Surveillance de l'amplitude locale du transformateur

发布时间：16 septembre 2025 08:24:36

  1. La décharge partielle d'un transformateur (appelée "décharge locale") fait référence au milieu isolant interne du transformateur sous l'action d'un champ électrique, à la zone locale du phénomène de décharge non pénétrante, cette décharge ne provoquera pas immédiatement une rupture de l'isolation, mais l'existence à long terme de l'isolation continuera à détériorer le matériau isolant, et finalement peut conduire à de graves défaillances de l'isolation, de sorte que la surveillance de la décharge locale est destinée à protéger le transformateur. Par conséquent, la surveillance des décharges locales est le maillon essentiel pour garantir la sécurité de l'isolation des transformateurs.​
  1. Le principe de base de la surveillance de la décharge des transformateurs est de capturer toutes sortes de signaux physiques générés dans le processus de décharge par des capteurs spéciaux, ces signaux comprennent les signaux électriques (tels que le courant pulsé, les ondes électromagnétiques à ultra-haute fréquence), les signaux acoustiques (tels que les ultrasons) et les signaux optiques, etc., puis, grâce à la technologie de traitement et d'analyse des signaux, de rétablir l'état réel de la décharge et de fournir une base pour l'évaluation des défaillances.​
  1. La méthode du courant pulsé est une technologie de détection des signaux électriques couramment utilisée dans la surveillance des décharges locales des transformateurs. Elle recueille le signal de courant pulsé généré par la décharge locale en connectant une impédance de détection spéciale en série aux deux extrémités du circuit ou de l'enroulement mis à la terre du transformateur. Cette méthode peut refléter directement la taille de la charge de la décharge locale, et la sensibilité de la mesure est élevée. Il s'agit de l'une des principales technologies de surveillance précoce des décharges locales, largement utilisée dans les tests en usine des transformateurs et dans la détection hors ligne sur le terrain, et maintenant également intégrée progressivement dans le système de surveillance en ligne.​
  1. La technologie de surveillance UHF vise à détecter l'onde électromagnétique UHF générée lors du processus de décharge localisée (la fréquence est généralement comprise entre 300 MHz et 3 GHz). Lorsqu'une décharge localisée se produit à l'intérieur du transformateur, elle s'accompagne d'un rayonnement électromagnétique à haute fréquence, et les capteurs UHF peuvent capter ces signaux par le biais d'une fenêtre spéciale située sur la paroi de la cuve ou par le biais d'une voie intégrée. Cette technologie présente l'avantage d'avoir une forte capacité anti-interférence, d'éviter efficacement l'influence des interférences de fréquence industrielle et d'autres signaux d'interférence à basse fréquence dans le réseau électrique, et de localiser avec précision la position de la décharge locale.​
  1. La technologie de surveillance par ultrasons se concentre sur le signal ultrasonique formé par la vibration mécanique générée par la décharge locale (la fréquence est généralement comprise entre 20kHz et 200kHz), les capteurs ultrasoniques sont généralement installés dans la paroi extérieure de la cuve du transformateur, et la surveillance est réalisée par la réception de signaux de vibration ultrasonique déclenchés par la décharge locale. Comme les ondes ultrasoniques se propagent dans les milieux solides lorsque l'atténuation est plus rapide, cette technologie permet de mieux positionner la décharge locale dans l'espace et, lorsqu'elle est utilisée en combinaison avec la technologie de surveillance des signaux électriques, elle permet d'améliorer considérablement la précision de l'évaluation de la décharge locale.​
  1. Le traitement du signal du système de surveillance de la décharge locale du transformateur est crucial. Le signal original recueilli est souvent mélangé à un grand nombre de signaux d'interférence, tels que les interférences électromagnétiques externes, le bruit des vibrations de l'équipement, etc. Il est donc nécessaire d'éliminer les interférences par des techniques de filtrage (telles que le filtrage numérique, le filtrage adaptatif), puis d'utiliser les algorithmes d'amplification du signal et de reconnaissance de la forme d'onde pour extraire les paramètres caractéristiques du signal de décharge locale (tels que l'amplitude de l'impulsion, le temps de montée, la fréquence de répétition), jetant ainsi les bases d'une analyse ultérieure.​
  1. La reconnaissance des motifs des signaux de décharge locale est une technologie clé pour déterminer le type de décharge locale, et les différents types de décharges locales (par exemple, décharge d'isolation le long de la surface, décharge d'entrefer, décharge corona) correspondent à des caractéristiques de signaux différentes. Le système de surveillance établit une bibliothèque de caractéristiques de signaux de décharge locale et adopte des algorithmes intelligents tels que l'apprentissage automatique et le réseau neuronal pour faire correspondre et identifier les caractéristiques de signaux extraites, afin de déterminer les types spécifiques de décharges locales et d'aider le personnel d'exploitation et de maintenance à analyser les causes profondes des défaillances.​
  1. La sensibilité de la surveillance des décharges locales des transformateurs influe directement sur la rapidité de l'alerte. Un système de surveillance de haute qualité doit être capable de détecter les signaux de décharge locale dont la charge est inférieure à quelques dizaines de picocuries (pC). Afin d'améliorer la sensibilité, outre la sélection de capteurs de haute précision, il est également nécessaire d'optimiser le chemin de transmission du signal pour réduire l'atténuation du signal, tout en utilisant un module d'acquisition du signal à faible bruit pour réduire l'impact du bruit propre au système sur les résultats de la surveillance.​
  1. La fonction de localisation de la décharge locale est un élément important de la surveillance de la décharge locale du transformateur. Pour les grands transformateurs de puissance, la détermination précise de la localisation de la décharge locale peut réduire considérablement le temps de dépannage. Actuellement, les méthodes de positionnement couramment utilisées comprennent la méthode de positionnement par différence de temps (par différence de temps entre les signaux reçus par plusieurs capteurs pour calculer l'emplacement de la décharge locale), la méthode de positionnement par comparaison d'amplitude (selon la différence d'amplitude entre les signaux reçus par différents capteurs pour déterminer la zone de décharge locale), et certains systèmes avancés sont également combinés à la technologie de modélisation tridimensionnelle pour obtenir l'affichage visuel de l'emplacement de la décharge locale.​
  1. Le système de surveillance en ligne de la décharge locale peut assurer une surveillance ininterrompue 24 heures sur 24 de l'état de la décharge locale du transformateur. Le système se compose de deux parties : l'unité de surveillance sur site et le centre d'analyse en arrière-plan. L'unité de surveillance sur site est responsable de l'acquisition des signaux et du traitement préliminaire, et transmet les données à l'arrière-plan par communication filaire ou sans fil, tandis que le centre d'analyse de l'arrière-plan effectue une analyse approfondie des données, génère un rapport de surveillance et envoie un message d'alarme lorsque la décharge locale est anormale, ce qui est applicable à l'équipement de transformation principal des sous-stations importantes.​
  1. L'équipement de surveillance LD portable présente l'avantage d'une grande flexibilité et convient à l'inspection régulière des transformateurs, à la recherche de défauts et à d'autres scénarios. De taille compacte, facile à transporter, l'équipement peut être installé temporairement pour collecter les signaux de décharge locale, avec un logiciel d'analyse spécial permettant de traiter et de diagnostiquer les données sur site, de déterminer rapidement si le transformateur présente des problèmes de décharge locale, et de fournir au personnel d'exploitation et de maintenance une aide immédiate à la prise de décision.​
  1. La conception anti-interférences du système de surveillance des décharges locales est essentielle pour garantir la fiabilité des données de surveillance. Il existe un grand nombre d'interférences électromagnétiques dans l'environnement de fonctionnement du système électrique, telles que les interférences corona des lignes à haute tension et les radiations électromagnétiques des équipements voisins. C'est pourquoi le système doit prendre de multiples mesures anti-interférences, y compris la conception du blindage du capteur, le blindage et la mise à la terre du câble de transmission du signal, la conception de la compatibilité électromagnétique de la liaison d'acquisition de données, ainsi que le niveau logiciel de l'algorithme d'identification et de rejet du signal d'interférence.​
  1. L'analyse des tendances des données de surveillance des décharges locales peut fournir une base à long terme pour l'évaluation de l'état de l'isolation du transformateur, grâce à une période de temps (mois, années) de suivi des données de décharge locale, d'analyse de la charge de décharge locale, de la fréquence et d'autres paramètres de la tendance. Si les paramètres de décharge locale sont stables, cela signifie que les performances d'isolation du transformateur sont bonnes ; si les paramètres continuent d'augmenter ou changent soudainement, cela indique que la détérioration de l'isolation peut s'accélérer et qu'il est nécessaire de prendre des mesures d'intervention en temps utile.​
  1. L'application synergique de la surveillance de la décharge locale et d'autres techniques de surveillance peut améliorer l'exhaustivité de l'évaluation de l'état du transformateur. Par exemple, la combinaison de la surveillance de la décharge locale et de la surveillance des gaz dans l'huile, lorsqu'une décharge locale se produit, l'huile du transformateur peut produire des gaz caractéristiques (tels que l'hydrogène, l'acétylène), les deux types de données de surveillance se corroborent l'un l'autre et il est possible d'évaluer plus précisément le type de défauts et la gravité des défauts ; la synergie avec la surveillance de la température permet de comprendre si la décharge s'accompagne d'un phénomène de surchauffe locale. En outre, la surveillance de la température permet de savoir si la décharge locale s'accompagne d'un phénomène de surchauffe locale et de mieux comprendre la tendance de développement du défaut.​
  1. Le réglage du seuil d'alarme du système de surveillance de la décharge locale doit être configuré individuellement en fonction du modèle de transformateur, des années de fonctionnement, du niveau de tension et d'autres facteurs. Un seuil trop élevé peut conduire à des alarmes manquées (absence de défauts de décharge locale précoces), un seuil trop bas peut conduire à des fausses alarmes (augmentation des coûts d'exploitation et de maintenance inutiles). Il est généralement nécessaire de combiner les données d'essai de l'usine du transformateur, les données d'exploitation historiques et les normes et standards pertinents, afin d'élaborer une stratégie d'alarme scientifique et raisonnable ; une partie du système intelligent peut également ajuster automatiquement le seuil en fonction des conditions d'exploitation.​
  1. L'étalonnage régulier du système de surveillance du rayonnement local est une mesure nécessaire pour garantir la précision de la surveillance, étant donné que les performances des capteurs et la précision du module d'acquisition des signaux peuvent changer au fil du temps. Il est donc nécessaire d'étalonner régulièrement le système à l'aide d'une source de signal de rayonnement local standard, conformément aux normes applicables, afin de vérifier la sensibilité des capteurs, l'intégrité de la liaison de transmission du signal et la précision des algorithmes de traitement des données, de manière à garantir la crédibilité des données de surveillance.​
  1. Pour les transformateurs plus anciens, la surveillance des décharges locales est plus importante. Le matériau d'isolation du vieux transformateur est entré dans la phase de vieillissement, la probabilité de décharge locale est relativement élevée et la vitesse de développement du défaut peut être plus rapide. L'installation d'un système de surveillance des décharges locales permet de saisir en temps réel le processus de détérioration de l'isolation et de planifier à l'avance la maintenance ou le remplacement, afin d'éviter l'arrêt du transformateur en raison d'une défaillance de l'isolation et de garantir la continuité de l'alimentation électrique.​
  1. Le système de surveillance de la décharge locale joue un rôle important dans la construction du réseau intelligent, en tant que composant clé de la surveillance de l'état de l'équipement électrique, ses données de surveillance peuvent être connectées au système d'automatisation intégré de la sous-station ou du centre régional de dispatching de l'électricité pour réaliser la surveillance à distance et la gestion centralisée de l'état du transformateur. Le centre de dispatching peut coordonner les ressources d'exploitation et de maintenance en fonction des données de décharge locales de plusieurs transformateurs afin d'améliorer le niveau global d'exploitation et de maintenance intelligentes du réseau électrique.​
  1. La tendance au développement de la technologie de surveillance des décharges locales présente des caractéristiques intelligentes et intégrées. D'une part, l'application d'algorithmes d'intelligence artificielle dans l'analyse des signaux de décharge locale continue de s'approfondir, comme le modèle de reconnaissance des signaux de décharge locale basé sur l'apprentissage profond, qui peut encore améliorer la précision du jugement du type de décharge locale ; d'autre part, le module de surveillance de la décharge locale a été progressivement intégré aux autres fonctions de surveillance du transformateur (par exemple, la surveillance de la température et des vibrations) pour former une surveillance intégrée de multiparamètres. D'autre part, le module de surveillance de la décharge locale est progressivement intégré à d'autres fonctions de surveillance du transformateur (telles que la surveillance de la température et des vibrations) pour former un terminal de surveillance intégré multiparamètres, ce qui réduit l'espace d'installation et le coût de l'équipement et améliore l'efficacité globale du système.​
  1. La gestion de l'exploitation et de la maintenance du système local de surveillance des rejets doit établir un système parfait, comprenant une sauvegarde régulière des données, une inspection de l'équipement et des procédures de traitement des pannes. Le personnel chargé de l'exploitation et de la maintenance doit être familiarisé avec le principe de fonctionnement et la méthode d'exploitation du système, et être capable de gérer les défaillances du système de surveillance lui-même (telles que la défaillance d'un capteur, l'interruption de la communication), afin de garantir que le système continue à fonctionner de manière stable, et de fournir une garantie solide pour le fonctionnement sûr et fiable du transformateur.