اهمیت نظارت بر وضعیت در شرایطی که شبکه‌های برق فشار بیشتری بر دارایی‌های موجود وارد می‌کنند
از افزایش بهره‌برداری تا بهبود دید دارایی
از سیستم‌های قدرت انتظار بیشتری می‌رود.
برق‌رسانی، ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر، مراکز داده و توسعه صنعتی همگی تقاضا برای زیرساخت‌های برق را افزایش می‌دهند. در عین حال، شرکت‌های برق با زمان تحویل طولانی‌تر تجهیزات، محدودیت‌های زنجیره تامین و افزایش هزینه‌های سرمایه‌گذاری مواجه هستند.
این امر چالش اساسی را ایجاد می‌کند: چگونه می‌توان زیرساخت‌های موجود برق را با حفظ قابلیت اطمینان و مدیریت ریسک دارایی، مؤثرتر به کار گرفت؟
یک مقاله اخیر CIGRE، «شبکه‌ای که باید بیشتر کار کند – امکانات، محدودیت‌ها و خطرات افزایش ظرفیت اضافه بار ترانسفورماتور»این سوال را از منظر بارگذاری ترانسفورماتور بررسی می‌کند. این مقاله بر تغییر گسترده‌تری در مدیریت دارایی‌های سیستم قدرت تأکید می‌کند: به جای اتکا صرف به محدودیت‌های عملیاتی ثابت، شرکت‌های برق به طور فزاینده‌ای به اطلاعات وضعیت، فناوری‌های نظارتی و تصمیم‌گیری مبتنی بر ریسک روی می‌آورند.
همین اصل برای سایر دارایی‌های حیاتی الکتریکی، از جمله GIS و GIL نیز مرتبط است.
چرا محدودیت‌های عملیاتی تمام داستان نیستند
به طور سنتی، تجهیزات الکتریکی با حاشیه‌های مشخصی برای اطمینان از قابلیت اطمینان در شرایط عادی و اضطراری کار می‌کنند.
برای مثال، بارگذاری بیشتر ترانسفورماتورها می‌تواند دما را افزایش دهد، پیری عایق را تسریع کند و تنش بر اجزا را افزایش دهد. CIGRE خاطرنشان می‌کند که پیشرفت‌ها در مدل‌سازی حرارتی، تحقیقات پیری عایق، ارزیابی رطوبت و نظارت آنلاین، دید بهتری از وضعیت ترانسفورماتورها ارائه می‌دهند و فرصت‌هایی را برای مدیریت دارایی مبتنی بر وضعیت بیشتر ایجاد می‌کنند.
مفهوم مهم صرفاً این نیست:
«تجهیزات چقدر می‌توانند بار تحمل کنند؟»
بلکه به طور فزاینده‌ای:
«تجهیزات در چه وضعیتی قرار دارند و چه مقدار ظرفیت عملیاتی باقی مانده است؟»
این تغییر از محدودیت‌های ایستا به سمت تصمیمات مبتنی بر وضعیت، با تلاش شرکت‌های برق برای استخراج ارزش بیشتر از زیرساخت‌های موجود، اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.
همین اصل برای تجهیزات عایق‌بندی شده با گاز نیز صدق می‌کند
برای سیستم‌های GIS و GIL، گاز عایق بخش ضروری سیستم عایق تجهیزات است.
بنابراین، کیفیت و وضعیت گاز می‌تواند اطلاعات مهمی را در طول راه‌اندازی، نگهداری و عیب‌یابی ارائه دهد.
چند پارامتر به ویژه مرتبط هستند:
- خلوص SF6
- نقطه شبنم / محتوای رطوبت
- SO2 و سایر محصولات تجزیه
- فشار و چگالی گاز
- نشت SF6
این اندازه‌گیری‌ها جایگزین سایر اشکال ارزیابی وضعیت GIS نمی‌شوند. در عوض، اطلاعات مکمل را ارائه می‌دهند که می‌تواند به مهندسان در ارزیابی وضعیت گاز و شناسایی مشکلات احتمالی در طول چرخه عمر تجهیزات کمک کند.
رطوبت به ویژه مهم است
رطوبت در داخل تجهیزات عایق‌بندی شده با گاز می‌تواند بر عملکرد عایق تأثیر بگذارد و همچنین ممکن است نشان‌دهنده مشکلاتی مربوط به نصب، آب‌بندی، نگهداری یا مدیریت گاز باشد.
به همین دلیل، اندازه‌گیری نقطه شبنم معمولاً هنگام ارزیابی وضعیت گاز عایق استفاده می‌شود.
یک اندازه‌گیری قابل اعتماد می‌تواند به پاسخگویی به سوالات عملی مانند کمک کند:
- آیا گاز به اندازه کافی خشک است؟
- آیا رطوبت وارد محفظه شده است؟
- آیا تجهیزات برای راه‌اندازی آماده است؟
- آیا کیفیت گاز پس از نگهداری تغییر کرده است؟
- آیا خشک کردن یا تصفیه گاز اضافی لازم است؟
این امر اندازه‌گیری رطوبت را بیش از یک آزمایش ساده آزمایشگاهی می‌کند. می‌تواند بخشی از فرآیند کلی نگهداری و مدیریت دارایی شود.
از آزمایش پارامترهای منفرد تا درک وضعیت دارایی
مدیریت مدرن دارایی به طور فزاینده‌ای به ترکیب چندین منبع اطلاعاتی بستگی دارد.
برای ترانسفورماتور، CIGRE فناوری‌هایی از جمله نظارت بر دمای فیبر نوری، تجزیه و تحلیل گاز محلول، سنسورهای رطوبت، مدل‌سازی حرارتی و دوقلوهای دیجیتال را برجسته می‌کند. این فناوری‌ها می‌توانند به صاحبان دارایی در درک بهتر رابطه بین شرایط عملیاتی و وضعیت تجهیزات کمک کنند.
برای GIS و GIL، یک رویکرد مشابه می‌تواند شامل ترکیب موارد زیر باشد:
کیفیت گاز + رطوبت + محصولات تجزیه + فشار/چگالی + اطلاعات نشت + تاریخچه عملیاتی
به جای بررسی یک اندازه‌گیری واحد به صورت مجزا، مهندسان می‌توانند از چندین پارامتر برای ایجاد تصویری کامل‌تر از وضعیت تجهیزات استفاده کنند.
این امر به ویژه زمانی مرتبط است که تجهیزات باید سال‌ها در خدمت باقی بمانند و تصمیمات نگهداری باید قابلیت اطمینان، الزامات عملیاتی و هزینه چرخه عمر را متعادل کنند.
چرا آزمایش دقیق گاز اهمیت بیشتری پیدا می‌کند
با افزایش بهره‌برداری از زیرساخت‌های الکتریکی موجود، اهمیت اطلاعات قابل اعتماد وضعیت نیز افزایش می‌یابد.
اگر تجهیزات نزدیک به محدودیت‌های عملی خود کار کنند، عدم قطعیت اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
برای GIS و GIL، آزمایش دقیق گاز می‌تواند در چندین مرحله از چرخه عمر تجهیزات پشتیبانی کند:
1. راه‌اندازی
قبل از برق‌رسانی، کیفیت گاز و رطوبت را می‌توان بررسی کرد تا تأیید شود که محیط عایق، وضعیت مورد نیاز را برآورده می‌کند.
2. نگهداری معمول
اندازه‌گیری‌های دوره‌ای می‌تواند به ایجاد سوابق کیفیت گاز و شناسایی تغییرات در طول زمان کمک کند.
3. عیب‌یابی
افزایش غیرمنتظره رطوبت یا محصولات تجزیه می‌تواند اطلاعات مفیدی را هنگام بررسی شرایط غیرعادی ارائه دهد.
4. بازیابی و استفاده مجدد از گاز
در طول نگهداری، SF6 بازیابی شده را می‌توان قبل از تصفیه و استفاده مجدد تجزیه و تحلیل کرد. تجزیه و تحلیل گاز می‌تواند به تعیین اینکه آیا بازیابی، تصفیه یا پردازش بیشتر لازم است، کمک کند.
5. مدیریت محیط زیست
تشخیص دقیق نشت و مدیریت کنترل شده گاز می‌تواند انتشار غیرضروری SF6 را کاهش دهد و از مدیریت مسئولانه این گاز عایق با تأثیر بالا پشتیبانی کند.
حرکت به سمت مدیریت دارایی مبتنی بر وضعیت
بحث در مورد ظرفیت اضافه بار ترانسفورماتور، تحول بزرگ‌تری را در مدیریت دارایی‌های سیستم قدرت نشان می‌دهد.
هدف صرفاً کار کردن سخت‌تر تجهیزات نیست.
بلکه درک بهتر تجهیزات است.
سنسورهای بهتر، مدل‌سازی بهبود یافته و اطلاعات تشخیصی جامع‌تر می‌توانند عدم قطعیت را کاهش داده و به صاحبان دارایی اجازه دهند تا تصمیمات آگاهانه‌تری در مورد بارگذاری، نگهداری و جایگزینی اتخاذ کنند.
کار CIGRE در زمینه بارگذاری ترانسفورماتور، این جهت‌گیری گسترده‌تر را منعکس می‌کند. گروه کاری مشترک A2/D1.82 آن در حال بررسی مکانیسم‌های پیری، رفتار رطوبت، مدل‌سازی حرارتی، محدودیت‌های اجزا، فناوری‌های نظارتی و کاهش ریسک به عنوان بخشی از ارزیابی ساختاریافته بارگذاری فزاینده ترانسفورماتور است.
برای تجهیزات عایق‌بندی شده با گاز، اندازه‌گیری قابل اعتماد گاز بخشی از همان فلسفه گسترده‌تر است:
اندازه‌گیری ← درک ← ارزیابی ← نگهداری
KSTONE: پشتیبانی از ارزیابی وضعیت گاز
KSTONE تجهیزات آزمایش و مدیریت گاز را برای تجهیزات عایق‌بندی شده با SF6 و سازگار با محیط زیست توسعه می‌دهد.
محدوده محصولات ما چندین مرحله از مدیریت گاز و ارزیابی وضعیت را پوشش می‌دهد، از جمله:
- تشخیص نشت SF6
- اندازه‌گیری خلوص SF6
- اندازه‌گیری نقطه شبنم و رطوبت
- تجزیه و تحلیل محصولات تجزیه SF6
- تجزیه و تحلیل چند گاز
- بازیابی و مدیریت گاز SF6
- جداسازی و تصفیه SF6
- تجزیه و تحلیل گاز برای تابلوهای برق سازگار با محیط زیست
برای اپراتورهای GIS و GIL، این فناوری‌ها ابزارهای اندازه‌گیری عملی برای راه‌اندازی، نگهداری، عیب‌یابی و مدیریت گاز را فراهم می‌کنند.
با ادامه تقاضای سیستم‌های قدرت از زیرساخت‌های موجود، بهره‌برداری بهتر از دارایی‌ها به طور فزاینده‌ای به اطلاعات بهتر دارایی بستگی خواهد داشت.
برای تجهیزات عایق‌بندی شده با گاز، درک وضعیت محیط عایق بخشی مهم از آن اطلاعات است.
محصولات مرتبط KSTONE
آنالایزر گاز SF6 — اندازه‌گیری خلوص، نقطه شبنم و محصولات تجزیه برای کاربردهای GIS/GIL.
تشخیص‌دهنده‌های نشت گاز SF6 — تشخیص و مکان‌یابی نشت SF6 در طول نصب، راه‌اندازی و نگهداری.
سیستم‌های جداسازی و تصفیه SF6 — فناوری‌هایی برای بازیابی و پردازش SF6 برای استفاده بعدی.