Système de surveillance en ligne des transformateurs

I. Composants du système central

1. couche de capteurs

• Capteurs de gazDétection de gaz caractéristiques (méthane, éthylène, acétylène, etc.) dissous dans l'huile de transformateur pour déterminer le vieillissement ou la défaillance de l'isolation.
• Capteur de décharge partielleLes résultats de l'étude sont présentés dans le tableau suivant : acquisition de signaux de décharge localisés à l'intérieur du transformateur (une caractéristique précoce des défauts d'isolation) au moyen d'ultrasons ou d'un couplage électromagnétique.
• capteur de températureContrôle de la température du bobinage (capteur à fibre optique, anti-interférence électromagnétique), de la température de l'huile (résistance en platine), de la température ambiante.
• Capteur de niveau d'huile / pression d'huileContrôlez le niveau du réservoir de carburant (pour éviter la panne sèche) et la pression de l'huile (pour refléter l'état de la circulation du circuit d'huile).
• Capteurs de courant / tensionLa collecte du courant et de la tension de fonctionnement du transformateur (pour le calcul du taux de charge et la détermination de l'état de surcharge).
• Capteurs de vibrationsSurveillance des vibrations du noyau ou de l'enroulement (reflétant des défauts mécaniques tels que le relâchement, la déformation, etc.)

2. couche d'acquisition de données

• Filtrage du signal (pour éliminer les interférences électromagnétiques), amplification (pour améliorer les signaux faibles) ;
• Conversion analogique-numérique (conversion des signaux analogiques en signaux numériques) ;
• Calibrage préliminaire des données (élimination des valeurs aberrantes).

3. couche communication

• Filaire : Ethernet, fibre optique (pour les transmissions à courte distance et à large bande passante dans les sous-stations), bus RS485 (faible coût, grande immunité aux interférences) ;
• Sans fil : LoRa, NB-IoT (réseau étendu à faible consommation pour les zones reculées), 5G (temps réel élevé, prise en charge de la transmission massive de données).

4. le traitement des données et la couche d'application

• base de données complèteLes données historiques et en temps réel sont stockées (par exemple, MySQL, Oracle) ;
• moteur d'analyseAnalyse des tendances des données, diagnostic des défaillances au moyen d'algorithmes (par exemple, réseaux neuronaux, systèmes experts) ;
• Interface homme-machine (IHM)Visualisation de l'état du transformateur (par exemple sur le Web, sur l'écran de surveillance) au moyen de diagrammes, de messages d'alarme, etc.

II. Principaux paramètres de surveillance et importance

III. principes de fonctionnement

1. Détection en temps réelLes paramètres d'état du transformateur sont collectés en continu par des capteurs (par exemple, données DGA toutes les 10 minutes, surveillance des décharges partielles en temps réel) ;
2. transmission de donnéesLa couche d'acquisition envoie les signaux numériques traités au centre de données via le réseau de communication ;
3. analyse intelligente (religion)La plateforme compare les données en temps réel avec les seuils standard (par exemple, DL/T 722-2014 Guidelines for Analysis and Judgement of Dissolved Gases in Transformer Oil), et juge l'état en conjonction avec les tendances historiques (par exemple, le taux de croissance de la concentration de gaz) ;
   • Exemple : si la concentration d'acétylène est >5 μL/L et continue d'augmenter, il peut y avoir un défaut de décharge d'arc ;
4. Alerte précoce et prise de décisionLorsque les paramètres sont anormaux, le système déclenche des alarmes (sonores et lumineuses, SMS, APP push) et donne des suggestions de diagnostic (par exemple, "suggérer d'arrêter et de réviser le boîtier"), ce qui aide le personnel d'exploitation et de maintenance à prendre des décisions.

IV. fonctions essentielles

1. Suivi et visualisation en temps réelAffichage en temps réel des paramètres (par exemple, courbe de température de l'huile, diagramme à secteurs de la concentration de gaz) par l'intermédiaire de l'interface de surveillance, permettant une surveillance centralisée de plusieurs appareils ;
2. Avertissement et diagnostic des défaillancesLe système de gestion de l'énergie est composé d'un certain nombre de fonctions : alerte précoce en cas de paramètres anormaux (par exemple, "alerte de surchauffe de l'enroulement") et algorithmes permettant de localiser le type de défaut (par exemple, "défaut de surchauffe", "vieillissement de l'isolant") ;
3. Évaluation de l'état et prévision de la durée de vieLes données sur la santé de l'équipement sont basées sur des données à long terme (par exemple, "Indice de santé 85/100") et prévoient la durée de vie restante (par exemple, "devrait fonctionner en toute sécurité pendant 5 ans") ;
4. Traçabilité des données historiquesLe système de gestion de l'information de la Commission européenne : Il stocke plusieurs années de données de surveillance et permet d'interroger les variations des paramètres pour une période donnée (par exemple, "analyse du pic de température du pétrole à l'été 2024") ;
5. Gestion des opérations à distanceLe personnel d'exploitation et de maintenance peut vérifier l'état à distance au moyen de téléphones mobiles ou d'ordinateurs, ce qui élimine la nécessité d'inspections sur place (surtout pour les sous-stations éloignées).

V. Scénarios d'application

• centrale électriqueSurveillance du transformateur principal (l'équipement de base qui relie le générateur au réseau) ;
• (transformateur) sous-stationTransformateurs à haute tension 110kV et plus (par exemple 220kV, 500kV sous-stations) ;
• entreprise industrielleTransformateurs de grandes installations pour les industries sidérurgiques, chimiques et autres (pour assurer le fonctionnement continu des lignes de production) ;
• métroles sous-stations de traction des trains à grande vitesse et les transformateurs principaux des métros (afin d'éviter les perturbations dues aux pannes)

VI. avantages par rapport aux tests traditionnels

VII. les tendances du développement

• Fusion profonde de l'IAAméliorer la précision du diagnostic des défauts (par exemple, distinguer les "décharges partielles" des "signaux perturbateurs") grâce à l'apprentissage automatique (par exemple, des modèles d'apprentissage profond) ;
• Intégration de l'IdOLes systèmes de surveillance des équipements de la sous-station (par exemple, les disjoncteurs, les transformateurs) sont reliés au système de surveillance des autres équipements de la sous-station afin d'obtenir des analyses collaboratives de l'état de l'ensemble de la station ;
• La détection sans fil est très répandueLes capteurs passifs (par exemple, la technologie de récolte d'énergie) permettent de réduire le câblage et les coûts d'installation ;
• jumeau numériqueLe modèle virtuel du transformateur est construit pour simuler l'état de fonctionnement à l'aide de données en temps réel, de manière à réaliser la gestion du cycle de vie complet du "lien virtuel et réel".