Трансформаторын станцыг тогтвортой ажиллуулахын тулд юу хийх вэ?

Урт хугацааны тогтвортой байдлын тулд дэд станцын стратегийн төлөвлөлт ба загварчлал

Ачааллын эрэлт болон ирээдүйн өсөлтийн төсөвлөлттэй нийцсэн инженерийн загварчлал

Сайн дэд станцын загварчлал нь тодорхой хугацаанд янз бүрийн бүс нутагт хэр их цахилгаан эрчим хүч шаардлагатайг ойлгоноос эхэлдэг. Өнгөрсөн жилийн Энергийн мэдээллийн хорооны тайлангийн мэдээллээр бид жил бүр худалдааны салбарт зориулж ойролцоогоор 4.7 хувиар илүү цахилгаан эрчим хүчний эрэлт гарч байна. Өнөөдрийн төлөвлөгчид одоо юу хэрэгтэй болохоос гадна хорин жилийн дараа юу шаардлагатай болохыг тодорхойлохын тулд стохастик оптимизаци буюу санамсаргүй тооцооллын нарийн математик загваруудыг ашигладаг. Тэд нар нар нүүр тулгардаг тодорхойгүй байдлуудад нарны хавтангууд өргөн тархах, цахилгаан машинуудыг хэдэн хүн ашиглах зэрэг олон төрлийн хүчин зүйлсийг авч үзэх шаардлагатай. 2024 онд Renewable and Sustainable Energy Reviews сэтгүүлд хэвлэгдсэн зарим судалгааны дагуу эдгээр олон үеийн загваруудыг ашигласнаар системийн найдвартай байдлыг ихэвчлэн 99.97 хувиас дээш хадгалсан үед инфраструктурын нэмэлт зардлыг ойролцоогоор 18-22 хувиар бууруулах боломжтой байдаг. Энэ нь цахилгаан эрчим хүчний компаниудын төсөв зохицуулах, урт хугацааны төлөвлөлтөнд бодитоор нөлөө үзүүлдэг.

Дэд станцын инфраструктурыг ирээдүйд бэлтгэхийн тулд масштаблах технологиудыг нэвтрүүлэх

Ирээдүйг харсан цахилгаан хангамжийн компаниуд модуль технологийг шат дараатай хэрэгжүүлэх стратегийг ашигладаг:

Энэ шатлан ойлгогдох хандлага нь ухаалаг торны экосистемтэй урт хугацааны нийцэлтэй бөгөөд салбарын удирдлагын автоматжуулалтын замналтай нийцдэг.

Оновчтой физик байршил: зай, дамжуулагчийн өндөр, аюулгүй нэвтрэх замууд

Орчин үеийн дэд станцын байршил нь хэт их цас, шороо, эсвэл гэнэт дулаарлын үед тэсвэрт чадварыг нэмэгдүүлэх зорилгоор сайжруулсан зайны стандартыг агуулдаг:

• Босоо дамжуулагчийн зай : 8.5м суурь, мөсөн бүсэд нэмэлтээр 1.2м нөөц зайтай
• Тоног төхөөрөмжид хандах замууд : Яаралтай тохиолдолд цахилгаан хөдөлгүүртэй тээврийн хэрэгсэл нэвтрэхийг хангахын тулд хамгийн багадаа 3м өргөнтэй байх ёстой
• Усны хаалга : Суурь нь 100 жилийн түвшний усны түвшнээс 0.6 м-ээр өндөрт байрлаж байна

Дулааны зураг авалт эдгээр шаардлагууд нь цаг агаарын нөхцөлд тохиолдох гэмтлийг 41%-иар бууруулдаг бөгөөд NEC 130.5(C) аюулгүй байдлын шаардлагад нийцдэг болохыг баталж өгч байна. Урьдчилан сэргийлэх багууд хагас жилд нэг удаа LiDAR судалгааг ашиглан орчны бүтцийн бүрэн байдлыг шалгадаг.

Ерөнхий шалгалт ба урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээний ажиллагааны дүрэм

Гэмтэл илрүүлэхийн тулд хараа болон дулааны зураг авалтын шалгалт

Хэвийн хараа шалгалтыг инфра улаан туяаны дулааны шалгалттай хослуулбал асуудлыг тусдаа нэг арга хэрэглэхээс илүү эрт илрүүлж чаддаг. Өдрийн цагт техникчид гэмтсэн изолятор эсвэл идэвхжилтийн шинж тэмдэг зэрэг ил тод асуудлуудыг илрүүлж болно. Гэсэн хэдий ч шөнөдөх дулааны сканнер ихэвчлэн цахилгаантай байгаа тоноглолын халуун цэгүүдийг харуулах боломжийг олгоно. 2023 онд ClickMaint-ийн саяхны өгөгдлөөр, термографик зураг авалтыг гурван сард нэг удаа хийдэг компаниуд нь зөвхөн визуаль шалгалтанд тулгуурладаг байгууллагуудтай харьцуулахад холболтын асуудлыг ойролцоогоор 40 хувиар хурдан илрүүлдэг. Жишээ нь, өнгөрсөн жил нэгэн 138кВ-ийн дэд станцад гарсан үзэгдлийг авч үзье. Тэд хэвийнхээсээ 25 С-аар илүү халамхай байсан сулруулсан клемм илрүүлсэн бөгөөд ийм зүйлийг хараагаар хэзээ ч анзаарах боломжгүй байсан ч термокамер нь немж илрүүлж, хүндэтгэлтэй гэмтэл болохоос сэргийлсэн.

Дулааралт, гэмтэл гарахаас сэргийлэхийн тулд төлөвлөгөөт цэвэрлэгээ, бүрэлдэхүүн хэсгийн үйлчилгээ

Сайн засвар үйлчилгээний төлөвлөгөө нь цагийн хуваарь зохицуулахдаа байршлын нөхцлийг заавал харгалзан үзэх шаардлагатай. Жишээ нь, эрэг ойролцоох цахилгаан станцууд жилд нэг удаа бушингуудыг цэвэрлэдэг нь давсны хуримтлалын улмаас үүсэх асуудлыг саатуулдаг. Шороончилох бөгөөд томоохон тоос байдаг хуурай бүс нутгуудад техникчид ежилд нэг удаа агаараар хөргөгч трансформаторыг цэвэрлэдэг. Салгурт цэнэгийн шүүгээний хувьд, дүрмийн тайлангийн мэдээллээр илэрхийлбэл, зүйлс гэмтэхээс өмнө түүнд зориулсан тос хийх ажиллагааг хийснээр тэдгээрийн амьдралын хугацааг хоёр, гурав дахин ч л өсгөж болно. Дунд хойд бүсэд байрладаг цахилгаан компани нь маш сайн үр дүн гаргасан. Тэд жилд хоёр удаа хийгдэх дохиоллын шалгалтыг эхлүүлснээр, тусгаарлагчид дээрх диэлектрик шалгалтыг таван жил тутамд хийснээр, мөн полимерийн цахилгаанын түвшинд тэсрэх хамгаалалтын төхөөрөмжинд Бушнелл-ийн тусгай уусгагч руу шилжсэнээр системийн найдвартай байдлыг бараг 90 хувиар сайжруулсан.

Тогтмол шалгалтын бичилгээ ашиглан элэгдэлтийн хандлагыг хянах

Урт хугацааны шалгалтын түүхийг судлах нь компаниудад асуудал гарахаас өмнө засвар үйлчилгээг төлөвлөхөд тусалдаг. Номхотгох тосон хэсгийн талаар сонирхолтой зүйлийг Ойртмолын цахилгаан компанид ажилладаг зарим инженерууд арван жилийн өмнөх патруль бичлэгүүдээс олж илрүүлсэн. Эдгээр төхөөрөмжүүд ажиллаж эхэлснээс хойш 12 дахь жилд илрэх түвшинд хийлэг газрын түвшин үүсэж эхэлдэг бөгөөд энэ нь техникчид ердийн алдагдал болохоос хамаагүй урьтаж, Диссоциацид хийний шинжилгээ гэж нэрлэгддэг тусгай шинжилгээг хийх боломжийг олгодог, магадгүй 18 сарын өмнөөс л хийж эхэлж болно. Засвар үйлчилгээг удирдах орчин үеийн компьютерийн системүүд одоо тоног төхөөрөмжийн элэгдэл, дотор муудалттай холбогдож, түүнийг хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлын өөрчлөлттэй холбож байна. Жишээлбэл Техасын кооператив нь цахилгааны шугамын газардуулгын төхөөрөмжийг солих тоог дөрөвний нэгээр бууруулсан нь ерөнхий төлөвлөгөөний оронд бүс нутагт цахилгаан буух цагт засвар хийх болгосон байх ёстой.

Чухал дэд станцын тоног төхөөрөмжийн комплекс шинжилгээ

Хүчдэл зохицуулах, ажиллагааны бүтэн байдлыг шалгах зорилгоор трансформаторын шалгалт

Трансформаторын энгийн шалгалт нь томоохон гэмтлийг цаг алдалгүй илрүүлэх боломжийг олгодог. Шингэн доторх хийгийн задлан шинжилгээ нь тоног төхөөрөмжийн доторх асуудлыг илрүүлэхэд тусалдаг бөгөөд ороомгийн харьцааг шалгах шалгалт нь ороомгууд бүрэн байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг. Өнгөрсөн жилийн Цахилгаан Системийн Тайлангийн мэдээгээр, изоляцийн эсэргүүцэл 1,000 мегаом-оос дээш хадгалагдаж байвал трансформатор их ачааллыг асуудалгүй даах ёстой. 2023 онд Газар Хэмжээний Цахилгаан Аюулгүй Байдлын Тайлангаас гарсан тоо мэдээлэл мөн сонирхол татдаг: шалгалтын ажлыг байнга хийдэг объектууд нь энэ ажлыг хийдэггүй байгууллагуудтай харьцуулахад хүлээгдээгүй зогсонгилох үеийг ойролцоогоор 40 хувиар багасгадаг.

Цахилгааны таслуурын ажиллагааны баталгаажуулалт: Салгалтын чадал ба холболтын эсэргүүцэл

Цахилгаан таслагчийг ажиллуулахын өмнө эвдрэл засвар болон цахилгаан шалгалтанд хамруулах шаардлагатай бөгөөд ингэснээрээ гэмтэл гарах үед найдвартай ажиллана. Цаг хугацааны шалгалт нь ихэвчлэн 30-50 миллисекундын хооронд салалтын цаг хугацааг шалгадаг буюу гэмтлийн үед контактууд хангалттай хурдан салж байгаа эсэхийг тодорхойлно. Шалгалтын нэг чухал хэсэг бол системийн янз бүрийн цэгүүд дээр милливольтын уналтыг хэмжиж, гүйдлийн урсгалыг саатуулж болзошгүй өндөр эсэргүүцэл бүхий хэсгүүдийг илрүүлэх явдал юм. Ачааллын шалгалт хийх үед техникчид сул холболтоос үүсэх халуун цэгүүдийг олохын тулд дулааны зураг авах төхөөрөмжийг ихэвчлэн ашигладаг. Судалгааны мэдээллээр үзэхэд уг төрлийн холболтын асуудлууд нь сүүлийн жилийн Energy Infrastructure Journal-д нийтлэгдсэн судалгаагаар дараахь жилд бүх таслагчийн түвшинд ойролцоогоор дөрөвний нэг хувийг эзлэх шалтгаан болдог.

Мэдээлэлд суурилсан нас барах хугацааг урьдчилан таамаглал хийх боломжтой болгох зөвшөөрөл болон үелэх тохирох чадварын шалгалт

Шинэ тоноглол ажилд орох үедээ IEEE C37.09 стандартын дагуу баталгаажуулалт хийгдэнэ. Үүнд цахилгааны давтамжийн эсэргүүцлийн түвшнийг шалгах, мөн хэсэгчилсэн цахилгаан сарнилтыг илрүүлэх туршилтууд орно. Одоо хуучирсан хөрөнгө, урт хугацаагаар ашиглагдаж байгаа тоноглолуудын хувьд илүү их компанийн тоо сонирхол тавьж эхэлсэн байна. Эдгээр загвар нь өмнөх шалгалтын бичилтүүдийг судалж, изоляци хэзээ задран эхлэхийг урьдчилан таамаглахыг оролддог. Зарим компаниуд трансформаторыг хэдэн удаа ачаалал тавих, ачааллаас чөлөөлөхийн мэдээлэл болон ууссан хийн шинжилгээний (DGA) дүнг хослуулах замаар сайн үр дүнд хүрч байна. Өнгөрсөн жилийн Transmission & Distribution World-ийн мэдээгээр ийм арга нь трансформаторын амьдралыг 8-12 жилийн хооронд нэмэгдүүлэхэд тусалсан байдаг. Санхүүгийн хувьд компани бүр трансформаторын нэгж тутамд шинээр орлуулах шаардлагагүйгээр хугацааны турш дунджаар 180 мянган ам.доллар хэмнэж байна.

Дэд станцын хамгаалалтын систем ба гэмтлийн удирдлага

Гүйдлийн хамгаалалтын төхөөрөмжүүд: Цахилгааныг таслагч, цахилгаан сарниулагч, газардуулгын систем

Цахилгааны дэд станцнууд цахилгааны асуудлаас хамгаалах олон давхаргатай системийг ашигладаг. Юу нэгэн буруу болох үед цахилгааныг таслагч нь аюултай гүйдлийг түгшлэхээс өмнө лүгд ажиллаж, хор хөнөөл учрахаас урьдчилан сэргийлдэг. Туухайд болон төхөөрөмжийг асаах, унтраах үеийн гэнэт гарч ирэх хүчдэлийн сарнилтын үед цахилгаан сарниулагч нэмэлт энергиийг чиглүүлэн зайлуулдаг. Газардуулгын систем нь мөн өөрийн үүргээ гүйцэтгэж, хүчдэлийг тогтвортой байлгаж, гэмтэл үүсгэсэн энергийг газарт зөв чиглүүлэхэд тусалдаг. Өнгөрсөн жил гаргасан Сүлжээний тэсвэрт чадлын судалгаанд дурдсанаар эдгээр нөөцийн хамгаалалтыг суурилуулах нь цахилгааныг хангамжийн зогсолтыг гуравны хоёр хэсгээр багасгадаг. Учир нь систем нь жижиг асуудлуудыг бүх нутаг дахь томоохон цахилгааныг хангамжийн зогсолтонд хувиргахаас сэргийлдэг.

Сүлжээний тогтвортой байдлыг хадгалж үлдээхийн тулд гэмтлийг тусгаарлах зориулалттай реле координаци

Хамгаалалтын реле нь систем дэхь гэмтлийг илрүүлэхийн тулд гүйдлийн түвшин, хүчдэлийн өөрчлөлт, давтамжийн шилжилтийг хянах үүрэгтэй. Юу нэгэн зүйл буруу болох үед эдгээр реленүүд хоорондоо уялдан ажиллах буюу цахилгааны урсгалыг бусад хэсэгт хадгалахын зэрэгцээ дээгүүр чиглэсэн хам бага зайны автоматжуулалтыг зөвхөн салгах зарчимд ажиллана. Жишээ нь трансформаторыг авч үзье. Тодорхой трансформаторт ямар нэгэн асуудал гарвал бүх шугамыг зогсоохын оронд тухайн трансформаторын өөрийн релегийг ажиллуулна. Гэхдээ ингэж зөв тохируулахын тулд цаг-гүйдлийн муруйг нарийвчлан тохируулах шаардлагатай. Цахилгаан хангамжийн систем нь шинэ тоног төхөөрөмж нэмэгдэх, хуучин зүйлсийг солих зэрэг өөрчлөлттэй хугацаа өнгөрөх тусам техникчид тэдгээрийг тогтмол шалгаж байх хэрэгтэй.

Автомжуулсан Хамгаалалт ба Гараар Унтраах Бэлэн байдлыг Тэнцвэржүүлэх

Автомжуулалт нь хурдан хариу өгдөг боловч их гамшигийн дараа цахилгаан сүлжээнд цахилгаан эргэн орж ирэх, эсвэл цахилгааныг шат дарааллаар нь сэргээх зэрэг нарийн төвөгтэй үед хэн нэг хүн шууд удирдах шаардлагатай үе байдаг. Ийм үед NERC стандартыг сайн мэддэг хүмүүс маш их тус болдог. Учир нь заримдаа системийн хийх ёстой гэж үзэж буй зүйлсээс ердийн агуа шийдэл илүү үр дүнтэй байдаг. Эдгээр үйл ажиллагааг явуулдаг хүмүүс мөн байнга дасгал хийдэг. Тэд цахилгаан сүлжээнд зогсолт гарах, хувиргағчийн гэмтэх зэрэг алдаануудын загварыг давтан дуудлага хийж байдаг. Эдгээр дасгалууд нь цахилгаан сүлжээнд жинхэнэдээ ямар нэгэн зүйл муу болоход хэн ч түр зогсохгүй байхад тус болдог.

SCADA ба IoT систем ашиглан бодит цагт хянах, удирдах

Орчин үеийн дэд станцууд нь үйл ажиллагааны тасралтгүй хяналтыг хангахын тулд нэгтгэсэн хяналтын удирдлагын ба мэдээллийн цуглуулалтын (SCADA) болон IoT сүлжээнд итгэдэг. Эдгээр системүүд трансформаторын температур, таслагчийн байдал, хүчдэлийн хэлбэлзлийн талаарх бодит цагийн мэдээллийг хангаж, цаашдын гэмтэл үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх зорилгоор алсын удирдлага хийх боломжийг олгодог.

Дэд станцын үйл ажиллагааг тасралтгүй хянахад SCADA болон IoT-ийг нэгтгэх

Температурын сенсор, инфра улаан туяаны камер, чанарын шинжилгээний төхөөрөмж зэрэг IoT ирмэгийн төхөөрөмжүүд нь IEC 61850-ийн стандарт протоколуудыг ашиглан бодит цагийн мэдээллийг төвлөрсөн SCADA платформ руу илгээдэг. Үйлдвэрийн холболтын судалгаанууд энэ нэгтгэл нь хуучин хяналтын арга байдлаас харьцуулахад гэмтлийг илрүүлэх хугацааг 34% -иар бууруулдагийг харуулсан.

Урьдчилан сэргийлэх зорилготой асуудлыг шийдвэрлэхэд алсын оношлогоо болон урьчилан таамаглалын аналитик

Дэвшилтэт аналитикийн хөдөлгүүрүүд нь IoT-ийн шинэ мэдээлэл болон түүхэн үзүүлэлтүүдийг боловсруулж, тоног төхөөрөмжийн гэмтлийг урьдчилан таамаглана. 120,000-аас дээш станцын гэмтлийн тохиолдол дээр сургагдсан машин сургалтын загварууд трансформаторын цахилгаан тусгаарлалтын гэмтлийг 6–8 сарын өмнөх үеийн нарийвчлалтайгаар 92% нарийвчлалтай таамаглаж чаддаг (2024 оны Сүлжээний найдвартай ажиллагааны тайлан) бөгөөд эд ангиудыг эрчим хангамжийн доогуур ачаалал үед солих боломжийг олгоно.

Хурдан хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд алдааны мэдэгдэл ба үйл явдлын түүхийг үр дүнтэй удирдах

SCADA системүүд зэвсэгтэй цахилгаан таталт, ердийн мэдэгдлээс ялгарах зэрэг шалтгаантай үйл явдлуудийг чухал байдлаар ангилан алармыг эрэмбэлдэг. Автомжуулсан үйл явдлын түүх нь цагийн тэмдэг, төхөөрөмжийн байдал, амбиент орчны нөхцлийг гэмтлийн үед бичиж авдаг бөгөөд инженерүүд гарчигдсан гэмтлийн дарааллыг гарын авлагаас 67% илүү хурдан сэргээн босгох боломжийг олгоно.

Ихэнх асуултууд

Худалдааны цахилгаан эрчим хүчний эрэлт хэрхэн өсөхийг хүлээж байна вэ?

Эрчим хүчний мэдээллийн газрын тайлангийн мэдээлснээр байгууллагын цахилгаан эрчим хүчний эрэлт жилд дунджаар ойролцоогоор 4.7 хувиар өсөх болно.

Ирээдүйн засагдах боломжтой станцын инфраструктурын хувьд модуль технологи яагаад чухал вэ?

Модуль технологи нь ашиглалтын байгууллагуудад шат дараатай хэрэгжүүлэлтийн замаар масштаблах боломжийг олгох бөгөөд ухаалаг торны экосистем, автоматжуулалтын зам зүйн зорилттой нийцэж, урт хугацааны хооронд ажиллах чадварыг хангана.

Жигд үзлэг болон үйлчилгээний ажлууд ямар давуу талуудыг санал болгодог вэ?

Жигд үзлэг болон үйлчилгээ нь эрт үедээ гэмтлийг илрүүлэхэд тусалж, цаг агаарын нөхцөлд тохиолдох цахилгааны салгалтыг ихэд бууруулдаг бөгөөд аюулгүй байдлын стандартын шаардлагад нийцэж, нийт системийн найдвартай байдлыг сайжруулдаг.

Нэгтгэсэн SCADA болон IoT систем хяналтыг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

SCADA болон IoT системүүд бодит цагт үйл ажиллагааны хяналтыг хангаж, хэвийн бус үзэгдлийг цаг алдалгүй илрүүлэх боломжийг олгох бөгөөд хуучин системүүдтэй харьцуулахад гэмтлийг илрүүлэх хугацааг 34 хувиар бууруулдаг.

Урьдчилан таамаглаж болох аналитик үйлчилгээний хуваарьлалтанд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Урьдчилан таамаглаж болох шинжилгээ нь тоног төхөөрөмжийн элэгдлийг урьдчилан хэлэх боломжийг олгох бөгөөд идэвхтэй засварын хуваарь төлөвлөх, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг сунгах, солих зардлыг бууруулахад тусална.