Monitorowanie stanu urządzeń za pomocą wyłącznika kompaktowego 3VA

Niezawodny system dystrybucji energii złożony z komponentów, które są zawsze gotowe do pracy, zwiększa dostępność systemu i zapobiega nieplanowanym przestojom. W zakładach produkcyjnych przekłada się to na wysoką zdolność produkcyjną i niskie koszty jednostkowe.

Pewność systemu rozdziału energii jest kluczowa także w infrastrukturze. Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom możliwe staje się wdrażanie na przykład systemów oświetlenia i bezpieczeństwa, w których zagwarantowana jest ciągłość zasilania. Takie rozwiązania stosowane są w nowoczesnych budynkach, które posiadają podwyższone wymagania względem bezpieczeństwa systemu rozdziału energii - jak szpitale, centra danych czy huty szkła.

Potrzeby konserwacyjne: wiedza o stanie instalacji pozwala uniknąć niespodziewanych przestojów

W infrastrukturze i w przemyśle, zadania konserwacyjne są planowane z dużym wyprzedzeniem. Jednak stan danego urządzenia, np. wyłącznika, i wynikający z niego optymalny czas konserwacji, dla użytkownika nie są oczywiste. Dlatego wyznaczony termin przeglądu rzadko pokrywa się z optymalnym czasem wykonania tej czynności. Zamiast tego często przegląd jest wykonywany za wcześnie lub za późno, co pogarsza efektywność i niezawodność procesów produkcyjnych. Dzięki dostosowanym procesom konserwacyjnym, użytkownicy mogą trwale obniżyć koszty i zoptymalizować pewność dostarczanej energii.

Monitorowanie stanu wyłączników w systemie dystrybucji energii

Wyłączniki są podstawowymi elementami w dystrybucji energii - między innymi przenoszą prąd roboczy, mogą otwierać i zamykać styki główne podczas pracy oraz chronić przed przeciążeniem i zwarciem. Jak dotąd kondycję wyłączników można było oszacować tylko na podstawie następujących danych:

Elektrycznych cykli przełączania (zał.-wył., pod obciążeniem)
Mechanicznych cykli przełączania (zał.-wył.)
Wyzwolenia (rozpoznawane są różne przyczyny wyzwolenia)
Czasu pracy (licznik czasu pracy)

Oprócz tych podstawowych informacji wyłącznik kompaktowy 3VA stale rejestruje sposób użytkowania aparatu. Analizuje dane i ocenia je za pomocą algorytmu, dzięki czemu na podstawie wyników można wyciągnąć wnioski o stanie sprzętu. W wyłączniku kompaktowym 3VA opatentowany, inteligentny algorytm rozszerza monitorowanie stanu o wskaźnik zużycia wyłącznika i szacowany pozostały czas pracy wyłącznika.

Wskaźnik zużycia wyłącznika

Zdolność operacyjna wyłącznika zależy w dużej mierze od stanu styków głównych. Jednak operacje łączeniowe bez obciążenia, przy obciążeniu prądem znamionowym, a także wyzwolenia przeciążeniowe i zwarciowe powodują zużycie styków głównych w różnym stopniu. Dlatego wskaźnik zużycia określa stan styków w sposób ciągły, na podstawie danych zapisywanych bezpośrednio w wyłączniku.

Wskaźnik stanu zużycia wyłącznika kompaktowego 3VA

Wskaźnik zużycia wyłącznika kompaktowego 3VA jest określany na podstawie analizy operacji wyłączania i wyzwalania. Każde wyłączenie i wyzwolenie wyłącznika kompaktowego wpływa na stan styków głównych.

Dla nowego urządzenia wartość tego wskaźnika wynosi 100%. Podczas rozruchu aktywowane jest dopasowanie wskaźnika zużycia do występujących zdarzeń. Wartość wskaźnika maleje wraz z upływem czasu pracy wyłącznika w zależności od różnych operacji przełączania i może spaść do 0%.

Objaśnienie wartości wskaźnika
100%	Nowy wyłącznik kompaktowy
100% do 30%	Brak ograniczeń w funkcjonowaniu wyłącznika kompaktowego
30% do 1%	Brak ograniczeń w funkcjonowaniu wyłącznika kompaktowego. Należy jednak przygotować konserwację lub wymianę urządzenia i zapewnić odpowiednie urządzenie zastępcze. Dodatkowe informacje na temat pilności wymiany można uzyskać na podstawie wskaźnika pozostałej żywotności
0%	Pełna funkcjonalność urządzenia nie może być zagwarantowana. Urządzenie należy wymienić tak szybko, jak to możliwe

Przedstawienie wskaźnika zużycia (w %) na wyświetlaczu elektronicznego wyzwalacza ETU (Electronic Trip Unit)

Elastyczny odczyt wartości wskaźników wyłącznika

Aktualny stan wskaźnika zużycia wyłącznika (w %) można w dowolnym momencie odczytać z wyświetlacza elektronicznego wyzwalacza serii 5 i 8 oraz za pomocą komunikacji.

Pozostały czas pracy wyłącznika

Opatentowany algorytm służy do obliczania pozostałej żywotności. Analizuje dotychczasowy sposób użytkowania i prognozuje, jak szybko zużyje się wyłącznik. Jeśli sposób użytkowania ulegnie zmianie, pozostała żywotność zostanie odpowiednio dostosowana. Należy przy tym pamiętać, że nieprzewidziane wyzwolenia mogą gwałtownie skrócić pozostałą żywotność wyłącznika. Obniżają one wskaźnik zużycia, który służy za punkt wyjścia do obliczania pozostałej żywotności.

Pozostała żywotność wyłącznika jest określana w sposób ciągły. Jeżeli jednak szacowana żywotność jest dłuższa niż trzy lata, użytkownik instalacji nie musi podejmować żadnych pilnych działań (np. konserwacji lub wymiany urządzenia), dlatego nie jest ona szczegółowo wyświetlana. Jedynie pozostała żywotność krótsza niż trzy lata jest dzielona na lata, miesiące i tygodnie.

Wyświetlanie wskaźnika zużycia i pozostałej żywotności w oprogramowaniu monitorowania energii SENTRON powermanager

Wizualizacja wskaźnika zużycia i pozostałej żywotności wyłącznika

Przewidywana pozostała żywotność nie jest wyświetlana na samym wyłączniku. Podobnie jak w przypadku wskaźnika zużycia, dostęp do niej można uzyskać za pomocą SENTRON powerconfig, aplikacji mobilnej SENTRON powerconfig, 7KN Powercenter 3000 lub aplikacji chmurowych.

Konserwacja predykcyjna wyłącznika

Dzięki wskaźnikowi zużycia i prognozowaniu pozostałego czasu pracy, wyłączniki kompaktowe 3VA2 umożliwiają precyzyjne planowanie konserwacji i inspekcji instalacji. Wraz z wydłużaniem się czasu pracy można z większą dokładnością przewidzieć zachowanie instalacji, a tym samym zużycie wyłącznika kompaktowego. Im dłużej wyłącznik kompaktowy jest używany w instalacji, tym bardziej wiarygodny staje się wskaźnik zużycia i przewidywana pozostała żywotność.

Konfiguracja urządzenia do konserwacji predykcyjnej

Część interfejsu użytkownika z oprogramowania do monitorowania energii SENTRON powermanager lub aplikacji SENTRON powermind w chmurze MindSphere.

Całościowy przegląd stanu instalacji

Transmisja danych dotyczących konserwacji daje użytkownikowi całościowy obraz, w którym można zobaczyć nie tylko poszczególne elementy, ale także stan całej instalacji rozdziału energii. Połączenie wskaźników stanu zużycia i prognoz pozostałej żywotności wszystkich urządzeń w instalacji przynosi następujące korzyści:

Stan utrzymania instalacji może zostać szybko sprawdzony, elementy znajdujące się w stanie krytycznym mogą zostać zidentyfikowane i wymienione, tym samym pewność zasilania może zostać zwiększona.
Czynności konserwacyjne można zaplanować z dużym wyprzedzeniem, a personel i materiały mogą zostać udostępnione z bardzo dużą dokładnością.
Przejrzyste wymagania dotyczące konserwacji dają użytkownikom pewność, że spontaniczne awarie spowodowane przez zbyt późno serwisowane elementy należą do przeszłości i nie wpływają w dalszym ciągu na ciągłość zasilania.

Podsumowanie

W nowoczesnych systemach dystrybucji energii komunikacja przemysłowa nabiera coraz większego znaczenia. Funkcjonalności takie jak monitorowanie stanu są możliwe tylko dzięki pozyskiwaniu i przesyłaniu danych oraz ich ocenie przy pomocy inteligentnych algorytmów. Konserwacja predykcyjna instalacji i ich elementów w oparciu o rzeczywiste dane użytkowania skraca przestoje, przyczynia się do wyższej dostępności instalacji i umożliwia optymalizację procesów. Wyłączniki kompaktowe 3VA wyświetlają swój stan i wymagania konserwacyjne na podstawie przewidywanej pozostałej żywotności i wskaźnika zużycia. Dzięki temu czynności konserwacyjne lub wymianę urządzeń można planować z wielomiesięcznym wyprzedzeniem oraz optymalnie koordynować. Niezbędny personel i zasoby materiałowe można również wcześnie zaplanować. Pomaga to zachować pewność zasilania, jednocześnie oszczędzając czas i koszty czynności konserwacyjnych.