلي للترددات الراديوية والتفريغ المحلي بالموجات فوق الصوتية والتيار الأرضي الأساسي/المشبك الأرضي ومعلومات الاهتزاز ومعلومات الحمل ومعلومات درجة حرارة الزيت وما إلى ذلك، وفي نفس الوقت، يمكنه الوصول إلى الغاز في الزيت والتصوير بالأشعة تحت الحمراء للأجزاء الرئيسية/قياس درجة حرارة الألياف البصرية وما إلى ذلك، واستخدام نموذج تقييم الحالة المدمج لدمج المعلمات متعددة المصادر للتحليل لتحقيق المراقبة الشاملة والتقييم الصحي لحالة تشغيل معدات المحولات/المفاعلات. التقييم الصحي لمعدات المحولات/المفاعلات.
معلمات المعدات
| عرض النطاق الترددي لمضخم التردد فوق العالي المحلي | 200 ميجا هرتز ~ 1.5 جيجا هرتز | عرض النطاق الترددي لمضخم الصوت المحلي عالي التردد | 3 ميجا هرتز ~ 30 ميجا هرتز |
| عرض النطاق الترددي لمضخم الترددات اللاسلكية المحلي | 100 ميجا هرتز ~ 1 جيجا هرتز | عرض النطاق الترددي للتفريغ المحلي بالموجات فوق الصوتية | 80 كيلو هرتز ~ 200 كيلو هرتز |
| نطاق تسارع الاهتزاز | -10 جم ~ +10 جم | تيار التسرب العازل للغلاف | 2 مللي أمبير ~ 1000 مللي أمبير |
| عرض النطاق الترددي للمضخم المحلي ذو التردد العالي المغلف | 3 ميجا هرتز ~ 30 ميجا هرتز | طاقة التشغيل | AC220V ±10% |
| بروتوكولات الاتصال | DL/T860 (IEC61850) | الهيكل الخارجي | هيكل قياسي مقاس 19 بوصة أو مخصص |
| نموذج مدمج | نماذج تقييم الحالة، ونماذج تقادم العزل، ونماذج مؤشر الصحة | التكيف البيئي | درجة الحرارة المحيطة: -40 ℃ ~ +70 ℃؛ الرطوبة المحيطة: 0 ~ 95% (بدون تكاثف) |
نظام مراقبة المحولات المتكامل عبر الإنترنت من خلال "الحصول على البيانات متعددة الأبعاد ← النقل المستقر ← المعالجة الذكية ← المعالجة الذكية ← التحليل الدقيق ← دفع الإنذار المبكر ← دعم التشغيل والصيانة" ستة روابط، لتحقيق التحكم في الوقت الحقيقي لحالة تشغيل المحولات:
المعلمات التالية شائعة في الشبكة، ويمكن تخصيص الوظيفة، وأحدث المعلومات والأسعار اتصل بنا للحصول عليها].
1 - جمع البيانات التعاونية متعددة الوحدات (طبقة الاستشعار الأمامية)
يعتمد النظام على مواقع المحولات الرئيسية المنتشرة فيأجهزة استشعار ووحدات مراقبة متخصصة، مجموعة في الوقت الحقيقي من المعلمات الأساسية التي تعكس حالة المعدات، والتي تغطي أبعادًا متعددة مثل الكهرباء، وجودة الزيت، والميكانيكية، وما إلى ذلك، على وجه التحديد:
- الحصول على المعلمات الكهربائيةمحول تيار التدفق الصفري (لمراقبة تيار الغلاف الكامل)، ومستشعر التفريغ المحلي عالي التردد (للكشف عن إشارة التفريغ المحلي الداخلي)، ومستشعر الاهتزاز (لالتقاط تردد اهتزاز القلب/التعبئة الحديدية)، لجمع البيانات مثل تيار 2 مللي أمبير - 1000 مللي أمبير، وإشارة نبضات التفريغ المحلي، وسعة الاهتزاز، وما إلى ذلك، يمكن أن يصل تردد أخذ العينات إلى 1 ميجاهرتز، لضمان الوقت الحقيقي وسلامة البيانات;
- الحصول على معلمات جودة الزيتتقوم وحدة مراقبة الغاز في الزيت باستمرار بتحليل محتوى H₂، CH₄، C₂H₂H₂ الذائبة، CH₄، C₂H₂ والغازات المميزة الأخرى في زيت المحولات من خلال مستشعر كروماتوغرافيا الغاز (دقة الكشف تصل إلى 0.1 ميكرولتر/لتر)، وفي الوقت نفسه، يجمع مستشعر درجة حرارة الزيت بيانات درجة حرارة الزيت (نطاق القياس - 40 ℃ ~ + 100 ℃، دقة ± 0.5 ℃);
- الحصول على معلمة العزلتقوم وحدة مراقبة الغلاف بجمع بيانات أداء العزل مثل سعة الغلاف (100pF-50,000pF) وقيمة الفقد العازل (0.001-0.3) من خلال وحدة قياس الفقد العازل، وتراقب تيار التأريض الأساسي/المشبك في وقت واحد (الدقة ±1%) لتحديد ما إذا كان العزل قديمًا أو معيبًا.
2- نقل البيانات المقاوم للعبث (طبقة ربط البيانات)
البيانات الأولية التي تم جمعها من خلالإرسال مزدوج سلكي + لاسلكيإنه تحميل مستقر إلى الواجهة الخلفية للنظام، مما يضمن موثوقية البيانات في بيئة الطاقة المعقدة:
- الإرسال السلكيوهو يعتمد زوجًا ملتويًا محميًا أو أليافًا ضوئية، ويتكيف مع Modbus وDL/T860 (IEC 61850) وبروتوكولات الاتصالات القياسية الأخرى في صناعة الطاقة، مع معدل نقل يبلغ 100 ميجابت في الثانية، وقدرة قوية على مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي، وهو مناسب لتوصيل المعدات الثابتة في المحطات الفرعية;
- الإرسال اللاسلكيبالنسبة لمحطة الطاقة الجديدة في الهواء الطلق وسيناريوهات الأسلاك غير الملائمة الأخرى، يدعم الاتصال اللاسلكي 4G/5G أو LoRa، مع مسافة إرسال تصل إلى 5 كم (وضع LoRa)، ومعدل فقدان الحزمة ≤0.1%، ووظيفة الإرسال المستمر عند نقاط التوقف لتجنب فقدان البيانات;
- المعالجة المسبقة للبيانات:: التصفية المتزامنة للبيانات (لإزالة ضوضاء التداخل الكهرومغناطيسي) وتحويل التنسيق (إلى تنسيق JSON/XML) أثناء عملية الإرسال، مما يضع الأساس للمعالجة اللاحقة.
3- المعالجة الذكية للبيانات (طبقة معالجة البيانات)
تقوم الواجهة الخلفية للنظام (خادم محلي أو منصة سحابية) بتنفيذ بيانات الإرسالالتنظيف والتكامل والتخزينبناء قواعد بيانات منظمة
- تنظيف البيانات:: تقوم خوارزميات الكشف عن القيم الخارجة (على سبيل المثال، مبدأ 3 σ) بإزالة البيانات غير الصالحة (على سبيل المثال، القيم الحالية خارج النطاق، والتغيرات المفاجئة في درجات الحرارة) الناتجة عن أعطال أجهزة الاستشعار أو اضطرابات الإرسال، والاحتفاظ بالعينات الصالحة;
- تكامل البيانات:: دمج البيانات من وحدات المراقبة المختلفة وفقًا للرابطة "رقم الجهاز - وقت التجميع - نوع المعلمة" لتشكيل "ملف بيانات الحالة" لمحول واحد، ودعم الاستعلام عن البيانات التاريخية وفقًا للبعد الزمني (دقيقة/ساعة/يوم);
- تخزين البيانات:: اعتماد قاعدة البيانات الموزعة (مثل مجموعة MySQL) لتخزين البيانات، وسعة التخزين المحلية ≥ 1 تيرابايت (تدعم الاحتفاظ بالبيانات التاريخية لمدة 3 سنوات)، والتخزين السحابي يدعم التوسع غير المحدود، وفي الوقت نفسه لديه وظيفة النسخ الاحتياطي للبيانات (النسخ الاحتياطي التلقائي اليومي، والاحتفاظ بملفات النسخ الاحتياطي لمدة 7 أيام).
4- التحليل المشترك متعدد الخوارزميات (طبقة تحليل البيانات)
تمرير (مشروع قانون أو تفتيش وما إلى ذلك)نماذج الصناعة + خوارزميات الذكاء الاصطناعييتم تحليل البيانات المعالجة بعمق لتحديد الحالة التشغيلية للمحول والمخاطر المحتملة:
- تحليل مقارنة العتبة: قارن المعلمات في الوقت الحقيقي مع العتبات القياسية الوطنية / الصناعية (على سبيل المثال GB/T 17623-2017 "التحديد الكروماتوغرافي للغاز لمحتوى مكونات الغاز المذاب في الزيت العازل")، على سبيل المثال إذا كان محتوى C₂H₂H₂ في الزيت أكثر من 5 ميكرولتر/لتر، يتم وضع علامة على أنه "خطأ تفريغ محتمل";
- تحليل توقعات الاتجاهاتاستنادًا إلى البيانات التاريخية، تُستخدم خوارزميات مثل الانحدار الخطي والشبكة العصبية LSTM للتنبؤ باتجاه المعلمات الرئيسية (على سبيل المثال، الزيادة الأسبوعية في درجة حرارة الزيت، ومعدل التغير الشهري لقيمة الفقد الكهربائي) وتحديد الأعطال بطيئة التطور (مثل تقادم العزل) مسبقًا;
- تحليل الارتباط متعدد المعلمات:: الجمع بين معلمات متعددة لتحديد نوع العطل بشكل شامل، على سبيل المثال، "زيادة درجة حرارة الزيت + H₂، زيادة محتوى الميثان في الزيت + زيادة سعة الاهتزاز" يمكن تحديده على أنه "عطل في ارتفاع درجة حرارة القلب"، لتجنب سوء تقدير معلمة واحدة.
5- الإنذار والدفع الهرمي (طبقة الاستجابة للإنذار المبكر)
وبناءً على نتائج التحليل، يضغط النظام علىشدة الفشلتشغيل التنبيهات الهرمية وإرسالها إلى موظفي التشغيل والصيانة من خلال قنوات متعددة:
- تصنيف الإنذار المبكريؤدي ضبط "عادي (أخضر) - تنبيه (أصفر) - إنذار مبكر (برتقالي) - طوارئ (أحمر)" إلى أربعة مستويات من التحذير، على سبيل المثال، "قيمة الفقد العازل أعلى قليلاً من المعيار (0.02-0.03)" يطلق تحذيرًا أصفر، "التفريغ المحلي على سبيل المثال، "قيمة الفقد العازل الكهربائي أعلى قليلاً من المعيار (0.02-0.03)" يطلق التحذير الأصفر، "تزداد إشارة الانبعاثات المحلية فجأة وتتجاوز قيمة التفريغ الكهربائي في الزيت المعيار" يطلق التحذير الأحمر;
- دفع الإنذار المبكريتم دعم الطرق الأربع التالية: الرسائل النصية القصيرة، والدفع عبر التطبيق، والنافذة المنبثقة لمنصة التشغيل والصيانة، والإنذار الصوتي والضوئي (محلي في المحطة الفرعية)، ويحتوي محتوى الدفع على "رقم المعدات، ومستوى التحذير، والمعلمات غير الطبيعية، وأنواع الأعطال المحتملة، وإجراءات المعالجة الموصى بها"، على سبيل المثال، "#1 قيمة فقدان العزل الكهربائي لغلاف المحول الرئيسي 0.035 ( تحذير مبكر)، يوصى بالتحقق من حالة العزل في الموقع خلال 24 ساعة";
- سجلات الإنذار المبكرتسجيل وقت بدء التشغيل وبيانات المعلمات ونتائج المعالجة لكل تحذير تلقائيًا، مما يشكل سجل "تحذير - التخلص - حلقة مغلقة"، وهو أمر مناسب للتتبع اللاحق وتحسين التشغيل والصيانة.
6- دعم قرارات التشغيل والصيانة (طبقة التطبيق)
يقوم النظام بترجمة نتائج التحليل ومعلومات الإنذار المبكر إلىتوصيات عملية للتشغيل والصيانةمساعدة شركات الطاقة على تحقيق "الصيانة الحديثة":
- تقرير تقييم الحالة:: يتم إنشاء "تقرير تقييم الحالة التشغيلية" الشهري تلقائيًا للمحولات الفردية/المتعددة، ويحتوي على رسوم بيانية لاتجاهات المعلمات الرئيسية، وإحصاءات الإنذار المبكر، ومستوى مخاطر الأعطال (منخفضة/متوسطة/مرتفعة)، وتسجيل سلامة المعدات (1-100 نقطة);
- توصيات حلول التشغيل والصيانة:: التوصية بتدابير محددة لحالات الإنذار المبكر، مثل "الانقطاع الطارئ للصيانة" للإنذار الأحمر، "زيادة تواتر عمليات التفتيش (من 1 في الأسبوع إلى 1 في اليوم)" للإنذار الأصفر;
- التنبؤ بعمر المعدات:: استناداً إلى بيانات العزل الطويل الأجل وبيانات جودة الزيت، بالإضافة إلى العمر التشغيلي للمعدات، يتم التنبؤ بالعمر المتبقي للمحول (الدقة ± 1 سنة)، مما يوفر بيانات تدعم استبدال المعدات (على سبيل المثال، يوصى باستبدال المحولات التي تعمل لمدة 15 عاماً مع تقادم العزل على سبيل الأولوية).
ضمان فعالية المراقبة والتطبيق العملي للتشغيل والصيانة
- الموضعيةأقصر فاصل زمني لجمع البيانات يصل إلى ثانية واحدة، والتأخير من التجميع إلى دفع الإنذار المبكر هو ≤30 ثانية، مما يضمن الكشف المبكر عن الأعطال;
- الدقةمن خلال الاستحواذ التكراري متعدد أجهزة الاستشعار (مثل نشر محولين للتيار في مجموعة واحدة من الأنابيب) والتحقق من صحة الخوارزميات المتعددة، يكون معدل الخطأ في البيانات ≤2%، مما يؤدي إلى تجنب سوء التقدير وإغفال الحكم;
- تلقائيلا يلزم أي تدخل بشري في العملية برمتها، بدءًا من جمع البيانات إلى إنشاء التقارير تلقائيًا، مما يقلل من تكلفة القوى العاملة للتشغيل والصيانة;
- التوافقدعم الربط البيني مع أنظمة إرسال الطاقة (مثل SCADA) ومنصات إدارة التشغيل والصيانة لتحقيق مشاركة البيانات والإدارة المتكاملة، والتكيف مع مختلف العلامات التجارية ومستويات الجهد للمحولات (110 كيلو فولت - 1000 كيلو فولت).
