Système de gestion de l'état de santé conditionnel des transformateurs à bain d'huile

Système de gestion de l'état de santé conditionnel des transformateurs immergés : surveillance et architecture de la plate-forme

I. Module de surveillance en ligne multidimensionnel

1. Surveillance des décharges partiellesConfiguration des capteurs de décharge locale à ultrasons, à radiofréquence et à haute fréquence pour capturer les signaux de décharge locale à l'intérieur du transformateur afin de caractériser les défauts d'isolation et de fournir une alerte précoce sur les risques de défaillance de l'isolation ;
2. Surveillance des conditions de vibrationLes capteurs de vibrations permettent de recueillir en temps réel des données sur les vibrations de l'équipement afin d'identifier avec précision les anomalies mécaniques telles que le desserrement des structures internes ;
3. Surveillance du gaz dans le pétroleLe système de contrôle de l'huile de transformateur : il analyse la composition et les variations de la teneur en gaz dissous dans l'huile de transformateur et détermine rapidement s'il existe des défauts latents tels que la surchauffe et la décharge dans l'équipement ;
4. Surveillance de l'état des cuvelagesLes résultats de l'évaluation de la performance de l'isolation de l'enveloppe sont présentés en détail dans le tableau suivant : Suivi des changements dans la performance de l'isolation de l'enveloppe en temps réel pour éviter les risques opérationnels globaux causés par la dégradation de l'isolation ;
5. Surveillance du courant de chargeLe système de gestion de la charge : S'appuyant sur des capteurs de courant de charge, il appréhende de manière dynamique la situation de charge de l'équipement et détermine avec précision s'il y a un problème de fonctionnement en surcharge ;
6. Contrôle de la température du niveau d'huileContrôle en temps réel de la température de surface de l'huile grâce à des capteurs de température, permettant de détecter à temps les signaux de température anormaux et d'alerter ainsi sur d'éventuels dysfonctionnements internes ;
7. Surveillance du courant du noyau / de l'agrafeLes données sur le courant du cœur et de l'agrafe sont surveillées en temps réel, ce qui permet de détecter à temps les problèmes cachés tels qu'une mauvaise mise à la terre du cœur ;
8. Contrôle précis de la températureLa technologie de mesure de la température par fibre optique fluorescente ou par infrarouge est utilisée pour mesurer la température du bobinage en temps réel avec une grande précision et pour localiser rapidement la zone de surchauffe locale.

II. architecture d'une plate-forme de diagnostic intégrée, autonome et contrôlable

1. Collecte de données sous-jacentesLes unités IED installées dans les transformateurs, les appareillages de commutation et d'autres équipements recueillent de manière unifiée divers paramètres de surveillance tels que le gaz dans l'huile et les décharges partielles, garantissant ainsi une collecte de données complète et précise ;
2. Flux et transmission de donnéesUne fois que les données collectées convergent vers l'arrière-plan de surveillance en ligne de l'ensemble de la station, le diagnostic à distance ainsi que l'exploitation et la maintenance mobiles peuvent être réalisés par le biais de la porte d'isolation et du réseau sans fil, tandis que le canal de transmission crypté peut interagir en toute sécurité avec le système externe afin de garantir la sécurité de la transmission des données ;
3. Capacité de diagnostic de baseLa plateforme est équipée de la technologie edge computing, prend en charge le diagnostic et l'analyse de fusion multi-dispositifs et multi-paramètres, et est dotée de fonctions avancées telles que l'analyse de spectrogrammes, l'évaluation de la santé et la prédiction de la durée de vie. Parmi celles-ci, l'analyse spectrale des décharges partielles (PDA) identifie avec précision les caractéristiques des décharges grâce aux cartes PRPD, Ø-Q-N et autres cartes multidimensionnelles ; le système de soins intensifs des transformateurs (DICS) surveille les paramètres clés en temps réel et présente intuitivement l'état de santé de l'équipement dans une interface de visualisation multiformat afin de réaliser une alerte précoce hiérarchique et une réponse rapide.

Troisièmement, les principaux scénarios d'application du système de gestion de l'état des transformateurs à bain d'huile

Axée sur “la garantie d'une alimentation électrique fiable, la réduction des coûts d'exploitation et de maintenance et l'adaptation à des environnements complexes”, elle couvre un large éventail de scénarios tels que les réseaux électriques, les industries et les scénarios spéciaux :

1. le réseau de base et les sous-stations centrales

• Objets concernés : transformateurs HV/EHV de 220kV et plus, en tant qu'équipement central du réseau de transmission d'énergie.
• Valeur fondamentale : surveillance en temps réel d'indicateurs clés tels que la décharge partielle, la présence de gaz dans l'huile, la température des enroulements, etc., afin d'éviter les pannes soudaines entraînant des coupures régionales et de garantir la stabilité de l'alimentation électrique dans le réseau de base.

2) Scénarios de réseaux de distribution et d'accès à l'électricité distribuée

• Objets concernés : transformateurs de réseaux de distribution de 110 kV et moins, transformateurs d'énergie éolienne/photovoltaïque et autres transformateurs de soutien à l'alimentation électrique distribuée.
• Valeur fondamentale : résoudre les problèmes liés à la dispersion des équipements du réseau de distribution et aux difficultés d'exploitation et de maintenance, localiser rapidement les pannes grâce à la télésurveillance et favoriser la flexibilité de la connexion au réseau de l'alimentation électrique distribuée.

3) Scénarios critiques d'alimentation électrique pour les entreprises industrielles

• Objets concernés : centrales électriques, industrie chimique, métallurgie, centres de données et autres utilisateurs industriels dont les exigences en matière de continuité de l'alimentation électrique sont très élevées, transformateurs spéciaux.
• Valeur fondamentale : surveillance des risques tels que la surcharge, le vieillissement de l'isolation, le relâchement de la structure, etc. Éviter les arrêts de la chaîne de production dus à une défaillance du transformateur en cours de production et réduire les pertes économiques.

4) Scénarios environnementaux spéciaux

• Objets concernés : transformateurs dans les zones alpines, les zones côtières à forte humidité et à forte teneur en sel, et les zones à forte saleté.
• Valeur fondamentale : surveillance ciblée du niveau d'huile (anti-condensation), de l'isolation de l'enveloppe (encrassement/corrosion par projection de sel), de la mise à la terre du cœur (risque d'humidité élevée), adaptée aux besoins d'un fonctionnement dans des conditions environnementales extrêmes.

5) Scénarios de prolongation de la durée de vie et d'optimisation de l'exploitation et de la maintenance pour les transformateurs plus anciens

• Objets concernés : anciens transformateurs dont la durée de vie dépasse 15 ans et dont les performances d'isolation se sont détériorées mais n'ont pas atteint la norme de remplacement.
• Valeur fondamentale : en surveillant et en évaluant avec précision l'état de santé, il remplace la maintenance régulière et réalise la “maintenance conditionnelle”, prolongeant la durée de vie de l'équipement et réduisant les coûts de remplacement.

6) Scénarios de contrôle intelligent pour les nouvelles sous-stations

• Objets concernés : nouvelles sous-stations intelligentes, transformateurs de soutien des centrales électriques numériques.
• Valeur fondamentale : connexion transparente avec le système SCADA et la plateforme de jumelage numérique pour créer un fichier de santé sur l'ensemble du cycle de vie afin de soutenir l'exploitation et la maintenance intelligentes des sous-stations.