Mainframe per il monitoraggio online delle condizioni dei trasformatori

• Nucleo di aggregazione ed elaborazione dei dati: Mainframe per il monitoraggio online delle condizioni dei trasformatoriÈ l'unità di elaborazione centrale (CPU) dell'intero sistema di monitoraggio, responsabile della raccolta, della sincronizzazione, dell'archiviazione e della pre-elaborazione di dati eterogenei massicci provenienti da tutti i sensori front-end (ad es. DGA, microacqua, amplificatore locale, ecc.) ed è l'hub chiave che collega il livello di rilevamento con il livello applicativo.
• Capacità di edge computing: I moderni host di monitoraggio integrano potentiedge computingche consente l'analisi in tempo reale, l'estrazione delle caratteristiche e la diagnosi iniziale dei guasti alla fonte dei dati. Ciò riduce notevolmente la dipendenza dalla larghezza di banda di comunicazione e consente una risposta agli allarmi locali al millisecondo, migliorando il tempo reale e l'affidabilità del sistema.
• Conversione di protocollo e gateway di dati: Come gateway di dati del sistema, l'host di monitoraggio ha una forte compatibilità di protocollo, in grado di convertire una varietà di protocolli di comunicazione proprietari o standard dei sensori (ad esempio Modbus a valle) in protocolli standardizzati per il master (ad esempio IEC 61850 a monte, MQTT) per ottenere una perfetta integrazione dei dati.
• Piattaforma di O&M e gestione remota: Il server Web integrato e le funzioni di gestione remota consentono al personale O&M di accedere in remoto al computer host tramite la rete per la configurazione del dispositivo, il monitoraggio dello stato, gli aggiornamenti del firmware (OTA) e la risoluzione dei problemi, riducendo in modo significativo la complessità e i costi della manutenzione in loco.

Funzioni principali e architettura tecnica

Mainframe per il monitoraggio online delle condizioni dei trasformatorio come viene chiamatoUnità di acquisizione dati (DAU)或Unità di gestione intelligenteL'obiettivo del progetto è quello di operare a lungo, in modo stabile e affidabile, nel difficile ambiente elettromagnetico di una sottostazione e di svolgere complesse attività di calcolo e comunicazione.

Piattaforma hardware di livello industriale ad alte prestazioni

La base fisica dell'host è la sua piattaforma hardware, che deve soddisfare gli standard Industry 4.0 per garantire l'affidabilità in ambienti estremi.

• Processori e architetture: Spesso basati su prestazioni elevateComputer di livello industriale (IPC)或sistema incorporatoLe piattaforme con processori ARM o x86 a basso consumo e alta potenza di calcolo garantiscono la capacità di gestire senza problemi flussi di dati in multitasking.
• Design adattato all'ambiente: Adotta un design di raffreddamento senza ventole, un'ampia gamma di temperature operative (da -40℃ a +85℃), un involucro completamente schermato in metallo e supera il rigoroso test di compatibilità elettromagnetica (EMC) di livello 4 per resistere alle forti interferenze elettromagnetiche, alle sovratensioni e alle ampie variazioni di temperatura nella sottostazione.
• Tipi di interfaccia ricchi: Fornisce una varietà di interfacce industriali, come porte seriali RS-485/232 isolate multiple per il collegamento dei sensori, porte Gigabit Ethernet multiple per il caricamento dei dati e il collegamento in rete locale, nonché interfacce DI/DO (Digital Input/Output) per il collegamento degli allarmi e la ricezione dello stato di commutazione.

Acquisizione dati multicanale con sincronizzazione temporale ad alta precisione

La capacità di acquisizione dei dati del computer host determina direttamente l'accuratezza e la profondità di analisi del sistema di monitoraggio.

• Capacità di accesso ai dati: È in grado di accedere ai dati di decine o addirittura centinaia di punti di misura contemporaneamente, coprendo tutti i sottosistemi di monitoraggio e ottenendo una gestione centralizzata dei dati.
• Meccanismi di sincronizzazione temporale: Orologio ad alta precisione incorporato e supporto diGPS/BeiDouTemporizzazione satellitare oNTP/PTPI protocolli temporali della rete sono accuratamente allineati per garantire che tutti i dati raccolti siano marcati temporalmente con uniformità ed elevata precisione. Ciò è essenziale per l'analisi di fase dei segnali di scarica locali, la registrazione sequenziale degli eventi di guasto (SOE) e la sincronizzazione dei dati a livello di rete.

Edge computing e preelaborazione dei dati

Questa è la chiave per distinguere un moderno host di monitoraggio da una tradizionale unità di trasmissione dati (RTU).

• Pulizia dei dati e statuti: I dati grezzi vengono filtrati, denoisati, rimossi i valori anomali e formattati in una struttura di dati interna unificata, gettando le basi per le analisi successive.
• Estrazione di caratteristiche in tempo reale: La trasformata di Fourier (FFT) in tempo reale, l'analisi wavelet, ecc. vengono eseguite su dati di forma d'onda acquisiti ad alta velocità (ad esempio, segnali di scarica locale) per estrarre le loro caratteristiche di ampiezza, fase e dominio della frequenza e per trasformare i dati grezzi non strutturati in informazioni strutturate significative.
• Allarmi locali in tempo reale: Soglia di allarme e giudizio logico integrati, quando un determinato parametro o un gruppo di parametri supera il limite, senza attendere il comando del master, l'host può pilotare direttamente l'allarme acustico e visivo locale o il circuito di sgancio attraverso l'interfaccia DO per ottenere una risposta rapida.

Compatibilità della piattaforma software e del protocollo

Il software definisce la flessibilità, la scalabilità e le capacità di integrazione dell'host di monitoraggio.

Architettura software modulare a strati

Per garantire la stabilità e la manutenibilità del sistema, è stata adottata una progettazione del software a strati e modulare.

• Driver Layer: Include driver di comunicazione speciali per diverse marche e tipi di sensori, realizzando hardware “plug and play”.
• Livello di elaborazione dati e servizi: Livello funzionale centrale, responsabile del calcolo dei dati, della memorizzazione, della valutazione degli allarmi e del funzionamento del modello diagnostico.
• Livello di interfaccia dell'applicazione: Fornire interfacce dati standardizzate alle applicazioni di livello superiore, come servizi web, OPC UA o interfacce di database.

Ampio supporto di protocolli di comunicazione (funzione di gateway di protocollo)

Il mainframe deve essere in grado di “abbassare la testa” e aprire il collegamento dati.

Supporto del protocollo verso il basso (lato sensore)

• Supporto completoModbus RTU/TCPI protocolli industriali e di potenza standard, come il DL/T 645, nonché i protocolli privati dei principali produttori di sensori.

Supporto del protocollo superiore (lato master/cloud)

• IEC 61850: Completamente compatibile con lo standard IEC 61850, può essere utilizzato come dispositivo elettronico intelligente (IED) per accedere senza problemi alla rete del livello di controllo della stazione della sottostazione intelligente e realizzare la comunicazione MMS/GOOSE.
• iec 60870-5-101/104: Supporta i tradizionali statuti di telecontrollo dell'energia per una facile compatibilità con i vecchi sistemi di dispacciamento o il back office.
• MQTT/HTTP/OPC UA: Supporta i protocolli leggeri dell'Internet delle cose (IoT) e i protocolli dell'Industrial Internet, facilitando l'invio di dati direttamente alle piattaforme Big Data basate su cloud o alle piattaforme Industrial Internet.

Funzioni intelligenti di diagnostica e gestione dei dati

L'host non è solo un trasportatore di dati, ma un esecutore di diagnosi intelligenti.

Modelli diagnostici e sistemi esperti integrati

Il mainframe è curato internamente con standard industriali ed esperienza di esperti ed è in grado di eseguire una diagnostica iniziale autonoma.

• Integrazione dell'algoritmo standard: incorporatoTriangolo di Duval (matematica), il metodo del triplo rapporto e altri modelli diagnostici di mappatura della DGA.
• Calcolo dell'Indice di salute (HI): In base al modello di ponderazione preimpostato, la fusione di più parametri di monitoraggio, il calcolo in tempo reale dell'indice di salute globale del trasformatore e l'indicazione di “sano”, “preoccupato”, “anormale”, “pericoloso” e altri livelli di stato.

Archiviazione locale dei dati e tracciabilità storica

• Archiviazione ad alta capacità: L'SSD o la scheda SD integrata di livello industriale ad alta capacità può memorizzare fino a mesi o addirittura anni di dati storici, registrazioni di forme d'onda ed eventi di allarme.
• Disconnessione: Quando la comunicazione con il master viene interrotta, i dati vengono mantenuti localmente intatti; quando la comunicazione viene ripristinata, il master carica automaticamente i dati aggiuntivi del periodo di interruzione per garantire l'integrità dei dati del master.

Configurazione e manutenzione da remoto

• Server web incorporato: Il personale addetto al funzionamento e alla manutenzione può accedere direttamente all'indirizzo IP del computer host tramite il browser per configurare i parametri dell'apparecchiatura, visualizzare i dati in tempo reale, scaricare i dati storici e analizzare i log del sistema.
• Aggiornamento remoto del firmware (OTA): Supporta aggiornamenti remoti sicuri del firmware e upgrade del modello di algoritmo agli host attraverso la rete, consentendo di completare le iterazioni del sistema senza la necessità della presenza di personale.

Il mainframe di monitoraggio online delle condizioni dei trasformatori è il motore principale per realizzare la gestione intelligente delle apparecchiature elettriche. Per garantire che il vostro sistema di monitoraggio abbia un “cervello” potente, affidabile e intelligente, contattate i nostri esperti di integrazione dei sistemi per una consulenza gratuita. In base alle vostre esigenze specifiche, vi consiglieremo la piattaforma host di monitoraggio più adatta e vi forniremo un programma completo di integrazione del sistema.