نظرة عامة على المشروع

تقع محطة التحويل ذات الجهد 220 كيلو فولت في قلب مدينة رئيسية، وهي مسؤولة عن حوالي 30٪ من إمدادات الطاقة في المنطقة.

باعتبارها جزءًا أساسيًا من البنية التحتية للطاقة الحضرية، تحتوي المحطة الفرعية على عدد كبير من المكونات الكهربائية المرتبة بكثافة، بما في ذلك المحولات وقواطع الدائرة ومفاتيح العزل.

تعتمد أساليب الفحص التقليدية بشكل كبير على أفراد يحملون موازين حرارة تعمل بالأشعة تحت الحمراء لقياس درجات حرارة المعدات. ومع ذلك، فإن تصميم المعدات المعقد يخلق العديد من نقاط الضعف في قياس درجة الحرارة، في حين أن تسجيل وتنظيم كميات كبيرة من بيانات درجة الحرارة يدويًا قد يكون عملية تستغرق وقتًا طويلاً وغير فعالة.

ولتحسين تغطية الفحص وكفاءة مراقبة درجة الحرارة، أدخلت المحطة الفرعية فحصًا حراريًا بالأشعة تحت الحمراء يعتمد على الطائرات بدون طيار.

تتبع الطائرات المسيّرة مسارات طيران محددة مسبقًا، وتُجري مسحًا حراريًا منهجيًا للمعدات الرئيسية. وبفضل كاميراتها الحرارية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء ، تستطيع هذه الطائرات جمع بيانات درجة الحرارة من أجزاء مختلفة من المعدات الكهربائية، وإنشاء خرائط حرارية لتوزيع درجة الحرارة لتحليلها لاحقًا.

خلال فترة ذروة استهلاك الكهرباء في صيف عام 2024 ، ساعد النظام في تحديد حالة غير طبيعية تتعلق بالمحول الرئيسي ومكن من التدخل في الوقت المناسب، مما حال دون وقوع حادث احتراق كبير للمحول.

وقد ساهم الإجراء الوقائي الناتج في ضمان إمدادات طاقة موثوقة في المناطق الحضرية وتقليل الخسائر المحتملة لانقطاع التيار الكهربائي بحوالي 5 ملايين يوان صيني.

التحديات

البنية التحتية الحيوية للطاقة الحضرية

تقع المحطة الفرعية في قلب مدينة رئيسية، وهي مسؤولة عن توفير ما يقارب 30% من إمدادات الطاقة في المنطقة . لذا، فإن أي عطل كبير في المعدات قد يؤثر بشكل كبير على موثوقية إمدادات الكهرباء في المدينة.

معدات مرتبة بكثافة

تحتوي المحطة الفرعية على عدد كبير من المكونات الكهربائية الحيوية في منطقة مركزية نسبياً، مما يجعل من الصعب على المفتشين الوصول إلى كل موقع من مواقع المعدات المهمة وقياسه بكفاءة.

نقاط عمياء في قياس درجة الحرارة

تتطلب موازين الحرارة التقليدية المحمولة بالأشعة تحت الحمراء من الموظفين الاقتراب من المعدات وقياسها يدويًا.

قد يؤدي التصميم المعقد ومحدودية إمكانية الوصول إلى وجود نقاط عمياء لقياس درجة الحرارة، مما قد يجعل اكتشاف ظروف التسخين غير الطبيعية أكثر صعوبة.

جمع البيانات المرهق

تتطلب عمليات الفحص اليدوي بالأشعة تحت الحمراء أيضًا قيام الموظفين بتسجيل وتنظيم قياسات درجة الحرارة.

عندما يتطلب الأمر فحص عدد كبير من نقاط المعدات بانتظام، فإن ذلك قد يزيد من عبء العمل ويجعل من الصعب مقارنة بيانات درجة الحرارة عبر فترات الفحص المختلفة.

مخاطر أعلى خلال ذروة الطلب في فصل الصيف

خلال فترات ارتفاع استهلاك الكهرباء، تعمل المعدات الكهربائية تحت أحمال متزايدة.

يصبح الكشف المبكر عن ظروف درجة الحرارة غير الطبيعية ذا أهمية خاصة لمنع أعطال المعدات والحفاظ على إمدادات طاقة موثوقة.

حلول فحص الطائرات بدون طيار بالأشعة تحت الحمراء

ولمعالجة هذه التحديات، قامت المحطة الفرعية بتطبيق نظام فحص حراري بالأشعة تحت الحمراء يعتمد على الطائرات بدون طيار.

تتبع الطائرة بدون طيار مسار تفتيش محدد مسبقًا وتجري عمليات مسح حراري منهجية للمعدات الرئيسية في جميع أنحاء المحطة الفرعية.

تشمل أهداف التفتيش ما يلي:

• محولات الكهرباء
• مفاتيح جهد عالي
• مفاتيح العزل
• معدات كهربائية حيوية أخرى

تقوم الكاميرا الحرارية بالأشعة تحت الحمراء الموجودة على متن الطائرة بدون طيار بالتقاط معلومات درجة الحرارة من أسطح المعدات وإنشاء خرائط حرارية لتوزيع درجة الحرارة.

وهذا يسمح لموظفي التفتيش بتحديد أنماط درجات الحرارة غير الطبيعية بكفاءة أكبر ويوفر بيانات مرئية لمزيد من التحليل واتخاذ قرارات الصيانة.

كيف يعمل الفحص الحراري

1. تخطيط مسار التفتيش

يتم تحديد مسار طيران مسبق وفقًا لتصميم المحطة الفرعية وموقع المعدات الحيوية. وهذا يساعد على ضمان تغطية منهجية لمناطق التفتيش المحددة.

2. إجراء مسح جوي آلي

تتبع الطائرة المسيّرة المسار المخطط له وتجري مسحًا حراريًا للمعدات الرئيسية. وبالمقارنة مع حمل معدات الأشعة تحت الحمراء اليدوية يدويًا في أرجاء المحطة الفرعية، يوفر الفحص الجوي مرونة أكبر لمراقبة المعدات المتراصة بكثافة.

3. جمع بيانات درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء

تقوم الكاميرا الحرارية بالأشعة تحت الحمراء بجمع معلومات درجة الحرارة من أجزاء مختلفة من المحولات وقواطع الدائرة ومفاتيح العزل وغيرها من المعدات.

4. إنشاء خرائط التوزيع الحراري

يتم عرض معلومات درجة الحرارة التي تم جمعها على شكل خرائط حرارية لتوزيع الحرارة ، مما يسمح لموظفي التفتيش بتحديد المناطق ذات أنماط درجة الحرارة غير الطبيعية بصريًا.

5. تحديد الأعطال المحتملة في المعدات

قد تشير الشذوذات في درجات الحرارة إلى مشاكل محتملة في المعدات تتطلب مزيدًا من الفحص أو الصيانة.

من خلال تحديد الأنماط الحرارية غير الطبيعية في مرحلة مبكرة، يمكن لفرق الصيانة التحقيق في الأعطال المحتملة قبل أن تتطور إلى أعطال أكثر خطورة.

6. دعم الصيانة الوقائية

توفر بيانات الفحص الحراري لفرق الصيانة أساسًا مرئيًا لتقييم حالة المعدات واتخاذ الإجراءات التصحيحية في الوقت المناسب.

التقنيات الرئيسية

التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء

تكشف الكاميرات الحرارية بالأشعة تحت الحمراء عن اختلافات درجة الحرارة عبر أسطح المعدات، مما يجعل تحديد ظروف التسخين غير الطبيعية أسهل.

مسارات الطيران الآلية

تساعد مسارات الطيران المحددة مسبقاً في توحيد إجراءات الفحص وتوفير تغطية منهجية للمعدات الحيوية.

خرائط حرارية لتوزيع درجات الحرارة

يتم تحويل البيانات الحرارية إلى خرائط حرارية مرئية، مما يسمح لموظفي التفتيش بتحديد المناطق ذات التوزيعات الحرارية غير العادية بسرعة.

الوصول الجوي إلى مناطق المعدات الكثيفة

توفر عمليات التفتيش باستخدام الطائرات بدون طيار منظورًا جويًا يمكن أن يساعد في تقليل النقاط العمياء في عمليات التفتيش في بيئات المحطات الفرعية ذات الترتيب الكثيف.

نتائج المشروع

أدى تطبيق الفحص بالأشعة تحت الحمراء باستخدام الطائرات بدون طيار إلى تحقيق فوائد كبيرة خلال فترة ذروة استهلاك الكهرباء في صيف عام 2024.

تم منع حدوث عطل كبير في المحول

خلال ذروة فصل الصيف، ساعد نظام الفحص الحراري في تحديد حالة غير طبيعية مرتبطة بالمحول الرئيسي. وقد حال التدخل في الوقت المناسب دون وقوع حادث احتراق محتمل للمحول ، مما قلل من خطر انقطاع التيار الكهربائي بشكل خطير.

تحسين تغطية التفتيش

وفر المسح الحراري القائم على الطائرات بدون طيار طريقة أكثر منهجية لفحص معدات المحطات الفرعية الرئيسية وساعد في معالجة بعض النقاط العمياء المرتبطة بقياس درجة الحرارة اليدوي التقليدي.

تحديد أسرع للاضطرابات الحرارية

وفرت خرائط توزيع درجة الحرارة لموظفي التفتيش نظرة عامة مرئية على الظروف الحرارية للمعدات، مما سهّل تحديد الحالات الشاذة المحتملة والتحقيق فيها.

تم تجنب خسائر انقطاع التيار الكهربائي بقيمة تقارب 5 ملايين يوان صيني

من خلال منع حدوث عطل كبير في المحول وانقطاع التيار الكهربائي المرتبط به، ساعد المشروع في تقليل الخسائر المحتملة لانقطاع التيار الكهربائي بحوالي 5 ملايين يوان صيني.

دعم إمدادات الطاقة الحضرية الموثوقة

ولأن المحطة الفرعية مسؤولة عن حوالي 30٪ من إمدادات الطاقة في المنطقة ، فإن منع وقوع حادث كبير في المحول ساهم في الحفاظ على خدمة كهرباء موثوقة خلال ذروة الصيف.

من قياس درجة الحرارة إلى الإنذار الذكي بالأعطال

غالباً ما يعتمد الفحص التقليدي بالأشعة تحت الحمراء على قيام المفتشين بقياس نقاط المعدات الفردية يدوياً وتسجيل بيانات درجة الحرارة.

يُغير الفحص الحراري القائم على الطائرات بدون طيار هذا النهج من خلال الجمع بين الطيران الجوي الآلي والتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء وتحليل درجة الحرارة المرئي.

بدلاً من مجرد جمع قراءات درجة الحرارة الفردية، يوفر النظام رؤية أوسع للظروف الحرارية للمعدات ويساعد فرق الصيانة على تحديد الأنماط غير الطبيعية.

في هذا المشروع، لعبت التكنولوجيا دورًا مهمًا في تحديد مشكلة محتملة في المحول الرئيسي خلال ذروة صيف 2024، مما ساعد على منع حدوث عطل كبير في المعدات وتقليل الخسائر المحتملة لانقطاع التيار الكهربائي.

نهج أكثر ذكاءً لفحص المحطات الفرعية

بالنسبة للمحطات الفرعية ذات الجهد العالي، يعد الكشف المبكر عن أعطال المعدات أمراً بالغ الأهمية للحفاظ على موثوقية الشبكة.

توفر عمليات الفحص بالأشعة تحت الحمراء التي تعتمد على الطائرات بدون طيار لشركات المرافق طريقة أكثر أمانًا وكفاءة ومنهجية لمراقبة المعدات الكهربائية الحيوية.

من خلال الجمع بين مسارات الطيران المحددة مسبقًا، وكاميرات الأشعة تحت الحمراء الحرارية، وبيانات درجة الحرارة، وخرائط توزيع الحرارة ، يمكن أن يدعم فحص الطائرات بدون طيار الكشف المبكر عن الأعطال، والصيانة الوقائية، وتشغيل شبكة الطاقة بشكل أكثر موثوقية.