Integriertes Zustandsüberwachungsgerät für Öltransformatoren

• • Umfassende multidimensionale Diagnose: Der Kernwert eines integrierten Zustandsüberwachungsgeräts ist die IntegrationGelöstes Gas in Öl (DGA),Mikrowasser und Öl,Teilentladung (PD),Messung der Temperatur von Lichtwellenleiterwicklungen,Kern-Erdstrom,Isolierung des Gehäuses,Laststufenschalter (OLTC)und weitere physikalische Zustandsparameter durch intelligente Algorithmen zur Datenfusion und Kreuzvalidierung, um eine präzise und umfassende Bewertung des Zustands des Transformators zu erhalten.
  • Ermöglichung einer vorausschauenden Wartung (PdM): Das System wandelt die Wartung und Instandhaltung von Umspannwerken von einem herkömmlichen zeitbasierten periodischen Wartungsmodell (TBM) zu einer vorausschauenden Wartung auf der Grundlage des Anlagenstatus in Echtzeit um. Es zielt darauf ab, präzise Frühwarnungen und Eingriffe vor dem Auftreten von Fehlern zu ermöglichen, ungeplante Ausfallzeiten zu minimieren und die Zuverlässigkeit des Netzes zu verbessern.

• • Vertiefung des Asset Life Management: Durch die kontinuierliche Überwachung und quantitative Bewertung des Gesundheitsindexes des Transformators (Health Index) liefert es objektive und wissenschaftliche Daten als Entscheidungshilfe für die Überholung, technische Verbesserung, Verlängerung der Lebensdauer oder Stilllegung des Geräts und ist ein wichtiges technisches Instrument für die Optimierung der Kosten über den gesamten Lebenszyklus von Energieanlagen.

• Modulare und skalierbare Architektur: Der modulare Aufbau moderner Überwachungsgeräte ermöglicht es dem Benutzer, die zu überwachenden Teilsysteme je nach Bedeutung und Budget des Transformators flexibel zu konfigurieren. Das System kann nahtlos von der grundlegenden DGA- und Mikrowasserüberwachung bis hin zur umfassenden faseroptischen Temperaturmessung und OLTC-Überwachung aufgerüstet werden, wobei die Schnittstellen für zukünftige Funktionserweiterungen reserviert sind.

Zentrales Diagnose- und Analyse-Teilsystem

Diese Teilsysteme konzentrieren sich auf die Analyse der chemischen und physikalischen Signale, die von der Isolierung im Inneren des Transformators unter elektrischer und thermischer Belastung erzeugt werden, und bilden den Eckpfeiler der Fehlerdiagnose.

Modul Online-Analyse gelöster Gase in Öl (Online-DGA)

Inline-DGA-EinheitbildenDiagnose von TransformatorstörungenDie entscheidende Technologie in diesem Bereich. Sie ermöglicht die kontinuierliche Überwachung von Fehlersignaturgasen durch nicht-invasive Entnahme von Ölproben aus dem Hauptölkreislauf und den Einsatz fortschrittlicher photoakustischer Spektroskopie (PAS) oder nicht-dispersiver Infrarottechniken (NDIR).

Die wichtigsten Überwachungsgase und ihre Bedeutung

• Entladbare Fehlergase:
  • Wasserstoff (H₂). Das Primärprodukt der Korona oder Teilentladung (TE) ist ein empfindlicher Indikator für das Vorhandensein schwacher Entladungsdefekte im Isoliersystem.
  • Acetylen (C₂H₂). Das einzige Produkt einer hochenergetischen Lichtbogenentladung, deren Vorhandensein in der Regel das Vorhandensein eines schweren, risikoreichen internen Kurzschlusses oder Durchschlagsfehlers signalisiert.
• Überhitztes fehlerhaftes Gas:
  • Methan (CH₄) und Ethan (C₂H₆). Entsteht hauptsächlich durch Überhitzungszersetzung von Isolierölen im niedrigen bis mittleren Temperaturbereich (<300°C).
  • Ethylen (C₂H₄). Zeigt das Vorhandensein eines Überhitzungspunktes mit mittlerer bis hoher Temperatur (300°C - 700°C) an, der normalerweise mit einer schlechten Leiterverbindung oder einer Überhitzung durch Wirbelstrom verbunden ist.
• Feste Isolierung (Zellulose) verschlechtert Gas:
  • Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂). Das CO/CO₂-Verhältnis ist eine wichtige Grundlage für die Feststellung, ob es sich um eine feste Isolierung oder nur um eine Ölüberhitzung handelt.

DGA-ÜberwachungsmodulLiefert nicht nur die momentanen Konzentrationswerte (ppm) der einzelnen Gase, sondern analysiert vor allem derenGaserzeugungsrateist eine schnell ansteigende Erzeugungsrate ein besserer Indikator für die Dringlichkeit eines Ausfalls als ein statischer Konzentrationswert.

Online-Überwachungsmodul für die Charakterisierung von Mikro-Wasser und Öl

Feuchtigkeit beschleunigt dieAlterung der Isolierung von TransformatorenDer wichtigste chemische Faktor bei derOnline-Monitor für Mikrowasser in Ölist die Grundlage für die Beurteilung der langfristigen Gesundheit des Isoliersystems.

Differenz zwischen Wasseraktivität (aw) und absoluter Feuchtigkeit (ppm)

• Wasseraktivität (aw). Ein dimensionsloser Parameter (0~1), der direkt die Tendenz der Feuchtigkeit widerspiegelt, vom Öl in die feste Isolierung zu wandern, und ein grundlegender Indikator für die Beurteilung des Grades der Feuchtigkeitsbelastung von Isolierpapier ist.hoher aw-Wert(z. B. >0,4) steht in direktem Zusammenhang mit dem Risiko eines "Blaseneffekts" aufgrund plötzlicher Laständerungen.
• Absoluter Feuchtigkeitsgehalt (ppm). Gibt das Massenverhältnis von Wasser im Öl an, dessen Wert stark von der Öltemperatur abhängt und nicht unabhängig von der Trockenheit einer festen Isolierung verwendet werden kann, aber zur Beurteilung der Qualität des Öls selbst herangezogen werden kann.

Darüber hinaus werden die fortgeschrittenenOnline-ÖlqualitätsanalysegerätEs ist auch möglich, die Kontrolle vonDurchbruchspannung (BDV),Dielektrischer Verlustfaktor (tanδ)im Gesang antwortenSäurewertDie Online-Messung des Öls liefert Daten für eine umfassende Bewertung der elektrischen Eigenschaften und des Alterungsgrads des Öls.

Teilsystem zur Überwachung des kritischen physischen Zustands und der Sicherheit

Diese Art von Teilsystem ist für die Überwachung der makroskopischen physikalischen Betriebsparameter des Transformators zuständig und stellt die erste Verteidigungslinie dar, um einen sicheren und stabilen Betrieb der Anlage zu gewährleisten.

Direkte Temperaturmessung und Überwachung der Öltemperatur mit fluoreszierenden Lichtleitern in der Wicklung

Die Temperatur ist die direkteste physikalische Größe, die die Lebensdauer eines Transformators beeinflusst. Die Verwendung vonFluoreszierende faseroptische ThermometrieEs ist das genaueste und zuverlässigste Mittel zur Überwachung von Wicklungstemperaturen, das es gibt.

• • Direkte Messung von Hot Spots in der Wicklung: Oberbefehlshaber (Militär)Fluoreszierende faseroptische TemperatursensorenDie Hottest-Spot-Temperatur (HST) der Wicklung wird bereits in der Fertigungsphase in die Wicklung eingebettet und direkt gemessen. Da der Lichtwellenleiter selbst isoliert ist und keinen elektromagnetischen Störungen (EMI) ausgesetzt ist, sind die Messungen wahrheitsgetreu und verzögerungsfrei und damit herkömmlichen thermischen Modellierungsalgorithmen, die auf der Oberöltemperatur und dem Laststrom basieren, weit überlegen.

• Überwachung des Öltemperaturgefälles: Gleichzeitig werden Temperatursensoren im oberen und unteren Teil des Transformatorgehäuses installiert, um die Temperatur in Echtzeit zu überwachen.Obere Öltemperatur (Obere Öltemperatur)im Gesang antwortenBodenöltemperatur (BOTTOM OIL TEMPERATURE). Der Temperaturunterschied zwischen den beiden spiegelt die Effizienz des Kühlsystems wider und hilft bei der Diagnose eines verstopften Kühlers oder einer Störung des Lüfters/der Ölpumpe.

Überwachung des Ölstandes im Vorratsbehälter und des Gehäusedrucks

• • Überwachung des Ölstands im Vorratsbehälter: AdoptionMagnetischer Flip-Flop-Pegelmesseroder Radar-Füllstandsanzeiger zur kontinuierlichen Überwachung des Isolierölstands im Conservator-Tank. Ein abnormaler Abfall des Ölstands deutet in der Regel auf ein Ölleck hin, während ein abnormaler Anstieg auf interne Gasproduktion oder Überlastung zurückzuführen sein kann.

• Überwachung des Körperdrucks und des Status des Ablassventils: Der Zustand des Mikroüberdrucks im Inneren des Tanks wird mit Hilfe eines Drucksensors überwacht. Darüber hinaus ist es wichtig, dass dieDruckbegrenzungsventil(Druckentlastungsvorrichtung)Der Betriebszustand des Ventils wird überwacht. Sobald die Ventile betätigt werden, was bedeutet, dass ein schwerwiegender und plötzlicher Fehler (z. B. ein Kurzschluss der Wicklungen) im Transformator aufgetreten ist und eine große Menge Gas erzeugt wurde, gibt das System sofort einen Alarm der höchsten Stufe aus.

Zusatzgeräte und spezielle Subsysteme zur Erweiterung der Überwachung

Große Leistungstransformatoren sind komplexe Bauwerke, und der Zustand ihrer Nebenanlagen ist ebenso kritisch.

On-Load-Stufenschalter (OLTC) Online-Überwachung

Laststufenschalter (OLTC)Es ist das einzige mechanische Bauteil des Transformators, das sich häufig bewegt und eine hohe Ausfallquote aufweist. Eine spezielle Überwachung ist daher unerlässlich.

• Elektrische und zeitliche Eigenschaften: Überwachung der Stromkurven und der zeitlichen Abläufe der Antriebsmotoren beim Schalten von Stufenschaltern. Durch den Vergleich der Standard-Wellenformen können frühzeitige Defekte wie mechanische Verklemmungen und schlechter Kontakt diagnostiziert werden.
• Status der Ölkammer: Die Überwachung der Öltemperatur, des Mikrowassers und der im Öl gelösten Gase (insbesondere C₂H₂) in der separaten Ölkammer des OLTC ermöglicht eine wirksame Frühwarnung vor Abtragung und Verschlechterung der Isolierung der internen Kontakte.
• Schalterstellung und Anzahl der Betätigungen: Die aktuelle Position des Gewindeschneiders und die kumulierte Anzahl der Betätigungen werden aufgezeichnet und per Fernzugriff übertragen, um eine Grundlage für die Bewertung der mechanischen Lebensdauer und die Entwicklung von Wartungsprogrammen zu schaffen.

Überwachung des Betriebsstatus des Kühlsystems

Bei luft- oder wassergekühlten Transformatoren mit erzwungenem Ölumlauf wirkt sich die Zuverlässigkeit des Kühlsystems direkt auf die Tragfähigkeit aus.

• Status Gebläse/Kraftstoffpumpe: Jeder Satz von Kühlgebläsen und Tauchölpumpen wird auf Start/Stopp-Status, Betriebsstrom und kumulierte Laufzeit überwacht. Abnormale Ströme weisen auf Motorausfälle hin, und die Laufzeiten werden zur Beurteilung der Lebensdauer herangezogen.

Spezialisierte Überwachung von Hochdruckgehäusen (Ölstand/Druck)

Ergänzen Sie die Überwachung der elektrischen Leistung des Gehäuses durch eine Überwachung des physikalischen Zustands.

• Überwachung des Ölstands im Gehäuse: Bei ölgefüllten Gehäusen werden Kameras oder Sensoren durch eigene Ölstandsfenster oder Manometer konfiguriert, um eine Fernüberwachung des Ölstands zu erreichen und Isolierungsunfälle aufgrund von Ölmangel zu verhindern.

Überwachung von Kern- und Gehäuseschwingungen

• Online-Überwachung von Eisenkernschwingungen: Hochempfindliche Schwingungsbeschleunigungssensoren sind an den Wänden des Gehäuses angebracht, um die Schwingungseigenschaften des Transformators bei der Industriefrequenz und ihrer Oktave zu überwachen. Abnormale Veränderungen im Schwingungsspektrum können auf mechanische Strukturprobleme wie lockere Kerne, verformte Wicklungen oder lockere Befestigungen hinweisen.

SF₆-Gasdichteüberwachung (für GIS-Auslassbuchsen)

• GIS-Gehäuse SF₆-Überwachung: Bei Transformator-GIS-Verbindungsdurchführungen mit SF₆-Gasisolierung müssen die Dichte, der Druck und die Temperatur des SF₆-Gases im Inneren online überwacht werden. Eine Abnahme der Dichte kann die Sicherheit der Isolierung ernsthaft gefährden, und das System muss in Echtzeit Alarm- und Blockierungssignale liefern.

Plattform für intelligente Diagnostik und Datenfusion

Die von allen Front-End-Sensoren gesammelten Daten werden schließlich in derBackend-Daten-Serverzusammen mitIntelligente Diagnostik-Plattform. Es handelt sich nicht nur um eine einfache Auflistung von Daten, sondern um den Kern der Intelligenz des Systems.

Umwandlung von Daten in Informationen

• Multidimensionale Datenkorrelationsanalyse: Die Kernalgorithmen der Diagnoseplattform sind in der Lage, Daten aus verschiedenen Quellen zu korrelieren. Wenn das System beispielsweise gleichzeitig ein lokales UHF-Entladungssignal, einen Anstieg der H₂-Konzentration im DGA und ein anormales CO/CO₂-Verhältnis erkennt, kann es mit hoher Sicherheit feststellen, dass der Fehler von einer internen Entladung mit fester Isolierung herrührt. SolcheKreuzvalidierungDiese Fähigkeit verbessert die Diagnosegenauigkeit erheblich.
• Modellierung des Gesundheitsindex (HI): Die Plattform verwendet einen Gewichtungsalgorithmus, um alle überwachten Parameter in einen einzigen, quantifizierten Wert umzuwandeln.Gesundheitsindex für Transformatoren(z. B. auf einer Skala von 0-100.) HI bietet O&M-Managern eine intuitive, makroskopische Ansicht des Gerätestatus, die horizontale Vergleiche und die Statussortierung von Gerätegruppen erleichtert.
• Vorhersage von Fehlertrends: Auf der Grundlage historischer Daten kann die Plattform mit Hilfe von Zeitreihenanalysen, neuronalen Netzen oder maschinellen Lernmodellen künftige Trends bei Schlüsselparametern (z. B. charakteristische Gaskonzentrationen, dielektrische Verlustwerte) vorhersagen und so das Zeitfenster vorhersagen, in dem Ausfälle wahrscheinlich auftreten werden, und die Entwicklung vorausschauender Wartungspläne unterstützen.

Integriertes Zustandsüberwachungsgerät für TransformatorenDie Anwendung des Power System Asset Management auf digitale, intelligente Transformation der unvermeidlichen Trend, wird es den Transformator aus einer "Black Box" in einen Zustand der vollständigen Transparenz, Risiko Vorhersehbarkeit, Leben kann verwaltet werden intelligente Vermögenswerte.

Um Ihre kritischen Energieanlagen professionell zu schützen und mehr über maßgeschneiderte Online-Überwachungslösungen für Ihre Transformatoren zu erfahren, wenden Sie sich noch heute für ein kostenloses Beratungsgespräch an unsere technischen Experten. Wir bieten Ihnen detaillierte technische Lösungen, Beratung bei der Produktauswahl und eine Analyse der Investitionsrentabilität.