Was beinhaltet die Zustandsüberwachung von Schaltanlagen?

Umfassender Leitfaden für Systeme zur Zustandsüberwachung von Schaltanlagen

• Wesentliche DefinitionenDas Switchgear Condition Monitoring System ist eine umfassende Plattform, die mehrdimensionale Sensoren, Datenerfassung und -analyse sowie intelligente Diagnosealgorithmen integriert und eine kontinuierliche Echtzeit-Online-Bewertung der elektrischen, mechanischen und umweltbedingten Bedingungen von Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen ermöglicht.
• Zweck der ÜberwachungGrundlegendes Ziel ist die frühzeitige Warnung vor potenziellen Ausfällen durch eine genaue Zustandserfassung, wodurch die herkömmliche vorbeugende Wartung auf der Grundlage fester Intervalle durch eine zustandsorientierte Wartung (CBM) und eine vorausschauende Wartung (PdM) auf der Grundlage des tatsächlichen Zustands der Ausrüstung ersetzt wird.
• Wichtige Überwachungselemente:: Das System bietet eine umfassende Erfassung der wichtigsten Parameter, die den sicheren Betrieb von Schaltanlagen beeinflussen, einschließlich des Isolationsstatus (Teilentladung), des thermischen Status (Kontakt- und Sammelschienentemperaturen), der mechanischen Eigenschaften (Betriebseigenschaften von Leistungsschaltern) und der Umgebungsparameter (Temperatur und Feuchtigkeit).
• Kerntechnologie:: Einsatz fortschrittlicher Mess- und Diagnosetechnologien einschließlich Ultrahochfrequenz (UHF), transiente Erdspannung (TEV), fluoreszierende faseroptische Temperaturmessung und Spulenstromanalyse.
• EndwertSicherheit von Menschen und Anlagen, Verbesserung der Zuverlässigkeit der Stromversorgung, Optimierung der Betriebs- und Wartungskosten über die gesamte Lebensdauer und Bereitstellung von Schlüsseldaten zur Unterstützung der digitalen Verwaltung von Netzanlagen.

Katalog zu diesem Artikel

• 1. was beinhaltet die Zustandsüberwachung von Schaltanlagen?
• 2. warum Zustandsüberwachung?
• 3. die Bestandteile des Überwachungssystems
• 4. die Kernsensorik im Detail
• 5. eine Vergleichstabelle der wichtigsten Temperatursensor-Technologien
• 6. häufig gestellte Fragen (FAQ)

1. was beinhaltet die Zustandsüberwachung von Schaltanlagen?

Ein umfassendes System zur Zustandsüberwachung von Schaltanlagen deckt die folgenden drei Hauptkategorien kritischer Parameter ab:

1.1 Parameter zur Überwachung des Isolationszustands

• Teilentladung (PD):: Überwachung von TE-Signalen, die durch Defekte wie interne Isolationsluftspalten, Entladungen entlang von Oberflächen und Schwebepotentiale erzeugt werden. Zu den Schlüsselindikatoren gehören TE-Amplitude (pC), Entladungswiederholrate (pps) und PRPD/PRPS-Abbildungsmerkmale.
• SF6-Gasstatus (für GIS/H-GIS):: Überwachung von SF6-GasDichte(oder temperaturkompensierter Druck),Gehalt an Mikrowasser(ppm) und die Konzentration von Zersetzungsprodukten wie SO₂ wurden verwendet, um die Isolations- und Lichtbogenlöscheigenschaften der Gase zu bewerten.

1.2 Parameter der thermischen Zustandsüberwachung

• Statische und bewegliche KontakttemperaturenÜberwachen Sie die Temperatur der Kontaktanschlüsse des Hauptschalters, die der direkteste Indikator für den normalen Kontaktwiderstand ist.
• Temperatur der Sammelschienenanschlussstelle:: Überwachen Sie die Temperatur der Hauptsammelschiene und der Abzweigschienenüberlappungen, um vor Überhitzung durch lose Schrauben oder Oxidation zu warnen.
• Temperatur der Kabelendverschlüsse:: Die Überwachung der Temperatur der ankommenden und abgehenden Kabel an ihrem Anschluss an die Schaltanlage ist ein häufiger Fehlerpunkt.

1.3 Parameter zur Überwachung des mechanischen Zustands und des Stromkreises

• Betriebseigenschaften von Leistungsschaltern: Ermittelt durch Analyse der Stromkurven der SchaltspulenZeit, das Tor zu öffnen,FeierabendDie mechanischen Kenngrößen, wie z. B. dreiphasige Nicht-Koinzidenz, Kerneinwirkungszeit usw..
• Stand der Organisation der Energiespeicherung:: Überwachung von EnergiespeichermotorenEnergiespeicherzeitDer mechanische Zustand des Energiespeichers wird anhand der Anlauf- und Betriebsströme beurteilt.
• Status des Sekundärkreises:: Überwachen Sie die Integrität der DC-Betriebsspannungen, Unterbrechung und Schließung der Stromkreise.

1.4 Parameter für die Überwachung des Zustands der Umwelt

• Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Schrank:: Überwachen Sie die Umgebungstemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit im Inneren der Schaltanlage, da eine hohe Luftfeuchtigkeit ein wichtiger Auslöser für Kondensation und reduzierte Isolationswerte ist.

2. warum Zustandsüberwachung?

Die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung von Schaltanlagen ergibt sich aus den eigenen Betriebseigenschaften der Schaltanlagen und den Grenzen des traditionellen Betriebs- und Wartungsmodells.

1. Verhütung von katastrophalen Unfällen:: Das Versagen der inneren Isolierung von Schaltanlagen ist ein Ereignis mit “geringer Wahrscheinlichkeit und hohem Risiko”. VonÜberwachung der TeilentladungDas System kann versteckte Probleme erkennen, Wochen oder sogar Monate bevor die Isolierung zusammenbricht und eine Lichtbogenexplosion auslöst, und so Personal und Geräte wirksam schützen.
2. Gewährleistung der Zuverlässigkeit der Elektrizitätsversorgung: Kontaktüberhitzungim Gesang antwortenAblehnung von Leistungsschaltern/Falsches Handelnist die Hauptursache für ungeplante Ausfälle. UnterOnline-Überwachung der Temperaturim Gesang antwortenÜberwachung der mechanischen Eigenschaftenkönnen diese Mängel im Voraus erkannt werden, um plötzliche Stromausfälle zu vermeiden.
3. Ermöglichung zustandsorientierter Wartung (CBM):: Herkömmliche periodische Präventivprüfungen (planmäßige Inspektionen) sind blind und können dazu führen, dass Anlagen, die sich in gutem Zustand befinden, unnötig überholt werden. Die Zustandsüberwachung liefert die Datengrundlage für eine “bedarfsgerechte Wartung”, die die Betriebs- und Wartungseffizienz erheblich verbessert und die Wartungskosten senkt.
4. Quantifizierung der Gesundheit von Vermögenswerten:: Langfristige, kontinuierliche Überwachungsdaten erstellen ein digitales Gesundheitsprofil der Schaltanlage, das eine objektive Grundlage für die Bewertung des Anlagenzustands, die Risikoeinstufung und Entscheidungen über Überholung oder Austausch bildet.

3. die Bestandteile des Überwachungssystems

Ein typisches System zur Zustandsüberwachung von Schaltanlagen besteht aus den folgenden Komponenten:

• SensorenDie Sensoren bestehen aus verschiedenen Arten von Sensoren, die innerhalb oder außerhalb des Schaltschranks montiert werden und für die Erfassung von physikalischen oder chemischen Rohsignalen verantwortlich sind.
• Datenerfassungseinheit (DAU)Verantwortlich für die gleichzeitige Erfassung, Digitalisierung, Filterung und Vorverarbeitung von mehreren Sensorsignalen und die Aufbereitung der Daten.
• Kommunikationsnetz:: Übertragung der Daten von der Erfassungseinheit zum Backoffice über Glasfaser, industrielles Ethernet oder drahtlos.
• Analyse- und AnwendungsplattformIntelligente Diagnosesoftware, die auf Servern oder in der Cloud bereitgestellt wird und für die Datenspeicherung, fortschrittliche algorithmische Analysen, Zustandsbewertung, Trendvorhersage, Alarmverteilung und visuelle Darstellung zuständig ist.

4. die Kernsensorik im Detail

4.1 Temperaturüberwachungssensoren

Fluoroptischer Temperatursensor

Dies ist die Temperaturüberwachung von stromführenden Hochspannungsteilen innerhalb der Schaltanlage (z. B. statische Kontakte, Sammelschienenüberlappungen)Optimale technische Lösungen. Seine Sonden und Glasfaserkabel bestehen vollständig aus dielektrischem Material mit einerPerfekte elektromagnetische Immunitätim Gesang antwortenHochspannungsisolierungEs kann sicher auf Hochspannungsleitern bis zu einigen zehn Kilovolt montiert werden, um die Temperaturen an heißen Stellen direkt zu messen.

4.2 Überwachungssensoren für den Zustand der Isolierung (Teilentladung)

• Ultrahochfrequenz (UHF)-SensorenIm Schrank installiert, empfängt er hochfrequente elektromagnetische Wellen, die von der PD abgestrahlt werden, mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis und starker Anti-Interferenz-Fähigkeit.
• TEV-Sensor (Transient-to-Earth Voltage)Er wird auf dem Metallgehäuse des Schaltschranks montiert und koppelt die von den PDs induzierten transienten Spannungsimpulse auf den Schrank und dient der Gesamtabschirmung der PDs im Schrank.
• Hochfrequenz-Stromwandler (HFCT)Wird auf dem Erdungsdraht des Kabels montiert und dient zur Überwachung des PD des Kabelabschlusses.

4.3 Mechanische Zustandsüberwachungssensoren

• Hall-Stromsensoren:: Berührungslose Messung der Stromwellenform der Schaltspule.
• SchwingungsbeschleunigungssensorenMessung von Vibrationssignalen während des Betriebs von Leistungsschaltern zur Diagnose von Defekten wie z. B. mechanischer Lockerung.

5. eine Vergleichstabelle der wichtigsten Temperatursensor-Technologien

6. häufig gestellte Fragen (FAQ)

Beeinträchtigt das Zustandsüberwachungssystem die Isolierung der Schaltanlage?

Das ist nicht der Fall. Alle Sensoren, insbesondere die in Hochspannungsbereichen verwendeten fluoreszierenden faseroptischen Sensoren, sind selbst hochleistungsfähige Isolierstoffe. Ihre Installation wurde so konzipiert und geprüft, dass sie genau in die Isolierung passen und das ursprüngliche Isolationsniveau der Schaltanlage nicht beeinträchtigen.

2 Warum ist die Überwachung der Teilentladung so wichtig?

Denn Teilentladungen sind der einzige messbare und wichtigste Vorläufer für die Verschlechterung der Isolierung im Inneren der Schaltanlage und letztlich für den Ausfall. Während andere Parameter (z. B. Temperatur und Feuchtigkeit) Einflussfaktoren sind, spiegeln Teilentladungen den Zustand der Isolierung direkt wider.

3 Warum wird die fluoreszierende Glasfasertechnik für die Temperaturüberwachung empfohlen?

Der Grund dafür ist, dass sich wichtige Hotspots wie Kontakte und Sammelschienen im Inneren der Schaltanlage in einer Umgebung mit hohen Spannungen und starken elektromagnetischen Feldern befinden. Fluoreszierende Lichtwellenleiter sind die einzige Technologie, die vollständig resistent gegen elektromagnetische Störungen und ausreichend isoliert ist, um einen sicheren direkten Zugang zu diesen elektrisch geladenen Bereichen für eine genaue Temperaturmessung zu ermöglichen.

4) Wie geht das System mit der großen Menge an elektromagnetischen Störungen und Lärm im Feld um?

Das System gewährleistet die Genauigkeit der Diagnose durch verschiedene Maßnahmen: Es verwendet Sensortechnologien mit starker Anti-Interferenz-Fähigkeit (z. B. UHF und Lichtwellenleiter); es führt strenge Abschirmungs- und Filterungsmaßnahmen in der Hardware durch; und es verwendet fortschrittliche Signalverarbeitungs- und Mustererkennungsalgorithmen in der Software, die effektiv zwischen echten defekten Signalen und Umgebungsgeräuschen unterscheiden können.

5) Kann dieses System bei bereits in Betrieb befindlichen Schaltanlagen nachgerüstet werden?

Kann. Die meisten Sensoren des Systems (z. B. TEV, AE, HFCT, externes UHF, Lichtwellenleiter) sind nicht oder nur minimal invasiv und können im Falle der Einschaltung von Schaltanlagen oder bei Kurzzeitausfällen nachgerüstet werden.

6. wie hoch ist die Investitionsrentabilität des Systems?

Dies spiegelt sich vor allem in folgenden Punkten wider: 1) Vermeidung enormer Ausrüstungsverluste und wirtschaftlicher Verluste durch langfristige Stromausfälle aufgrund von Explosionen oder Verbrennungen von Schaltanlagen; 2) Einsparung einer großen Menge an Personal- und Materialkosten durch den Ersatz geplanter Inspektionen durch Zustandsreparaturen; 3) Schaffung indirekter wirtschaftlicher Vorteile durch die Gewährleistung einer kontinuierlichen Stromversorgung kritischer Lasten.

7) Was kann das System tun, wenn eine Anomalie beobachtet wird?

Je nach Schwere der Mängel gibt das System automatisch abgestufte Alarme aus (z. B. “Achtung”, “Schwerwiegend”, “Gefährlich”) und benachrichtigt das Betriebs- und Wartungspersonal per SMS, App-Push, Ton- und Lichtalarm usw. Benachrichtigen Sie das Betriebs- und Wartungspersonal. Die Diagnosesoftware gibt mögliche Fehlerarten und -orte an, um die nachfolgenden Inspektionsarbeiten zu leiten.

8. erfordert das System eine komplexe Wartung?

Kein Bedarf. Das System verfügt über ein industrietaugliches Design, die Kernkomponenten haben keine beweglichen Teile oder Verschleißteile, mit hoher Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität, ohne tägliche Grundwartung. Nur regelmäßige Software-Upgrades und Inspektionen sind erforderlich.

9. wie werden die Daten des Systems gesichert?

Das System verwendet industrietaugliche Netzwerksicherheitsprotokolle und unterstützt verschlüsselte Datenübertragungen. Bei lokal installierten Systemen werden die Daten vollständig auf dem Server des Nutzers gespeichert; bei Cloud-Plattformen werden mehrere Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz der Daten eingesetzt.

10. können Schaltanlagen verschiedener Hersteller mit einem System überwacht werden?

kann. Unser System ist vielseitig und skalierbar und kann mit verschiedenen Sensoren und Erfassungseinheiten für eine einheitliche und zentralisierte Zustandsüberwachung und Verwaltung von Schaltanlagen verschiedener Hersteller und Spannungsebenen konfiguriert werden.

Warum sollten Sie sich für die Zustandsüberwachungslösung für Schaltanlagen von Inotera entscheiden?

INNOTD (Fuzhou) Sales Co. Wir bieten erstklassige Online-Überwachungstechnologie für kritische Energieanlagen.

• Multitechnologie-Integration und integrierte Diagnose: Wir werdenTeilentladung,Fluoreszierende faseroptische Temperaturmessung,mechanische Eigenschaftim Gesang antwortenUmweltüberwachungSie ist nahtlos in eine einheitliche intelligente Plattform integriert und ermöglicht die Kreuzvalidierung und Fusionsdiagnose von mehrdimensionalen Informationen, was eine umfassende Bewertung des Zustands der Schaltanlage ermöglicht.
• Kerntechnologie-VorteilWir sind inFluoreszierende faseroptische Temperaturmessungim Gesang antwortenIdentifizierung von Signalen mit mehreren Quellen und lokalen VerstärkernWir verfügen über eine umfangreiche Sammlung von Kerntechnologien, die Ihnen die genauesten und zuverlässigsten Überwachungsdaten liefern können.
• Äußerst zuverlässige Hardware in IndustriequalitätAlle unsere Sensoren und Erfassungseinheiten sind für die rauen elektromagnetischen und Umweltbedingungen in Schaltschränken ausgelegt und haben die strengsten EMV-Tests bestanden, um einen langfristig stabilen Betrieb zu gewährleisten.
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Der Inhalt dieses Artikels ist nur eine allgemeine technische Wissenschaft und stellt nicht die Leistung und Spezifikationen eines bestimmten Produkts unseres Unternehmens dar. Für detaillierte Produktinformationen, Lösungen und Angebote wenden Sie sich bitte an uns für...].

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