Трансформаторлық будканың тұрақты жұмыс істеуін қалай қамтамасыз ету керек?

Ұзақ мерзімді тұрақтылық үшін трансформаторлық станцияның стратегиялық жоспарлауы мен жобасы

Жүктеме сұранысына және болашақтағы өсу болжамдарына сәйкес келетін инженерлік жобалау

Жақсы трансформаторлық станцияның жобасы шын мәнінде уақыт өте әртүрлі аймақтардың қанша электр энергиясына мұқтаж екенін түсінумен басталады. Энергетикалық ақпаратты басқару басқармасының өткен жылғы есебіне сәйкес, коммерциялық электр энергиясына деген сұраныс жыл сайын шамамен 4,7 пайызға артып отыр. Қазіргі кездегі жоспарлаушылар қазір қажеттілерді және он екі жылдан кейін қажет болуы мүмкін нәрселерді анықтау үшін стохастикалық оптимизация деп аталатын күрделі математикалық модельдерді қолданады. Олар күн сәулесі панельдері қашан кеңінен таралатынын немесе адамдар қанша электромобиль жүргізетінін сияқты әртүрлі белгісіздіктермен жұмыс істеуге мәжбүр. 2024 жылы «Renewable and Sustainable Energy Reviews» журналында жарияланған кейбір зерттеулер көп кезеңді модельдерді қолдану жүйенің сенімділігін (оның көбінесе 99,97 пайыздан жоғары қалуы) құрбан етпей, инфрақұрылым шығындарын шамамен 18-22 пайызға дейін қысқартуға мүмкіндік беретінін көрсетті. Бұл коммуналдық компаниялар үшін бюджет және ұзақ мерзімді жоспарлау тұрғысынан нақты айырмашылық жасайды.

Бағдарламалық-аппараттық инфрақұрылымды болашаққа дайындайтын масштабталатын технологияларды енгізу

Алдағы уақыттағы электр желілері модульдік технологияларды кезеңдік қолдану арқылы іске асырады:

Бұл сатылы тәсіл ұлтарнаулық желі экожүйелерімен ұзақ мерзімді үйлесімділікті қамтамасыз етеді және саланың алдыңғы қатарлы автоматтандыру жоспарларымен сәйкес келеді.

Оптималды физикалық орналасу: Тазарту, өткізгіш биіктігі және қауіпсіз кіру жолдары

Қазіргі заманғы трансформаторлық қондырғылардың орналасуы экстремалды ауа-райы шарттарында төзімділік үшін жақсартылған тазарту стандарттарын қамтиды:

• Вертикальды өткізгіштердің арақашықтығы : Мұз қаупі бар аймақтарда 8,5 м негізгі деңгей, плюс 1,2 м буфер
• Жабдыққа кіру коридорлары : Төтенше жағдайда EV кіруге мүмкіндік беру үшін ең азы 3 м ені
• Су тасқынынан қорғау : 100 жылда бір болатын су тасқыны деңгейінен жоғарырақ 0,6 м биіктікте құрылыс

Жылулық бейнелеу бұл сипаттамалар апатты уақытты 41% азайтатынын және NEC 130.5(C) қауіпсіздік талаптарына сай болуын қамтамасыз ететінін растайды. Бастамшыл топтар қоршаған инфрақұрылым өзгерген сайын кеңістіктік бүтіндікті тексеру үшін жарты жылда бір LiDAR зерттеулерін жүргізеді.

Кезекші тексеру және алдын алу шараларының жөндеуі

Ерте ақауларды анықтау үшін визуалды және жылулық бейнелеу тексерулері

Күнделікті визуалды тексерулерді инфрақызыл жылулық тексерулермен біріктіргенде, мәселелерді әрқайсысының біреуіне қарағанда ертерек анықтай аламыз. Күндізгі уақытта техниктер изоляторлардың зақымдануы немесе коррозия белгілері сияқты айқын мәселелерді байқай алады. Алайда, түнде құрылғылар әлі де электр тогымен жұмыс істеп тұрған кезде жылулық сканерлеулер шынымен пайдалы болады, себебі олар жылу аймақтарын көрсетеді. ClickMaint-тің 2023 жылғы соңғы деректеріне сәйкес, әр үш ай сайын термиялық бейнелеуді жүргізетін компаниялар қосылыстардағы мәселелерді тек қарап шығуға ғана сүйенетін орындарға қарағанда шамамен 40 пайыз жылдам табады. Өткен жылы 138 кВ айырбөлгіш қондырғысында болған жағдайды қарастырайық. Олар температура қалыптыдан 25 градус Цельсийге ыстық болатын, босаған терминалды тапты – бұл көздің көруімен байқау мүмкін емес нәрсе болса, термиялық бейнелеу оны дереу анықтап, үлкен апаттың алдын алады.

Қыздырудың және істен шығудың алдын алу үшін жоспарланған тазалау және компоненттерді қолдау

Жақсы техникалық қызмет кестесін жасау үшін жергілікті жағдайларды ескеру қажет. Мысалы, теңіз жағалауында орналасқан электр энергиясы компаниялары жиі бір жылда бір рет бушингтерді тазалайды, себебі тұз жиналуынан туындайтын проблемаларды болдырмау үшін. Кебу аймақтарда көп шаң болатын жерлерде техниктер көбінесе ауамен салқындатылатын трансформаторларды әр ай сайын тазалайды. Ажыратқыш қосқыштарға келетін болсақ, мәселелер пайда болмас бұрын оларды майлау өнеркәсіптік есеп берулерге сәйкес олардың қызмет ету мерзімін екі немесе үш есе арттыруы мүмкін, ал бұзылғаннан кейін ғана жөндеу жасауға қарағанда. Орталық АҚШ-тағы бір энергетикалық компания да елеулі нәтижелерге қол жеткізді. Олар жарты жылда бір рет тоқ күшін тексеруді, изоляторларға әрбір бес жылда бір рет диэлектрлік сынақ жүргізуді және полимерлік бұқаралық тежегіштер үшін арнайы Bushnell бағалы еріткіштерге ауысуды бастағаннан кейін жүйенің сенімділігін жуық 90 пайызға жақсартты.

Тұрақты тексеру жазбалары арқылы бұзылу трендін бақылау

Ұзақ мерзімді тексеру жазбаларын қарау компанияларға мәселелер пайда болғанға дейін жөндеу жұмыстарын жоспарлауға көмектеседі. Солтүстік-шығыстағы электр энергиясы компаниясында жұмыс істейтін кейбір инженерлер он жыл бұрынғы патруль журналдарын қарап шығып, маймен толтырылған ажыратқыштар туралы қызықты нәрсе байқады. Бұл құрылғылар пайдаланудың он екінші жылында анықталатын газ деңгейлерін жинақтауды бастайды, бұл техниктердің әдеттегідей қирау уақытынан әлдеқайда ертерек, мүмкін тіпті сегіз ай бұрын, Еріген Газды Талдау деп аталатын арнайы тестерді жүргізуіне мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы жөндеу жүйелері қазір құрылғылардың тозуын оны қоршаған ортада болып жатқан процестермен байланыстырады. Мысалы, Техас штатындағы кооперативті алсақ — олар жалпылама кестені емес, дауылдар нақты өз аймақтарына тиген уақыт бойынша жөндеу жұмыстарын жоспарлап, найзағай тартқыштарды ауыстыруды төрттен бір бөлікке дейін қысқартты.

Критикалық Қосалқы Станция Жабдықтарының Толық Тексерілуі

Кернеу реттеуі мен жұмыс істеу бүтіндігі үшін трансформаторды тексеру

Трансформаторлардың жоспарлы тексерістері ірі-ирі істен шығуларды алдын ала тоқтата алады. Еріген газдарды талдау жабдықтың ішіндегі мәселелерді анықтауға көмектеседі, ал орамалардың сақталуын тексеру үшін трансформациялау коэффициентін тексеру қажет. Өткізбейтін қабықшаның кедергісі 1000 мегаомнан жоғары болып қалса, өткен жылғы Электр жүйелері туралы есепке сәйкес, трансформатор жоғары жүктемелерді проблемасыз ұстай алуы керек. 2023 жылы жарияланған Ұлттық электр қауіпсіздігі туралы есептің цифрларына қарағанда қызықты нәрсе байқалады: диагностикалық жұмыстарын уақытылы жүргізіп отыратын кәсіпорындарда күтпеген тоқтап қалулар 40 пайызға жуық аз болады.

Ажыратқыштың өнімділігін тексеру: Үзілу сыйымдылығы мен контактілік кедергі

Ажыратқыштар қызметке түскенге дейін олардың ақаулықтарды сенімді басу үшін механикалық тексерулер мен электрлік сынақтардан өтуі қажет. Уақытты тексеру сынақтары негізінен ақау пайда болған кезде контактілер шынымен жеткілікті жылдамдықпен ажырай ма, соны тексереді, әдетте бөліну уақыты 30-50 миллисекунд аралығында болуын көздеп отырады. Екінші маңызды сынақ жүйенің әртүрлі нүктелеріндегі милливольттық төмендеулерді өлшейді, бұл токтың өтуіне кедергі жасайтын артық кедергісі бар аймақтарды анықтау үшін қажет. Жүктеме сынақтарын жүргізген кезде техниктер жиі ластанған байланыстардан пайда болатын қыздыру орындарын табу үшін жылулық бейнелеу құралдарын қолданады. Соңғы зерттеулерге сәйкес, осындай байланыс мәселелері минулымыздың соңында Energy Infrastructure Journal журналында жарияланған мәлімет бойынша барлық ажыратқыштардың шамамен төрттен бір бөлігінің істен шығуына әкеліп соғады.

Мәліметтерге Негізделген Қызмет Ететін Мерзімді Болжаумен Қабылдау және Мерзімді Сәйкестік Сынағы

Жаңа жабдық жұмыс істеуге кіріскенде, ол IEEE C37.09 стандарттарына сәйкес тексеруден өтеді. Оған қуат жиілігінің төзімділік деңгейлерін ұстай алатынын тексеру және бөлшектік разрядтарды зерттеу кіреді. Ал енді бұрынғы активтер үшін, соңғы кездері көбірек компаниялар болжау моделдерін қолдануда. Бұл модельдер өткен тексеру жазбаларын қарап, изоляцияның қашан бүлінуі мүмкін екенін болжайды. Кейбір электр желілері трансформаторлардың жүктелуі мен жүктің түсірілуінің жиілігі туралы ақпаратты еріген газ анализі (ЕГА) нәтижелерімен үйлестіру арқылы өте жақсы нәтижелерге қол жеткізуде. Өткен жылы Transmission & Distribution World дереккөзіне сәйкес, бұл тәсіл трансформаторлардың қызмет ету мерзімін 8-ден 12 жылға дейін ұзартуға көмектесті. Қаржылық тұрғыдан алсақ, компаниялар трансформаторды жиі ауыстыру орнына уақыт өте келе әрбір трансформатор бірлігіне шамамен 180 мың доллар үнемдейді.

Трансформаторлық станциялардағы қорғаныс жүйелері мен қисындарды басқару

Негізгі қорғаныс құрылғылары: Айырғыштар, жарылыс аррестерлері және жерге тұйықтау жүйелері

Электр желілері электрлік ақаулардан қорғанудың бірнеше деңгейін қолданады. Егер бірдеңе дұрыс болмаса, айырғыштар зиян шығармас бұрын қауіпті токты жылдам өшіреді. Дауыл кезіндегі кенеттен пайда болатын кернеу толқындары немесе жабдықтың қосылуы мен өшірілуі кезінде жарылыс аррестерлері артық энергияны бағыттайды. Жерге тұйықтау жүйелері де өзінің үлесін қосады, кернеуді тұрақтандырып, ақау энергиясын жерге қауіпсіз бағыттайды. Өткен жылы Grid Resiliency Study журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, осы қосымша қорғаныс құралдарын орнату үзілістерді шамамен үштен екіге дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Себебі жүйе кішігірім ақаулардың бүкіл аймақта кең таралған қараңғылыққа айналуын болдырмақшы болады.

Тордың тұрақтылығын сақтай отырып, ақауларды бөліп алу үшін релелік байланыстыру

Қорғаныс релелері ток деңгейлерін, кернеу өзгерістерін және жиілік ығысуын бақылап, жүйедегі ақаулардың орнын анықтайды. Бірдеңе дұрыс болмаған кезде бұл релелер тізбекті реакция сияқты жұмыс істейді, электр қуаты басқа жерлерде қалай беріліп тұрса, соны сақтап, тек жоғарғы буындағы ең жақын реленің ғана қуатты өшіруін қамтамасыз етеді. Мысалы, трансформаторларды алайық. Егер белгілі бір трансформаторда қиыншылық туындаса, бүкіл желіні өшіру орнына, тек сол трансформаторға тән реле іске қосылады. Бірақ мұны дұрыс орындау үшін уақыт-ток қисықтарын дұрыс калибрлеу арқылы ұқыпты баптау қажет. Техниктердің оларды регулярлы түрде тексеруі керек, себебі желілерге жаңа жабдықтардың қосылуы немесе ескілердің ауыстырылуымен бірге уақыт өте жүйелер өзгеріп отырады.

Автоматтандырылған қорғанысты қолмен басқаруға дайындықпен тепе-теңдікте ұстау

Автоматтандыру жылдам жауап берсе де, үлкен дауылдардан кейінгі электр энергиясының кері ағымы сияқты күрделі жағдайларда немесе электр энергиясын кезең-кезеңімен қалпына келтіру кезінде басқаруды қолмен қабылдау қажет болады. Осындай жағдайда NERC стандарттарын жақсы білетін адамдар өте пайдалы болады, өйткені кейде системаның не істеуі керек деп ойлауынан гөрі дұрыс сезімге сүйену тиімдірек болады. Бұл операцияларды жүргізушілердің өздері де ретімен жаттығулардан өтеді. Олар электр желісіндегі авариялардың, мысалы, шиналардың істен шығуы немесе трансформаторлардың зақымдануы сияқты, модельдеу арқылы өтуге тырысады. Мұндай жаттығулар желіде нақты бір нәрсе істен шыққан кезде адамдардың тоқтап қалуына жол бермейді.

SCADA және IoT жүйелері арқылы уақытылы бақылау мен басқару

Қазіргі заманның трансформаторлық қосалқы станциялары үздіксіз жұмыс істеуін бақылау үшін интеграцияланған SCADA және IoT желілеріне сүйенеді. Бұл жүйелер трансформаторлардың температурасы, ажыратқыштардың күйі және кернеудің тербелістері туралы нақты уақытта деректерді ұсынып, тізбектелген істен шығуларды болдырмау үшін қашықтан басқару мүмкіндігін береді.

Трансформаторлық қосалқы станциялардың үздіксіз жұмыс істеуін бақылау үшін SCADA мен IoT-ты интеграциялау

Температура сенсорлары, инфрақызыл камералар және электр энергиясы сапасын талдағыштар сияқты IoT шеткі құрылғылары IEC 61850 сияқты стандартталған протоколдарды пайдаланып деректерді орталықтандырылған SCADA платформаларына нақты уақытта жібереді. Өнеркәсіптік байланыс зерттеулері бұл интеграцияның ескіріп кеткен бақылау әдістерімен салыстырғанда ақауларды анықтау уақытын 34% қысқартатынын көрсетеді.

Алдын ала мәселелерді шешу үшін қашықтан диагностикалау және болжау аналитикасы

Дамыған аналитикалық қозғалтқыштар жабдықтың тозуын болжау үшін IoT ағымдарын және тарихи өнімділік деректерін өңдейді. 120 000-нан астам трансформаторлық станцияның істен шығу жағдайына негізделіп оқытылған машиналық үйрену модельдері трансформатор изоляциясының бұзылуын алдын ала 6–8 ай бұрын 92% дәлдікпен болжай алады (2024 жылғы желі сенімділігі туралы есеп), бұл ауыстыруды сұраныстың төмен болуы мүмкін уақытта жоспарлауға мүмкіндік береді.

Тез аномалия реакциясы үшін тиімді тревога басқару мен оқиғаларды тіркеу

SCADA жүйелері тревогаларды ауырлығы бойынша матрицалар қолданып, найзағай тартқыштың істен шығуы сияқты маңызды оқиғаларды рутинды хабарландырулардан ажыратады. Автоматтандырылған оқиғаларды тіркеу аномалия кезіндегі уақыт белгілерін, құрылғы күйлерін және қоршаған ортаның жағдайларын тіркейді, бұл инженерлердің қате тізбектерді қолмен әдістерге қарағанда 67% тезірек қалпына келтіруіне мүмкіндік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Коммерциялық электр энергиясына деген сұраныстың өсуі қандай болады?

Энергетикалық ақпаратты басқару бюросының есебінде коммерциялық электр энергиясына деген сұраныстың жыл сайын шамамен 4,7 пайызға өсуге тиіс болады.

Болашаққа лайық станция инфрақұрылымы үшін модульді технологиялар неге маңызды?

Модульді технологиялар коммуналдық қызмет көрсетушілерге кезең-кезеңімен қабылдау арқылы масштабталатын шешімдерді енгізуге мүмкіндік береді, ол оларды ақылды желі экожүйелері мен автоматтандыру жоспарларымен сәйкестендіреді және ұзақ мерзімді ынтымақтастықты қамтамасыз етеді.

Тұрақты тексерулер мен техникалық қызмет көрсету режимдері қандай пайда әкеледі?

Тұрақты тексерулер мен техникалық қызмет көрсету ерте сақтандыру анықтауға көмектеседі және ауа-райына байланысты үзілістерді едәуір азайтады, қауіпсіздік стандарттарына сәйкестікті қамтамасыз етеді және жүйенің сенімділігін арттырады.

Интеграцияланған SCADA және IoT жүйелері бақылауды қалай жақсартады?

SCADA және IoT жүйелері нақты уақытта операциялық бақылау мүмкіндігін береді, аномалияларға тез реакция жасауға мүмкіндік туғызады және ескі жүйелермен салыстырғанда ақауларды анықтау уақытын 34% қысқартады.

Прогноздау аналитикасы техникалық қызмет көрсету кестесінде қандай рөл атқарады?

Болжаулы талдау жабдықтардың сапасының төмендеуін болжауға көмектеседі, алдын ала жөндеу жоспарын құруға мүмкіндік береді, осылайша жабдықтардың жұмыс істеу мерзімін ұзартады және ауыстыру құнын төмендетеді.