Pemantauan online pemutus sirkuit

• tujuan utamaMencapai pemantauan dan penilaian yang berkelanjutan dan real-time terhadap kondisi mekanis dan elektrikal pemutus sirkuit HV/EHV, yang bertujuan untuk beralih dari model “Term Based Maintenance (TBM)” tradisional ke model “Condition Based Maintenance (CBM)” yang lebih efisien dan andal.

• Dimensi pemantauanSistem ini menggunakan jaringan sensor multi-dimensi untuk mengumpulkan parameter operasi utama pemutus sirkuit secara komprehensif, terutama mencakup: karakteristik mekanis mekanisme operasi, keadaan media isolasi (mis., gas SF6), konduktivitas sirkuit utama, dan integritas sirkuit bantu dan kontrol.

• basis teknologiBerdasarkan teknologi penginderaan modern, akuisisi data berkecepatan tinggi, komputasi tepi, dan algoritme diagnostik cerdas, sejumlah besar data yang dikumpulkan dianalisis untuk mengekstrak jumlah karakteristik status kesehatan peralatan dan untuk memprediksi tren kegagalan potensial.

• arsitektur sistem:: Struktur terdistribusi berlapis biasanya diadopsi, termasuk lapisan sensor di ujung depan, lapisan akuisisi dan pemrosesan data lokal, lapisan jaringan yang bertanggung jawab atas transmisi data, dan lapisan master analisis aplikasi di pusat.

• nilai yang diterapkanNilai intinya terletak pada peringatan dini terhadap potensi kerusakan pemutus sirkuit, menghindari kecelakaan yang ganas seperti penolakan untuk bertindak dan aktivasi yang salah, mengoptimalkan strategi pemeliharaan, mengurangi biaya operasi dan pemeliharaan seumur hidup, dan memberikan dukungan teknis utama untuk pengoperasian jaringan listrik yang aman dan stabil.

I. Kebutuhan dan tujuan pemantauan online

Pemutus sirkuit tegangan tinggi (HVBC) adalah peralatan kontrol dan perlindungan paling penting dalam sistem daya, dan status operasionalnya terkait langsung dengan keselamatan seluruh jaringan listrik. Model Time-Based Maintenance (TBM) tradisional memiliki banyak kelemahan: di satu sisi, model ini dapat membongkar dan merombak peralatan yang tidak perlu dalam kondisi baik, yang mengakibatkan pemborosan sumber daya dan kemungkinan timbulnya cacat baru; di sisi lain, tidak mungkin untuk mendeteksi kerusakan mendadak atau bertahap antara dua siklus pemeliharaan, dan potensi bahaya kecelakaan masih ada.

Tujuan mendasar dari sistem pemantauan pemutus sirkuit online adalah untuk mencapaiPemeliharaan Berbasis Kondisi (CBM)yaitu

1. Kesadaran status waktu nyata:: Secara terus menerus memperoleh data tentang kondisi pengoperasian pemutus sirkuit untuk memahami “indeks kesehatan” mereka.

2. Peringatan dini tentang cacat:: Peringatan pada tahap awal sesar melalui analisis tren dan diagnosis anomali volume karakteristik.

3. Menghindari penghentian yang tidak terjadwalSecara efektif mencegah pemadaman listrik skala besar yang disebabkan oleh penolakan pemutus sirkuit atau aktivasi yang salah.

4. Mengoptimalkan keputusan O&M:: Menyediakan basis data yang akurat untuk perencanaan pemeliharaan, beralih dari “pemeliharaan tepat waktu” menjadi “pemeliharaan sesuai permintaan”.

II. Objek pemantauan inti dan prinsip-prinsip teknis

Sistem pemantauan online pemutus sirkuit yang komprehensif biasanya mencakup komponen-komponen utama berikut ini:

1. Pemantauan sifat mekanis secara online
Sebagian besar kegagalan pemutus sirkuit (sekitar 801 TP3T) disebabkan oleh cacat pada mekanisme operasi mekanis.

• Analisis bentuk gelombang arus kumparan pengalihBentuk gelombang saat ini dari kumparan pengalihan dan penutupan dikumpulkan oleh sensor arus Hall yang tidak mengganggu. Bentuk gelombang adalah “sidik jari” dari seluruh proses mekanisme operasi, yang berisi banyak titik waktu utama seperti aksi inti, peralihan sakelar tambahan, dll. Bentuk gelombang dapat dihitung secara akurat dengan menganalisis waktu titik karakteristik (mis. waktu hisap) dan amplitudo saat ini. Dengan menganalisis waktu titik karakteristik (misalnya waktu hisap dan penutupan) dan amplitudo arus dari bentuk gelombang, pemutus sirkuitWaktu pengalihan dan penutupan, non-simultanitas tiga fasedan tentukan apakah ada masalah seperti gangguan inti, penyimpanan energi yang tidak mencukupi, atau kontak yang buruk di sirkuit tambahan.

• Pemantauan kondisi motor penyimpanan energiMemantau arus start, arus operasi, dan waktu penyimpanan energi dari motor penyimpanan energi. Waktu penyimpanan energi yang berlebihan atau arus yang tidak normal biasanya mengindikasikan adanya masalah pada motor itu sendiri atau mekanisme penggerak, seperti pelumasan yang buruk atau kemacetan.

• Pemantauan getaran dan perilaku perjalananSinyal getaran selama pengoperasian ditangkap dengan memasang sensor akselerasi pada kotak mekanisme atau tuas pengoperasian. Dengan menganalisis sinyal getaran dalam domain waktu-frekuensi, cacat mekanis seperti kendornya komponen dan terlepasnya pengencang dapat diidentifikasi. Untuk pemantauan yang lebih tepat, sensor non-kontak (misalnya, laser, ultrasonik) dapat digunakan untuk secara langsung mengukur kurva stroke-time (s-t) dari kontak utama untuk mendapatkanKecepatan penutupan dan penutupan, overtravel, rebounddan parameter mekanis inti lainnya.

2. Pemantauan kinerja kelistrikan secara online

• Pemantauan Kepadatan Gas SF6 dan Air Mikro:

  • Pemantauan kepadatanUntuk pemutus sirkuit SF6, sifat isolasi dan pemadaman busur gas secara langsung bergantung padakepadatandaripada tekanan (tekanan sangat dipengaruhi oleh suhu). Relai densitas on-line secara terus menerus memonitor densitas gas SF6 dan mengindikasikan adanya kebocoran jika berada di bawah ambang batas alarm.

  • Pemantauan air mikroJumlah jejak air dalam minyak dapat menurunkan insulasi SF6 dan menghasilkan produk dekomposisi korosif. Sensor air mikro in-line secara terus menerus memonitor kandungan air (ppm) dalam gas dan mencegah degradasi insulasi internal.

• Pemantauan konduktivitas sirkuit utama:

  • Pemantauan suhu kontakPemantauan kenaikan suhu kontak secara real-time dengan memasang sensor suhu pasif nirkabel (teknologi SAW atau RFID) pada koneksi kontak bergerak dan statis pemutus sirkuit. Kenaikan suhu yang tidak normal adalah indikator yang paling langsung dan dapat diandalkan untuk meningkatkan resistensi kontak di sirkuit utama, yang secara efektif dapat memperingatkan cacat serius seperti kontak yang terbakar dan kontak yang buruk.

  • Pemantauan vakumUntuk pemutus sirkuit vakum, kevakuman ruang interrupter vakum dapat dinilai secara online untuk mengetahui kesesuaiannya dengan tingkat vakum menggunakan prinsip pelepasan magnetron atau prinsip induksi medan listrik.

3. Pemantauan sirkuit bantu dan kontrol
Memantau tegangan suplai operasi DC, kesehatan sirkuit sekunder, dan status pengoperasian pemanas memastikan bahwa pemutus sirkuit digerakkan dan dikontrol dengan andal saat diperlukan.

III. Arsitektur sistem

Sistem pemantauan online pemutus sirkuit biasanya menggunakan arsitektur empat lapis Internet of Things (IoT) yang khas:

1. Lapisan persepsi (sensor)Terdiri dari berbagai jenis sensor (sensor arus, suhu, getaran, densitas, perpindahan, dll.) yang dipasang pada bodi pemutus arus dan mekanisme operasi, dan bertanggung jawab untuk menangkap sinyal fisik mentah.

2. Lapisan akuisisi (unit in situ)Terdiri dari terminal akuisisi data cerdas (DAU) yang ditempatkan di dekat pemutus sirkuit. Terminal ini bertanggung jawab untuk mengkondisikan sinyal sensor, konversi analog ke digital, pengemasan data, dan melakukan beberapa komputasi tepi dan fungsi alarm lokal.

3. Lapisan jaringan (komunikasi)Bertanggung jawab atas transmisi data jarak jauh dari unit akuisisi ke stasiun master. Biasanya, ini mengadopsi Ethernet serat optik, pembawa saluran listrik (PLC) atau komunikasi nirkabel 4G / 5G.

4. Lapisan aplikasi (perangkat lunak utama)Disebarkan di server pusat pemantauan, menyediakan antarmuka grafis. Stasiun master bertanggung jawab atas penyimpanan terpusat, tampilan, analisis tren, diagnosis cerdas, pelepasan alarm, dan manajemen laporan semua data pemutus sirkuit di seluruh stasiun, dan merupakan pusat pengambilan keputusan untuk mewujudkan pemeliharaan kondisi.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

1. Apa perbedaan antara pemantauan on-line dan serah terima/pengujian preventif off-line tradisional?
Keduanya saling melengkapi. Pengujian offline (misalnya uji resistansi sirkuit, uji ketahanan tegangan) memberikan “snapshot statis” dari pemutus sirkuit pada titik waktu tertentu, dengan akurasi data yang tinggi, yang merupakan tolok ukur status peralatan. Pemantauan online, di sisi lain, menyediakan “video berkelanjutan” dari peralatan dalam kondisi operasi nyata, menangkap perubahan dinamis dan tren kerusakan progresif yang tidak dapat dideteksi secara offline. Tujuan pemantauan online adalah untuk memandu dan mengoptimalkan pelaksanaan pengujian offline.

2. Dapatkah sistem ini dipasang pada pemutus sirkuit yang lebih tua?
Sepenuhnya. Sistem pemantauan on-line modern dirancang dengan pertimbangan penuh atasTransformasi penelusuran. Sebagian besar sensor, terutama sensor arus, getaran, dan suhu nirkabel, dipasang dengan cara non-invasif atau minimal invasif tanpa perubahan besar pada bodi pemutus arus, sehingga sensor ini dapat dengan mudah dipasang pada pemutus arus lama yang sedang beroperasi untuk meningkatkan kecerdasannya.

3. Seberapa akurat sistem menentukan kebocoran gas SF6?
Sistem ini tersedia secara online melaluiRelai KepadatanAlih-alih menggunakan pengukur tekanan untuk memantau. Hal ini karena tekanan gas bervariasi dengan suhu dalam wadah tertutup (Hukum Charlie), sedangkan densitas adalah massa gas per satuan volume, yang merupakan cerminan yang lebih tepat dari insulasi dan margin media penyela. Perangkat lunak master dapat menghitung tingkat kebocoran tahunan dengan menganalisis tren jangka panjang dari data densitas. Setelah tingkat kebocoran melebihi standar atau nilai densitas turun di bawah ambang batas alarm yang ditetapkan, sistem akan membunyikan alarm.

4. Apa perbedaan antara pemantauan dan diagnosis?
monitorIni adalah proses akuisisi data, yaitu, “melihat” dan “mendengar”, yang menjawab pertanyaan “Apa yang terjadi pada perangkat?” (misalnya, waktu penutupan lebih lama 10 ms). ThediagnostikIni adalah proses analisis data dan pengambilan keputusan, atau “berpikir”, yang menjawab pertanyaan “Mengapa hal ini terjadi?” dan “Apa yang akan terjadi?” (misalnya, waktu penutupan yang lama karena pelumasan yang buruk pada mekanisme operasi yang, jika tidak ditangani, dapat menyebabkan penutupan yang gagal dalam waktu satu bulan). Sistem pemantauan online yang lengkap harus menyertakan diagnostik cerdas yang kuat untuk memungkinkan pemeliharaan yang benar-benar prediktif.