電力變壓器等精密儀器運(yùn)輸監(jiān)控案例
變壓器是用來(lái)變換交流電壓、電流而傳輸交流電能的一種靜止的電器設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)電能傳遞的。電力變壓器是電力輸配電、電力用戶配電的必要設(shè)備。電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū)，還能把電壓降低為各級(jí)使用電壓，以滿足用電的需要。總之，升壓與降壓都必須由變壓器來(lái)完成。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)能源戰(zhàn)略中，電力變壓器的作用凸顯。大型變壓器的運(yùn)輸有相應(yīng)的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)于運(yùn)輸車型、車輛性能、牽引車與掛車的組合設(shè)計(jì)、運(yùn)輸路線規(guī)劃等，其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是對(duì)于運(yùn)輸振動(dòng)的監(jiān)測(cè)。變壓器運(yùn)輸存在一定的位置環(huán)境，如路面的不平整激勵(lì)和緊急剎車，有可能使變壓器受到震動(dòng)和沖擊，造成變壓器部分部件移位或者部分絕緣受到損壞，降低其使用壽命。第2.1.3條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《三相油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》(GB6451.1～5—86)中規(guī)定：“電壓在220kV，容量為150～360MVA 變壓器運(yùn)輸中應(yīng)裝沖擊記錄儀”。國(guó)外大型變壓器和油浸電抗器在運(yùn)輸時(shí)大都裝有沖擊記錄儀，以記錄在運(yùn)輸和裝卸過(guò)程中受沖擊和振動(dòng)情況。采用的沖擊記錄儀必須準(zhǔn)確可靠。座頭鯨為某電氣用戶提供了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的便攜式精密儀器振動(dòng)傾斜監(jiān)測(cè)設(shè)備。
難點(diǎn)分析
運(yùn)輸時(shí)為保障電氣設(shè)備的安全，要盡力避免緊急制動(dòng)、劇烈振動(dòng)、沖撞或嚴(yán)重顛簸等異常情況的出現(xiàn)。運(yùn)輸中導(dǎo)致變壓器損害的直接影響因素是振動(dòng)和沖擊，所以控制振動(dòng)和沖擊是變壓器運(yùn)輸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)。在運(yùn)輸振動(dòng)和沖擊方面的大量研究中，普遍認(rèn)為加速度的衡量運(yùn)輸振動(dòng)和沖擊的經(jīng)典參數(shù)，故振動(dòng)和沖擊加速度的大小需要控制在安全范圍內(nèi)。根據(jù)規(guī)范GB/T6451，我國(guó)大型變壓器運(yùn)輸中3個(gè)方向沖擊允許值都為3g。該指標(biāo)是指當(dāng)沖撞的加速度不超過(guò)3g時(shí)，變壓器無(wú)任何變形、松動(dòng)和損壞。在運(yùn)輸過(guò)程中，如果變壓器經(jīng)歷的振動(dòng)而超過(guò)了建議的加速度級(jí)別，將會(huì)發(fā)生以下可能的損害：由于部分部件的移動(dòng)，拐角之間的隔絕材料會(huì)受到刮擦磨損，從而在后續(xù)的操作中，導(dǎo)致短路和對(duì)線圈的損害；機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致線圈箝位壓力松弛，最終由于電力故障導(dǎo)致線圈崩潰；箱體和活動(dòng)部分的安全間隙可能會(huì)變動(dòng)等。客戶在運(yùn)輸過(guò)程中，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備大而重，安裝要打孔，使用不便捷，且價(jià)格高，進(jìn)口產(chǎn)品動(dòng)輒上萬(wàn)元，通常情況下的記錄儀非實(shí)時(shí)，設(shè)備返回后才能讀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)單一，維護(hù)升級(jí)不方便，狀態(tài)不量化，只能估計(jì)震動(dòng)/傾斜幅度。對(duì)于問(wèn)題追蹤效果低下，監(jiān)控非實(shí)時(shí)，無(wú)法知道何時(shí)何地出問(wèn)題，無(wú)法全程記錄所有震動(dòng)/傾斜狀況，人為操作影響大，遠(yuǎn)程無(wú)法監(jiān)督。
解決方案
振動(dòng)是由多種不同的周期性搖擺運(yùn)動(dòng)引起的。在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中，振動(dòng)都不是單一頻率的。復(fù)雜的運(yùn)輸環(huán)境經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生由不同振幅的單個(gè)頻率組成的復(fù)合頻率（頻率范圍）。在公路運(yùn)輸中，發(fā)生的頻率在3-350Hz。同時(shí)根據(jù)規(guī)范要求，運(yùn)輸途中，變壓器身的長(zhǎng)軸方向傾角不能大于15度，短軸方向不能大于10度。座頭鯨便攜式精密儀器版設(shè)備與鯨云物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，采用6軸或9軸加速度傳感器以及角速度傳感器等靈敏傳感器，以及GSP/LBS混合定位方式向用戶提供各種必要的監(jiān)控參數(shù)，對(duì)運(yùn)輸過(guò)程實(shí)時(shí)進(jìn)行有效監(jiān)督，對(duì)于超出規(guī)范要求的各軸向振動(dòng)閾值的情況以及長(zhǎng)軸或短軸超過(guò)傾角閾值的情況均能實(shí)時(shí)記錄并向平臺(tái)以及相關(guān)責(zé)任人發(fā)送報(bào)警信息，對(duì)于事后評(píng)估以及及時(shí)干預(yù)提供依據(jù)，實(shí)時(shí)平臺(tái)數(shù)據(jù)采集分析為客戶的運(yùn)輸提供了有效的保障。本方案所涉及設(shè)備主要為鯨鏢便攜式精密儀器版產(chǎn)品。
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