Funzione e implementazione del terminale di monitoraggio del trasformatore di distribuzione

• funzionalità di base:: Distribuzione di energiaMonitoraggio dei trasformatoriIl terminale (TTU) è un dispositivo elettronico intelligente installato sul lato a bassa tensione di un trasformatore di distribuzione, progettato per fornire un'acquisizione dati ad alta precisione e in tempo reale, la misurazione e il monitoraggio dello stato dei parametri operativi chiave del trasformatore e delle sue linee di alimentazione.

• Dimensioni della raccolta dati: L'ambito di monitoraggio comprende grandezze elettriche (tensione, corrente, potenza, energia elettrica, armoniche, ecc.) e non elettriche (temperatura dell'avvolgimento/olio, livello dell'olio, parametri ambientali, ecc.

• Comunicazioni e architetturaL'uso di tecnologie di comunicazione wireless (ad esempio, 4G/5G) o cablate di livello industriale per trasmettere dati a un sistema principale è un componente importante che costituisce il livello di rilevamento dell'Internet delle cose (IoT) per la distribuzione di energia.

• Intelligenza localeCapacità di edge computing integrata per eseguire analisi dei dati localizzate, valutazione degli eventi e controllo logico, migliorando la velocità di risposta ai guasti e l'affidabilità del sistema.

• valore applicatoLa sua applicazione principale è quella di supportare la gestione fine delle perdite di linea, la manutenzione predittiva dello stato delle apparecchiature, il monitoraggio della qualità dell'energia e la localizzazione rapida dei guasti nelle reti di distribuzione, ed è l'apparecchiatura tecnica chiave per realizzare l'automazione e il funzionamento intelligente e la manutenzione delle reti di distribuzione.

Analisi del modulo funzionale principale

Unità di acquisizione dati e metrologia ad alta precisione

La funzione principale del terminale di monitoraggio del trasformatore di distribuzione è quella di raccogliere tutti i parametri elettrici del lato secondario del trasformatore. L'integrazione interna di un chip di misurazione ad alta precisione è in grado di monitorare e calcolare in tempo reale la tensione trifase, la corrente trifase, la potenza attiva, la potenza reattiva, il fattore di potenza, la frequenza e la potenza attiva/reattiva inversa. Inoltre, il terminale avanzato è dotato di capacità di analisi della qualità dell'alimentazione, misurando le componenti armoniche di tensione e corrente fino al 21° o superiore, il tasso di distorsione armonica totale (THD) e lo squilibrio trifase. Questi dati forniscono la base per la caratterizzazione del carico, le statistiche sulla conformità della tensione e la tracciabilità dei problemi di qualità dell'alimentazione.

Oltre alle grandezze elettriche, il terminale consente di monitorare lo stato fisico del corpo del trasformatore configurando una serie di interfacce di sensori. Ciò include la misurazione delle temperature dell'avvolgimento e dell'olio superiore tramite resistenze al platino o sensori a fibre ottiche e il monitoraggio del livello dell'olio tramite sensori di pressione. Per i trasformatori di tipo box, è possibile estendere il monitoraggio di grandezze ambientali come lo stato dell'interruttore magnetico della porta. I dati in tempo reale di queste grandezze non elettriche sono un indicatore diretto per valutare la capacità di carico del trasformatore, le condizioni di isolamento e la sicurezza operativa.

Unità di comunicazione ed elaborazione dati

In quanto nodo di collegamento tra le apparecchiature sul campo e la stazione master remota, la capacità di comunicazione del terminale è fondamentale. I moderni terminali di monitoraggio sono comunemente integrati con moduli di comunicazione wireless di livello industriale, che supportano vari standard di rete come 4G/5G/NB-IoT per garantire l'affidabilità e le prestazioni in tempo reale del canale di uplink dei dati. La trasmissione dei dati segue i protocolli di comunicazione standard del settore energetico, come IEC 60870-5-104 o DL/T645, per garantire l'interoperabilità con i sistemi master di diversi fornitori.

Con lo sviluppo della tecnologia edge computing, i terminali non sono più solo unità di trasmissione dei dati. Il microprocessore (MCU) o il sistema incorporato possono eseguire un'elaborazione dei dati localizzata e un'analisi intelligente. Ad esempio, il terminale può valutare autonomamente eventi come sovratensione, sottotensione, sovraccarico, interruzione di fase e grave squilibrio trifase e segnalare in modo proattivo le informazioni di allarme. Allo stesso tempo, può anche memorizzare localmente i dati storici e rinnovare la trasmissione dei dati dopo il ripristino di un'interruzione della comunicazione, garantendo l'integrità dei dati. Alcuni dei terminali avanzati dispongono anche di funzioni di controllo logico locale, in grado di controllare il getto e il taglio dei condensatori di compensazione della potenza reattiva o di pilotare gli interruttori automatici BT per eseguire operazioni di commutazione e chiusura in base alle strategie preimpostate o ai comandi della stazione master.

Applicazioni a livello di sistema e valore tecnico

Il terminale di monitoraggio dei trasformatori di distribuzione è la base per realizzare la gestione fine della rete di distribuzione. Confrontando la potenza totale esportata dal trasformatore con i dati di tutti i contatori lato utente nell'area della stazione, può calcolare con precisione la perdita di linea nell'area della stazione e fornire un potente supporto di dati per l'indagine sulle perdite non tecniche (furto di elettricità).

In termini di gestione degli asset delle apparecchiature, i dati di funzionamento a lungo termine raccolti dal terminale (ad esempio, tasso di carico, profilo di temperatura) possono essere utilizzati per costruire modelli di salute dei trasformatori, realizzare la valutazione delle condizioni e la previsione della vita utile, guidando così la formulazione di strategie di manutenzione predittiva basate sulle condizioni, sostituendo la tradizionale revisione ciclica, riducendo i costi operativi e di manutenzione e migliorando la disponibilità delle apparecchiature.

In termini di affidabilità dell'alimentazione, il terminale è in grado di segnalare gli eventi di interruzione dell'alimentazione in tempo reale, riducendo significativamente i tempi di localizzazione dei guasti. In combinazione con la funzione di analisi topologica della stazione master di automazione della distribuzione (DMS), può isolare rapidamente le aree guaste e ripristinare l'alimentazione nelle aree non guaste, riducendo efficacemente l'indice di durata media delle interruzioni (SAIDI).

Terminale di monitoraggio del trasformatore di distribuzione Specifiche e funzioni

Domande frequenti (FAQ)

1. Quali sono le principali aree di ritorno dell'investimento per l'installazione di terminali di monitoraggio dei trasformatori di distribuzione?

Il suo ritorno sull'investimento si riflette principalmente in tre aspetti: in primo luogo, le perdite economiche ridotte grazie a una gestione raffinata delle perdite di linea e alla lotta contro i furti di energia; in secondo luogo, i costi operativi e di manutenzione derivanti dall'estensione della vita utile dei trasformatori e dalla riduzione dei guasti imprevisti per le riparazioni di emergenza grazie alla manutenzione predittiva; in terzo luogo, i benefici indiretti derivanti dal miglioramento dell'affidabilità della fornitura di energia, dalla riduzione dell'impatto delle interruzioni di corrente sulle attività socio-economiche e dal miglioramento della soddisfazione dei clienti.

2. Come viene garantita la sicurezza dei dati del terminale?

La sicurezza dei dati è garantita da diversi meccanismi. In primo luogo, il terminale e la stazione master sono logicamente isolati utilizzando la tecnologia della rete privata virtuale, come l'APN dedicato o il VPDN; in secondo luogo, nel livello di trasmissione, è possibile utilizzare protocolli di crittografia come TLS/SSL per criptare i dati di comunicazione; infine, nel livello di applicazione, l'accesso e il controllo non autorizzati sono impediti mediante meccanismi di autenticazione delle identità e di gestione dei diritti.

3. Le TTU possono lavorare in modo indipendente?

La TTU può eseguire l'acquisizione locale indipendente dei dati, la valutazione degli eventi e gli allarmi. Tuttavia, il suo valore fondamentale risiede nel collegamento con il sistema della stazione principale (ad esempio, il sistema di automazione della distribuzione, il sistema di raccolta delle informazioni sul consumo di energia). Solo caricando i dati sulla stazione principale per un'analisi, una visualizzazione e un processo decisionale completi, può svolgere il suo ruolo massimo nell'ottimizzazione della rete e nella gestione intelligente.

4. Quanto tempo occorre per installare un terminale di monitoraggio? Richiede un'interruzione prolungata dell'alimentazione?

Per i tecnici esperti, l'installazione di un terminale di monitoraggio sul lato BT di un trasformatore (compresi TA, PT o misuratore multifunzione, corpo del terminale e antenna, ecc.) può essere completata in genere in 1-2 ore. L'intero processo richiede solo una breve interruzione sul lato BT e di solito non ha ripercussioni sul cliente per un lungo periodo.

5. La manutenzione del terminale è complessa?

Il terminale di monitoraggio adotta componenti di livello industriale e un design ad alto livello di protezione, che garantisce un'elevata affidabilità ed è sostanzialmente esente da manutenzione. La manutenzione ordinaria si concentra principalmente sugli aggiornamenti del software in remoto, sulle configurazioni dei parametri e sulle ispezioni dello stato. La manutenzione in loco è solitamente necessaria solo in caso di guasti hardware, come la sostituzione dei moduli di comunicazione o di alimentazione.