Markttrends und technologische Entwicklungen bei der Online-Überwachung von Transformatoren

• Trend 1: Vom eigenständigen Subsystem zur einheitlichen Plattform——Die Überwachungssubsysteme für Ölchromatographie, Teilentladungen, Temperatur, Eisenkern und Schwingungen werden von einem eigenständigen Betrieb auf eine einheitliche Plattform umgestellt. Die datengestützte Diagnose ersetzt die eindimensionale, eigenständige Beurteilung, wodurch sich die Genauigkeit der Alarmmeldungen erhöht.
• Trend 2: Von der Datenerfassung zur intelligenten Diagnose——Das Überwachungssystem ist nicht mehr nur ein Datenerfassungsgerät und ein Kurvenanzeiger. Dank integrierter Algorithmen zur automatischen Diagnose – Drei-Verhältnis-Analyse, David-Dreieck und PRPD-Spektrumerkennung – liefert das System dem Betriebspersonal nicht mehr nur Daten, sondern auch Schlussfolgerungen.
• Trend 3: Ausweitung vom Hochdruckanlagenbereich auf untere Bereiche——Die herkömmliche Online-Überwachung konzentriert sich auf Haupttransformatoren mit einer Spannung von 220 kV und mehr. Mit sinkenden Kosten für Sensoren und Kommunikation steigt die Nachfrage nach Online-Überwachung von 110-kV-Haupttransformatoren und sogar von Verteiltransformatoren rapide an.
• Trend 4: Vom Personalbetrieb zur ferngesteuerten Zentralsteuerung——Die zunehmende Verbreitung unbemannter Umspannwerke führt dazu, dass Überwachungsdaten an entfernte Leitstellen übermittelt werden, was höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Kommunikation und die Datensicherheit stellt.

1. Aktuelle Themen der technologischen Entwicklung

1.1 Miniaturisierung und Energieeffizienz von Sensoren——Dank neuer Technologien wie MEMS-Beschleunigungssensoren und mikrospektralen Geräten sind die Überwachungsgeräte kompakter, verbrauchen weniger Energie und lassen sich flexibler installieren. Dadurch können nun noch mehr verschiedene Transformatorentypen kostengünstig in die Online-Überwachung einbezogen werden.

1.2 Standardisierung von Kommunikationsprotokollen——IEC 61850 entwickelt sich zunehmend zum einheitlichen Standard für die Kommunikation zwischen intelligenten elektronischen Geräten in Umspannwerken. Überwachungssysteme, die IEC 61850 unterstützen, bieten eine bessere Interoperabilität bei zukünftigen Upgrades und Erweiterungen.

1.3 Edge-Computing——Die vorläufige Datenanalyse und Diagnose erfolgt direkt in der Erfassungseinheit vor Ort; an den Server werden lediglich die charakteristischen Daten und die Diagnoseergebnisse übermittelt, nicht jedoch die gesamten Rohdaten. Dadurch wird der Bedarf an Kommunikationsbandbreite reduziert und die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems erhöht.

1.4 KI und Big-Data-Analyse——Die Anwendung von Algorithmen des maschinellen Lernens in den Bereichen Fehlerprognose und Mustererkennung macht den Sprung vom Labor in die Praxis. Modelle, die anhand umfangreicher historischer Daten trainiert wurden, sind in der Lage, komplexe Fehlermuster zu erkennen, die mit manuellen Regeln nur schwer abgedeckt werden können.

2. Marktfaktoren

Die Netzbetreiber treiben das zustandsorientierte Instandhaltungsmodell kontinuierlich voran – Online-Überwachungsdaten bilden die zentrale Stütze des zustandsorientierten Instandhaltungssystems. Die großflächige Einspeisung erneuerbarer Energien ins Netz – die intermittierende Natur von Solar- und Windenergie verschlimmert die Betriebsbedingungen von Transformatoren und stellt höhere Anforderungen an die Überwachung und den Schutz. Die Anforderungen der Verbraucher an die Versorgungssicherheit steigen kontinuierlich – wichtige Verbraucher zeigen immer weniger Toleranz gegenüber Stromausfällen, was dazu führt, dass die Online-Überwachung von einer Option zu einer Notwendigkeit wird. Die Kosten für Sensor- und Kommunikationstechnologien sinken kontinuierlich – dies ermöglicht eine wirtschaftliche Online-Überwachung für eine größere Anzahl von Anlagen.

3. häufig gestellte Fragen

3.1 Frage: Wird die Ölchromatographie bald überholt sein?

Antwort: Die Ölchromatographie-Technologie ist seit Jahrzehnten ausgereift und stabil; das auf der Gaschromatographie basierende Analyseprinzip wird in absehbarer Zeit nicht ersetzt werden. Zukünftige Veränderungen werden eher auf der Ebene der Software-Diagnose stattfinden – automatische Diagnose, integrierte Analyse, Fernunterstützung durch Experten – als auf der Ebene der Hardware-Grundlagen. Durch die Wahl plattformbasierter, per Software aktualisierbarer Produkte kann man sich an zukünftige Entwicklungen anpassen.

3.2 Frage: Ist IEC 61850 ein Muss für die Zukunft?

Antwort: Bei neu errichteten intelligenten Umspannwerken ist IEC 61850 bereits Standard. Bei der Nachrüstung älterer Anlagen bietet Modbus nach wie vor eine breite Kompatibilität. Bei der Auswahl sollten vorrangig Geräte bevorzugt werden, die beide Protokolle unterstützen, um sowohl die aktuelle Kompatibilität als auch zukünftige Erweiterungen zu gewährleisten.

3.3 Frage: Wird der Markt für die Online-Überwachung von Verteiltransformatoren einen Boom erleben?

Antwort: Der Trend geht in Richtung Wachstum, aber es wird sich nicht zu einem zwingenden Bedarf entwickeln, wie dies bei der Überwachung von Haupttransformatoren der Fall ist. Die Online-Überwachung von Verteilungstransformatoren erfolgt eher selektiv – wobei wichtige Kunden, veraltete Anlagen und Standorte mit früheren Störungen Vorrang haben. Kostengünstige Lösungen mit wenigen Komponenten oder mit einem einzigen Wasserstoffmodul sind für die VerteilungÜberwachung von Transformatorender Schwerpunkt.

Haftungsausschluss: Der Inhalt dieses Artikels dient ausschließlich dem technischen Austausch und der Information und stellt weder eine Kaufzusage noch ein Vertragsangebot dar.

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