خلفية الخطة

آليات أعطال معدات محولات الطاقة الكهربائية معقدة حالياً وتكاليف الصيانة مرتفعة، مما يؤثر بشكل كبير على التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة. في حالة توفر البيانات الكاملة، فإن الحصول على مؤشرات صحة حالة تشغيل المحول وإجراء الصيانة المناسبة والصيانة الوقائية له دور إيجابي واضح في ضمان التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة.

مقدمة الخطة

نظرة عامة على الخطة

يتكون نظام التصور الثلاثي الأبعاد لتوقع أعطال محولات الطاقة الكهربائية وإدارة صحتها (PHM) بشكل رئيسي من وحدة العرض الثلاثي الأبعاد، وحدة جمع الفيديو وأجهزة الاستشعار، وحدة تحليل البيانات وتقييم الحالة، ووحدة توقع الأعطال وإدارة الصحة. يقوم النظام بتحليل شامل لمعلومات التشغيل اليومية للمعدات، معلومات صيانة المعدات، ومعلومات إدارة المعدات، ويقدم تقييمًا شاملاً لمعدات محولات الطاقة الكهربائية، بالإضافة إلى تقديم توصيات صيانة استشارية للمستخدم.

يستخدم هذا النظام مصادر بيانات متعددة مثل معلومات إدارة النقل والتشغيل، معلومات تشغيل المنتج، وبيانات الصيانة اليومية لإدارة وتحليل هذه البيانات، ويكمل التقييم الشامل لحالة معدات محولات الطاقة الكهربائية، ويقدم للمستخدم توصيات تشغيلية وتوصيات قرار مثل إيقاف تشغيل المعدات. يقترح النظام وظيفة تشخيصية استشارية قائمة على تشغيل محولات الطاقة الكهربائية، توقع الأعطال، وإدارة الصحة، ويجمع بين تقنيات التصور الثلاثي الأبعاد، تقنيات التنقيب عن البيانات، وخدمات الحوسبة السحابية، بهدف تعزيز قيمة دورة حياة معدات محولات الطاقة الكهربائية، وتحقيق إدارة المحولات من الصيانة السلبية إلى الصيانة النشطة مع السيطرة الكاملة على المعلومات.

السيناريوهات التطبيقية

• محطات التحويل الرئيسية الكبيرة: مناسبة للمحولات الرئيسية في محطات التحويل ذات جهد 500 كيلو فولت فما فوق، من خلال المراقبة الدقيقة والإدارة المرئية، لضمان التشغيل الآمن للمعدات الأساسية في شبكة الكهرباء.
• محولات التشغيل عالي الحمل: مخصصة للمحولات التي تعمل بأحمال عالية خلال ذروة استهلاك الكهرباء أو لفترات طويلة، لمراقبة حالة المعدات في الوقت الحقيقي وتوقع مخاطر الأعطال المحتملة مسبقًا.
• المحولات القديمة: تقييم حالة الصحة للمحولات التي خدمت لفترات طويلة وأداءها متدهور، لمساعدة في وضع خطط علمية للتقاعد والتجديد.
• محطات التحويل الذكية: التكامل مع نظام الذكاء الشامل لمحطات التحويل الذكية لتحقيق مشاركة بيانات المحولات والإدارة التعاونية.

الوظائف الأساسية

المزايا التقنية

• القيادة بالتوأمة الرقمية: استنادًا إلى تقنية التوأمة الرقمية، يتم تحقيق مطابقة دقيقة بين النموذج الافتراضي والمعدات الفيزيائية، مما يعيد بدقة حالة تشغيل المعدات.
• دمج مصادر البيانات المتعددة: دمج بيانات كهربائية، ميكانيكية، كيميائية وغيرها من الأنواع المختلفة، لتعكس بشكل شامل حالة صحة المعدات، وتحسين دقة توقع الأعطال.
• القرار المرئي: واجهة عرض ثلاثية الأبعاد تقلل من صعوبة فهم البيانات، مما يمكن فريق التشغيل والصيانة من فهم حالة المعدات بسرعة ودقة، وزيادة كفاءة اتخاذ القرار.
• الصيانة التنبؤية: من خلال تقنية PHM، يتم اكتشاف الأعطال المحتملة مسبقًا، وتحويل الصيانة من سلبية إلى نشطة، مما يقلل من تكاليف التشغيل والصيانة وخسائر انقطاع التيار.
• التوافقية العالية وقابلية التوسع: دعم بروتوكولات اتصال متعددة وتوصيل أجهزة استشعار، مع إمكانية توسيع وحدات الوظائف حسب الحاجة لتناسب سيناريوهات تطبيق مختلفة.

حالات تطبيقية

الحالة الأولى: محطة تحويل فائقة الجهد

• خلفية المشروع: المحول الرئيسي في المحطة ذو قيمة عالية وصعوبة في التشغيل والصيانة، يتطلب مراقبة حالة صحة المعدات في الوقت الحقيقي لتجنب الأعطال الكبيرة.
• تنفيذ الحل: نشر نظام مراقبة PHM ثلاثي الأبعاد لمحولات الطاقة الكهربائية، وربط أكثر من 200 نقطة مراقبة تشمل درجة الحرارة، الاهتزاز، وتحليل طيف الزيت.
• نتائج التطبيق: نجح النظام في توقع خطر ارتفاع درجة حرارة لفائف المحول جزئيًا، وتم ترتيب الصيانة مسبقًا لتجنب حدوث الأعطال؛ ارتفعت كفاءة التشغيل والصيانة بنسبة 40%، وانخفضت تكاليف الصيانة بنسبة 30%.