مراقبة محولات الطاقة: ليس فقط جمع البيانات، بل نظام صنع القرار 

عندما يتحدثون عنمراقبة محولات الطاقةيتخيل الكثيرون على الفور الرسوم البيانية على الشاشة وأجهزة الاستشعار التي "تقيس كل شيء بنفسها؟" هذا بالطبع هو الأساس، لكن الخطأ الأكبر هو الاعتقاد أنك اشتريت مجموعة من المعدات، وقمت بتثبيتها، والآن تعمل لصالحك. في الواقع، هذه مجرد بداية القصة. ويتلخص العمل الرئيسي في تفسير البيانات، وبناء العلاقات بين السبب والنتيجة، والأمر الأكثر صعوبة هو تحديد الانحرافات التي تشكل أهمية بالغة حقاً وأي الانحرافات يمكن معالجتها ببساطة في الوقت الحالي. كثيرا ما أرى كيف أن المحطات الفرعية لديها نظام باهظ الثمن، لكنهم ينظرون إليه مرة واحدة كل ربع سنة، وعندها فقط يصدرون تقريرا. ثم يتفاجأون عندما يتحول المحول فجأة؟ فشل. المراقبة هي روتين يومي، مثل فحص ضغط الدم لمريض ارتفاع ضغط الدم. قد تكون القراءات طبيعية، ولكن الاتجاه مثير للقلق بالفعل.

من درجة الحرارة إلى الغازات: ما هو المهم حقًا أن تتبعه

لنبدأ بالكلاسيكيات - درجة الحرارة، لأن الاختيار الصحيح لنقاط القياس هو جزء مهم من مراقبة محولات الطاقة. لا يكفي قياس درجة حرارة الغطاء العلوي ببساطة. تعد التدرجات الحرارية بين اللفات ودرجة حرارة الجزء النشط والقيم عند النقاط الساخنة للمعدات أمرًا بالغ الأهمية. كانت لدينا حالة في إحدى المحطات الفرعية بالمدينة: أظهرت أجهزة الاستشعار المثبتة على غلاف المحول درجة حرارة ثابتة تبلغ 65 درجة مئوية، لكن التحليل التفاضلي لمسوحات التصوير الحراري الدورية (التي لم يتم إجراؤها عبر الإنترنت) كشف عن ارتفاع درجة الحرارة المحلية في منطقة الاتصال بالحافلة. وعند الفحص تبين أن السبب هو ضعف اتصال الاتصال. ولم يكتشف نظام المراقبة عبر الإنترنت ذلك لأن أجهزة الاستشعار تم تركيبها وفقًا لتصميم قياسي لا يأخذ في الاعتبار خصائص جسم معين. بعد ذلك، كان لا بد من تعديل نظام وضع المستشعر لتحسين كفاءة التشخيص.

الطبقة التالية هي حماية الغاز والتحليل الكروماتوغرافي. DGA (تحليل الغاز المذاب) أمر لا بد منه لمحولات النفط. ولكن هناك الكثير من المزالق هنا أيضًا. لا يمكنك أن تثق بشكل أعمى بفائض واحد من الهيدروجين أو الميثان. أنت بحاجة إلى إلقاء نظرة على النسب الرئيسية: النسب C2H2/C2H4، CH4/H2، C2H4/C2H6. وعلى أساسها تم تصنيف العيوب حسب روجرز أو دورننبرغ. في كثير من الأحيان، ترسل المختبرات ببساطة جدولاً يحتوي على التركيزات، دون تفسير. ولا يعرف موظفو العمليات دائمًا كيفية قراءتها. بالنسبة لعملائنا من شركات الطاقة، نقوم دائمًا بتصنيع بطاقة محولات تحتوي على تاريخ اختبار ورسوم بيانية للاتجاهات - وهذه هي الطريقة الوحيدة لرؤية الديناميكيات. يعد الارتفاع الحاد في الإيثيلين (C2H4) علامة أكيدة على التحلل الحراري للزيت عند درجات حرارة أعلى من 700 درجة مئوية، وغالبًا ما يرتبط بسوء الاتصال. والأسيتيلين (C2H2) هو بالفعل تفريغ.

والمعلمة الثالثة التي تم الاستهانة بها هي الرطوبة في مراقبة محولات الطاقة. الرطوبة في عزل الزيت والورق هي العدو الرئيسي: فهي تقلل من القوة الكهربائية وتسرع عملية الشيخوخة. أجهزة استشعار الرطوبة عبر الإنترنت متقلبة وتتطلب المعايرة. تعد مراقبة نقطة الندى في الموسع بمثابة وكيل جيد. ليست القيمة المطلقة هي المهمة، بل معدل التغير: الزيادة السريعة تشير إلى تسرب أو تحلل السليلوز.

؟حديد؟ و"البرمجيات": كيف لا نغرق في بحر العروض

السوق مليء بأنظمة مراقبة محولات الطاقة: بدءًا من وحدات القياس عن بعد البسيطة وحتى منصات الذكاء الاصطناعي المعقدة. الاختيار يعتمد على المهمة. بالنسبة للأشياء المهمة - المحطات الفرعية المركزية، والصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة - هناك حاجة إلى نظام متكامل يجمع البيانات من حماية التتابع والتبريد وتحليل الغاز والتفريغ الجزئي. على سبيل المثال، نقوم أحيانًا باختيار حلول من الشركاء، مثل منتجات Qualitrol أو Weidmann، وتكييفها مع اللوائح الروسية وظروف التشغيل.

ولكن بالنسبة لشبكات التوزيع 6-10/0.4 كيلوفولت، فلا داعي لدفع مبالغ زائدة في كثير من الأحيان. هنا، تكون الحلول النقطية أكثر فعالية: مراقبة درجة الحرارة والحمل من خلال نقل البيانات عبر GSM. الشيء الرئيسي هو أن الجهاز موثوق به و "ينجو" من الصقيع وانخفاض الجهد في دوائر التشغيل الحالية. لقد رأيت عدة مرات كيف "تطير" البرامج الثابتة أو يفشل مصدر الطاقة. إذن نحن الآن فيشركة ونزهو Qiaonasen للمعدات الكهربائية المحدودةعند اختيار المعدات للعملاء، لا ننظر دائمًا إلى الكتيبات الجميلة، ولكن إلى تقارير الاختبار في غرف المناخ والمراجعات الحقيقية من منشآت مماثلة. موقعناhttps://www.qnasen.ruعلى الرغم من أننا نمثل شركة متخصصة في حلول نقل وتوزيع الجهد العالي والمنخفض، إلا أننا ندرك أن نظام المراقبة ليس منتجًا منفصلاً، ولكنه جزء من البنية التحتية الشاملة. يجب أن يتم ربطه مع أنظمة SCADA الحالية والتحكم الآلي في العمليات.

أكبر مشكلة هي دمج البيانات من أنظمة مختلفة، خاصة إذا كانت المعدات من سنوات تصنيع مختلفة. قد تحتوي المحولات القديمة على أجهزة استشعار تناظرية، وقد تحتوي المحولات الجديدة على مخرجات رقمية. يجب عليك استخدام البوابات والمحولات. وهنا تنشأ مشكلة غالبًا مع بروتوكولات التبادل. IEC 61850 جيد، لكن العديد من المواقع لا تزال تستخدم Modbus RTU. غالبًا ما يتعين على المتخصصين في شركتنا أن يتصرفوا كـ "متكاملين"، حيث يختارون المعدات المتوافقة ويساعدون في إعداد تبادل البيانات.

التفريغ الجزئي: تشخيص دقيق يتطلب خبرة

تعتبر مراقبة التفريغ الجزئي (PD) من الدرجة الأولى. باهظة الثمن ويصعب إعدادها، ولكن في بعض الأحيان تكون هذه هي الطريقة الوحيدة لاكتشاف الخلل المتطور في العزل في مرحلة مبكرة. من المهم أن نفهم أن تسجيل حقيقة السجل التجاري ليس حكماً بالإعدام. من الضروري تحديد نوع التفريغ: داخلي، سطحي، كورونا. للقيام بذلك، قم بتحليل شكل النبضة، وتوزيع الطور، والاتصال بجهد الشبكة.

لقد قمنا بطريقة ما بتثبيت نظام مراقبة PD دائم على محول 110 كيلو فولت. كانت الخلفية مرتفعة ولكنها مستقرة. بعد ستة أشهر، ظهرت مجموعات مميزة من النبضات في مرحلة جهد معينة. وأظهر التحليل علامات التصريفات السطحية على طول الحاجز. أثناء الفحص الداخلي (عندما تم إخراجه للإصلاحات)، تم العثور على آثار تتبع على سطح العزل الصلب - دخول الرطوبة من خلال مانع التسرب. لولا المراقبة المستمرة، لكان الخلل قد تطور أكثر، حتى الانهيار.

ولكن هنا توجد فروق دقيقة لمراقبة محولات الطاقة. يمكن للتداخل القوي من محركات الثايرستور أو المعدات المجاورة أن "يسد" الإشارة المفيدة تمامًا. يجب تركيب محولات التيار عالية التردد (HFCTs) بعناية ويجب استخدام خوارزميات الترشيح المعقدة. هذا ليس حلاً "مربعًا" - كل حالة فردية.

الممارسة والاقتصاد: عندما يكون الرصد مجديًا ومتى لا يكون كذلك

تنفيذ النظام هو نفقات رأسمالية. لتبريرهم، نحن لا نحسب بالكلمات. التوفير الرئيسي هو منع التوقف في حالات الطوارئ والإصلاحات المكلفة. تكلفة استبدال أو إصلاح محولات الطاقة أعلى بعدة مرات من تكلفة نظام المراقبة. لكن عليك أن تحسب بالضبط: ما هو الضرر الناجم عن نقص المعروض من الطاقة، وما هي الغرامات، وتكلفة طاقم الطوارئ، والخدمات اللوجستية.

النقطة الثانية هي تحسين الصيانة. الانتقال من الصيانة الروتينية "حسب التقويم؟" للصيانة على أساس الحالة الفعلية (TOFS). وهذا يوفر في تكاليف المواد والعمالة، والأهم من ذلك، في عمليات إيقاف تشغيل المعدات غير الضرورية. على سبيل المثال، إذا كان تحليل الغاز والرطوبة مستقرًا، فمن الآمن تمديد فترة خدمة تنظيف الزيت.

والنقطة الثالثة الأقل وضوحًا هي إطالة عمر الخدمة. المختصةمراقبة محولات الطاقةيسمح لك بالتحكم في الحمل دون السماح بارتفاع درجة الحرارة الحرجة، وبالتالي إبطاء شيخوخة العزل. هذا هو تأجيل مباشر للاستثمارات الرأسمالية في المعدات الجديدة. في مشاريعنا، نركز دائمًا انتباه العميل على هذا: هذه ليست نفقات، بل هي استثمار في الموثوقية وتأجيل التكاليف الكبيرة.

الأخطاء والاستنتاجات: ما علمني العمل الميداني

لم يسير كل شيء بسلاسة في الممارسة العملية. كان هناك مشروع حيث قمنا بوضع أجهزة استشعار للاهتزاز على خزان المحولات، على أمل تحسين الجودةمراقبة محولات الطاقةوتشخيص حالة الدائرة المغناطيسية في المراحل المبكرة. تبين أن القراءات الصادرة عن الأجهزة غريبة وغير مستقرة - فقد كانت تعتمد بشكل كبير على تشغيل مراوح التبريد وحتى على اتجاه الريح بالخارج (كانت المحطة الفرعية من النوع المفتوح). في النهاية، لم يكن من الممكن استخراج معلومات تشخيصية مفيدة، وتم إهدار الأموال اللازمة لشراء وتركيب أجهزة الاستشعار. الاستنتاج من هذا الموقف بسيط: ليست كل طرق التشخيص عالمية. يعمل تحليل الاهتزازات بشكل رائع بالنسبة للآلات الدوارة، ولكن بالنسبة للمحولات فإن تطبيقه محدود للغاية ويتطلب خلق ظروف بيئية مثالية، وهو ما نادرًا ما يمكن تحقيقه في الأشياء الحقيقية.

إنها قصة مختلفة مع نقل البيانات. لقد حفظنا على قناة الاتصال وقمنا بتثبيت مودم الراديو في منطقة ذات تضاريس صعبة. وصلت خسائر الحزمة إلى 40٪. جاءت البيانات مصحوبة بثغرات، وتم بناء الاتجاهات بشكل ملتوي. كان علينا إعادة ذلك ووضع الألياف الضوئية. الآن هذه قاعدة صارمة: قم أولاً بتقييم موثوقية قناة الاتصال، ثم اختر الأجهزة.

والاستنتاج الرئيسي الذي ربما يستحق التوصل إليه هو أن نظام المراقبة لا يتخذ القرارات. هي فقط تعطي معلومات. الرابط الرئيسي هو الشخص، المهندس، الذي ينظر إلى البيانات الموجزة، ويعرف تاريخ محول معين، وظروف تشغيله، ويمكنه التوصل إلى نتيجة متوازنة. تعتبر الأنظمة التلقائية للتشخيص واستخلاص النتائج جيدة، لكنها يجب أن تكون فقط أداة مساعدة وليست بديلاً للخبير. لذلك، التعريفمراقبة محولات الطاقة، من الضروري تدريب الموظفين في نفس الوقت، وشرح فيزياء العمليات، وليس فقط إظهار مكان زر "إنشاء تقرير" على الشاشة. بدون هذا، يتحول أي نظام، حتى الأغلى ثمناً، إلى لعبة عديمة الفائدة.