Wie wählt man ein lokales Überwachungssystem für Transformatoren aus? Vergleich von Ultraschall-, HF- und UHF-Lösungen

• UltraschallverfahrenOrtung der Entladungsposition durch Erkennung des Ultraschallsignals (20kHz bis 300kHz), das von der lokalen Entladung erzeugt wird. Der Sensor wird an der Außenwand des Tanks montiert und ist empfindlich für innere Entladungen und weniger empfindlich für Koronaentladungen.
• Hochfrequenzstrom-VerfahrenErkennung von lokalisierten Impulsströmen (30kHz bis 30MHz) mit Hilfe eines Hochfrequenz-Stromwandlers, der auf der Erdleitung montiert ist, mit höchster Empfindlichkeit zur Erfassung schwacher lokalisierter Signale.
• UHF-VerfahrenVerwendung einer Antenne oder Sonde zum Empfang von elektromagnetischen Wellen (300MHz~3GHz), die vom Büro ausgestrahlt werden, mit der stärksten Anti-Jamming-Fähigkeit, geeignet für Umspannwerke in starken elektromagnetischen Umgebungen.
• Multi-Sensor-FusionDrei Methoden stehen im Mittelpunkt: Ultraschall für die Ortung, Hochfrequenzstrom für die Empfindlichkeit und Ultrahochfrequenz für den Störungsschutz - eine Drei-in-Eins-Lösung, die die meisten Szenarien abdeckt.

1. die Grundsätze und Merkmale der drei Nachweismethoden

2. szenariobasierte Auswahlempfehlungen

2.1 Das Einzelsensorprogramm - eine wirtschaftliche Fibel

Die Lösung mit einem Ultraschallsensor ist die einfachste Option, wenn Sie ein begrenztes Budget haben und nur eine einfache lokale Abflusswarnung benötigen. Die Installation ist am einfachsten, wenn der Sensor direkt an der Tankwand angebracht wird. Er eignet sich für die grundlegende Überwachung von Verteiltransformatoren bis zu 35 kV. Einschränkungen sind die Unempfindlichkeit gegenüber Koronaentladungen und die Unfähigkeit, zwischen verschiedenen Arten von Entladungen zu unterscheiden.

2.2 Duale Sensorlösung - die kostengünstige Wahl

Ultraschall und Hochfrequenzstrom sind die am häufigsten verwendete Kombination von zwei Sensoren. Der Hochfrequenzstromsensor sorgt für eine hochempfindliche Signalerfassung und der Ultraschallsensor liefert eine Referenz für die Entladungsstelle. Die beiden ergänzen sich gegenseitig und decken im Grunde die üblichen Arten von Transformator-PD ab. Sie eignet sich für die lokale Entladungsüberwachung von Haupttransformatoren in städtischen 110-kV-Umspannwerken.

2.3 Dreifach-Sensor-Fusionsprogramm - Flaggschiff-Konfiguration

Die Drei-in-Eins-Lösung aus Ultraschall + Hochfrequenzstrom + UHF ist das Flaggschiff für die lokale Entladungsüberwachung. Die Signale der drei Sensoren werden in der Diagnoseeinheit zusammengeführt und analysiert: Hochfrequenzstrom erfasst schwache Signale, Ultraschallwellen helfen bei der Positionierung, und UHF filtert Umgebungsstörungen heraus. Es eignet sich für Umspannwerke mit 220 kV und mehr sowie für Anwendungsszenarien mit höchsten Anforderungen an die LD-Überwachung.

3. der Wert der Multisensor-Fusion

Wenn zwei oder mehr Sensoren ein lokales Entladungssignal innerhalb desselben Zeitfensters erkennen, kann die Zuverlässigkeit des Signals erheblich verbessert werden, da Fehlalarme durch einen einzelnen Sensor ausgeschlossen werden. Gleichzeitig haben verschiedene Sensoren komplementäre Empfindlichkeiten für unterschiedliche Entladungsarten: Ultraschall ist empfindlich für interne Luftspaltentladungen, Hochfrequenzströme sind empfindlich für gepulste Ströme in der Erdschleife, und Ultrahochfrequenzen sind empfindlich für hochenergetische Bogenvorläuferentladungen.

Der Fusionsdiagnosealgorithmus kombiniert die Signaleigenschaften der drei Sensoren und liefert eine genauere und umfassendere Diagnose als ein einzelner Sensor - dies ist der Kernwert einer Multisensor-Lösung.

4. häufig gestellte Fragen

4.1 F: Welches der drei Sensorsysteme ist für ältere Transformatoren am besten geeignet?

A: Der Isolationszustand alter Transformatoren ist bereits brüchig und das Risiko örtlicher Entladungen ist höher. Es wird empfohlen, mindestens ein Doppelsensorprogramm aus Ultraschall und Hochfrequenzstrom zu verwenden - die hohe Empfindlichkeit des Hochfrequenzstroms zur Erfassung lokaler Entladungssignale bietet die rechtzeitige Frühwarnung. Wenn es das Budget erlaubt, ist ein 3-in-1-Programm noch sicherer.

4.2 F. Brauchen Ultraschallwandler Koppler?

A: Die Installation erfordert die Verwendung eines speziellen Kopplungsmittels, um den Luftspalt zwischen dem Messwertgeber und der Tankwand zu beseitigen und eine gute akustische Kopplung zu gewährleisten. Einige Systeme verwenden eine magnetische Saugmontage, bei der das Koppelmittel auf der Kontaktfläche des Sensors vorbeschichtet ist und gebrauchsfertig installiert wird.

4.3 F. Können UHF-Sensoren und Ultraschallsensoren einander ersetzen?

A: Nein. Die physikalischen Prinzipien der beiden sind völlig unterschiedlich, da sie unterschiedliche physikalische Signale erkennen, die durch die Lokalisierung erzeugt werden (elektromagnetische Wellen vs. akustische Wellen), und es gibt keine Überschneidungen in den abgedeckten Frequenzbändern. In einer Umgebung mit starken elektromagnetischen Störungen ist der Vorteil der UHF-Störfestigkeit unersetzlich; bei der Ortung ist der Vorteil der Ultraschallpräzision ebenfalls unersetzlich.

4.4 F: Wo ist der geeignetste Ort für die Installation eines Hochfrequenzstromsensors?

A: In der Regel an der Erdungsleitung des Transformatorenkerns, an der Erdungsleitung der Klemme oder an der Erdungsleitung des Nullleiters installiert. Mehrkanalige Systeme können Sensoren an mehreren Stellen gleichzeitig installieren, um die Richtung der Entladungsquelle anhand der Zeitdifferenz beim Eintreffen des Signals zu bestimmen.

4.5 Frage: Ist es notwendig, das System mit der höchsten Anzahl von Kanälen zu wählen?

A: Die Anzahl der Kanäle bestimmt, auf wie viele Sensoren gleichzeitig zugegriffen werden kann. Ein 4-Kanal-System kann bereits die Anforderungen der meisten 110-kV-Haupttransformatoren erfüllen (z. B. Ultraschall × 2 + Hochfrequenz × 2). Ein 6-Kanal-System eignet sich für große Transformatoren über 220 kV oder für Überwachungsanforderungen an mehreren Standorten. Wägen Sie einfach die Auswahl und das Budget ab, nicht je mehr, desto besser.

5. zusammenfassung

Auswahl nach Bedarf: Priorität der Ortungsfähigkeit für Ultraschall, Priorität der Empfindlichkeit für Hochfrequenzstrom, Priorität des Störungsschutzes für UHF. Dual-Sensor-Kombination, um die meisten Bedürfnisse zu erfüllen, drei-Sensor-Fusion, um den umfassendsten Schutz zu bieten.

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