Sistema di monitoraggio online integrato nel trasformatore
Sistema completo di monitoraggio online dei trasformatori IN-200
Introduzione al sistema
Il sistema di monitoraggio online integrato dei trasformatori è costituito da vari tipi di sensori intelligenti, da un'unità di monitoraggio integrata e da un sistema di monitoraggio di fondo. Il sistema può monitorare in modo sincrono la scarica locale ad alta frequenza del trasformatore/reattore, la scarica locale a radiofrequenza, la scarica locale a ultrasuoni, la corrente di terra del nucleo/clamp, le informazioni sulle vibrazioni, le informazioni sul carico, le informazioni sulla temperatura dell'olio, ecc. e allo stesso tempo può accedere al gas nell'olio, all'imaging a infrarossi delle parti chiave/alla misurazione della temperatura a fibre ottiche, ecc. valutazione dello stato di salute delle apparecchiature del trasformatore/reattore.
Parametri dell'apparecchiatura
| Larghezza di banda dell'amplificatore locale UHF | 200MHz ~ 1,5GHz | Larghezza di banda dell'amplificatore locale HF | 3MHz ~ 30MHz |
| Larghezza di banda dell'amplificatore locale RF | 100MHz ~ 1GHz | Larghezza di banda della scarica locale a ultrasuoni | 80kHz ~ 200kHz |
| Campo di accelerazione delle vibrazioni | -10g ~ +10g | Corrente di dispersione dell'isolamento dell'involucro | 2mA ~ 1000mA |
| Larghezza di banda dell'amplificatore locale HF in cassa | 3MHz ~ 30MHz | Potenza operativa | AC220V ±10% |
| protocolli di comunicazione | DL/T860 (IEC61850) | struttura esterna | Telaio standard da 19" o personalizzato |
| modello incorporato | Modelli di valutazione delle condizioni, modelli di invecchiamento dell'isolamento, modelli di indice di salute | adattamento ambientale | Temperatura ambiente: -40℃ ~ +70℃; Umidità ambiente: 0 ~ 95% (senza condensa) |
Il sistema di monitoraggio online integrato del trasformatore, attraverso l'acquisizione multidimensionale dei dati → la trasmissione stabile → l'elaborazione intelligente → l'analisi accurata → la spinta all'allarme precoce → il supporto al funzionamento e alla manutenzione“, è in grado di controllare in tempo reale lo stato di funzionamento del trasformatore:
I seguenti parametri sono comuni alla rete, la funzione può essere personalizzata, per ottenere informazioni aggiornate e prezzi contattateci].
1. Acquisizione dati collaborativa multi-modulo (strato di rilevamento front-end)
Il sistema si basa sulle postazioni chiave dei trasformatori dislocati nella zona diSensori e unità di monitoraggio specializzati, raccolta in tempo reale di parametri fondamentali che riflettono lo stato dell'apparecchiatura, coprendo più dimensioni come quelle elettriche, della qualità dell'olio, meccaniche, ecc:
- Acquisizione dei parametri elettriciTrasformatore di corrente a flusso zero (per monitorare l'intera corrente dell'involucro), sensore di scarica locale ad alta frequenza (per rilevare il segnale di scarica locale interno), sensore di vibrazione (per catturare la frequenza di vibrazione del nucleo di ferro/avvolgimento), per raccogliere dati come la corrente 2mA-1000mA, il segnale di impulso di scarica locale, l'ampiezza della vibrazione, ecc;
- Acquisizione dei parametri di qualità dell'olioL'unità di monitoraggio dei gas nell'olio analizza continuamente il contenuto di H₂ disciolto, CH₄, C₂H₂ e altri gas caratteristici nell'olio del trasformatore attraverso il sensore gascromatografico (precisione di rilevamento fino a 0,1μL/L) e, allo stesso tempo, il sensore di temperatura dell'olio raccoglie i dati della temperatura dell'olio (intervallo di misurazione - 40℃~+100℃, precisione ±0,5℃);
- Acquisizione dei parametri di isolamentoIl modulo di monitoraggio dell'involucro raccoglie i dati sulle prestazioni dell'isolamento, come la capacità dell'involucro (100pF-50000pF) e il valore della perdita dielettrica (0,001-0,3) attraverso l'unità di misurazione della perdita dielettrica, e contemporaneamente monitora la corrente di messa a terra del nucleo/del morsetto (precisione ±1%) per determinare se l'isolamento è invecchiato o difettoso.
2. Trasmissione dati a prova di manomissione (livello data link)
I dati grezzi raccolti attraverso ilDoppia trasmissione cablata e wirelessSi tratta di un upload stabile verso il backend del sistema, che garantisce l'affidabilità dei dati nel complesso ambiente di alimentazione:
- trasmissione via cavoAdotta un doppino schermato o una fibra ottica, si adatta a Modbus, DL/T860 (IEC 61850) e ad altri protocolli di comunicazione standard dell'industria dell'energia, con una velocità di trasmissione di 100 Mbps, una forte capacità anti-interferenza elettromagnetica ed è adatto al collegamento di apparecchiature fisse nelle sottostazioni;
- trasmissione wirelessPer le centrali elettriche a nuova energia all'aperto e altri scenari di cablaggio scomodi, supporta la comunicazione wireless 4G/5G o LoRa, con una distanza di trasmissione fino a 5 km (modalità LoRa), un tasso di perdita di pacchetti di dati di ≤0,1% e una funzione di trasmissione continua ai punti di interruzione per evitare la perdita di dati;
- Preelaborazione dei datiFiltraggio simultaneo dei dati (per eliminare il rumore delle interferenze elettromagnetiche) e conversione del formato (in formato JSON/XML) durante il processo di trasmissione, ponendo le basi per la successiva elaborazione.
3. Elaborazione intelligente dei dati (livello di elaborazione dei dati)
Il backend del sistema (server locale o piattaforma cloud) esegue la trasmissione datiPulizia, integrazione e stoccaggio, costruzione di database strutturati:
- Pulizia dei datiGli algoritmi di rilevamento degli outlier (ad esempio, il principio 3σ) eliminano i dati non validi (ad esempio, valori di corrente fuori range, variazioni improvvise di temperatura) causati da guasti del sensore o da disturbi di trasmissione e conservano i campioni validi;
- integrazione dei datiIntegrare i dati provenienti da diversi moduli di monitoraggio in base all'associazione “Numero dispositivo - Tempo di raccolta - Tipo di parametro” per formare il “File dati di stato” di un singolo trasformatore e supportare l'interrogazione dei dati storici in base alla dimensione temporale (minuti/ore/giorni);
- archiviazione dei datiAdotta un database distribuito (ad es. cluster MySQL) per archiviare i dati, capacità di archiviazione locale ≥ 1 TB (supporto di 3 anni di conservazione dei dati storici), supporto di archiviazione cloud illimitato e funzione di backup dei dati (backup automatico giornaliero, conservazione dei file di backup per 7 giorni).
4. Analisi congiunta multi-algoritmo (livello di analisi dei dati)
approvare (un disegno di legge, un'ispezione, ecc.)Modelli di settore + algoritmi di intelligenza artificialeI dati elaborati vengono analizzati in profondità per determinare lo stato operativo del trasformatore e i potenziali rischi:
- Analisi di confronto delle soglieConfrontare i parametri in tempo reale con le soglie standard nazionali/industriali (ad esempio GB/T 17623-2017 “Determinazione gascromatografica del contenuto di componenti gassosi disciolti nell'olio isolante”), ad esempio se il contenuto di C₂H₂ nell'olio è superiore a 5 μL/L, viene segnalato come "Guasto di scarico potenziale";
- Analisi delle proiezioni di tendenzaSulla base dei dati storici, vengono utilizzati algoritmi come la regressione lineare e la rete neurale LSTM per prevedere l'andamento dei parametri chiave (ad esempio, l'aumento settimanale della temperatura dell'olio, il tasso di variazione mensile del valore della perdita dielettrica) e identificare in anticipo i guasti a sviluppo lento (ad esempio, l'invecchiamento dell'isolamento);
- Analisi di correlazione multiparametricaCombinare più parametri per determinare in modo completo il tipo di guasto, ad esempio “la temperatura dell'olio aumenta + il contenuto di H₂, CH₄ nell'olio aumenta + l'ampiezza delle vibrazioni diventa maggiore” può essere determinato come “guasto di surriscaldamento del nucleo”, per evitare una valutazione errata di un singolo parametro.
5. Allarme e spinta gerarchici (livello di risposta all'allarme precoce)
In base ai risultati dell'analisi, il sistema premeGravità del guastoAttivare avvisi gerarchici e inviarli al personale O&M attraverso più canali:
- Classificazione di allarme precoceImpostazione “Normale (verde) - Attenzione (giallo) - Allarme precoce (arancione) - Emergenza (rosso)” quattro livelli di avviso, ad esempio, “il valore della perdita dielettrica è leggermente superiore allo standard (0,02-0,03)” fa scattare l'avviso giallo, “la scarica locale Ad esempio, ”il valore della perdita dielettrica è leggermente superiore allo standard (0,02-0,03)" fa scattare l'avviso giallo, "il segnale di emissione locale aumenta improvvisamente e il C₂H₂ nell'olio supera lo standard" fa scattare l'avviso rosso;
- inviare un allarme precoceSono supportati i seguenti quattro metodi: SMS, APP push, finestra pop-up della piattaforma O&M e allarme sonoro e luminoso (locale della sottostazione); il contenuto del push contiene “il numero dell'apparecchiatura, il livello di avviso, i parametri anomali, i possibili tipi di guasto e le misure di trattamento consigliate”, ad esempio “valore di perdita dielettrica dell'involucro del trasformatore principale #1 0,035 ( Allarme precoce), si raccomanda di verificare lo stato di isolamento in loco entro 24 ore”;
- Registri di allarme precoceRegistra automaticamente l'ora di attivazione, i dati dei parametri e i risultati dell'elaborazione di ciascun avviso, formando un record “avviso - smaltimento - ciclo chiuso”, comodo per la successiva tracciabilità e l'ottimizzazione dell'O&M.
6. Supporto decisionale O&M (livello applicativo)
Il sistema traduce i risultati dell'analisi e le informazioni di allerta precoce inRaccomandazioni O&M attuabiliaiutando le aziende elettriche a realizzare una “manutenzione all'avanguardia”:
- Rapporto di valutazione dello stato di avanzamentoIl “Rapporto mensile di valutazione delle condizioni operative” viene generato automaticamente per trasformatori singoli/multipli e contiene grafici di tendenza dei parametri chiave, statistiche di allarme precoce, livello di rischio di guasto (basso / medio / alto), punteggio di salute dell'apparecchiatura (1-100 punti);
- Raccomandazioni per il funzionamento e la manutenzioneRaccomandare misure specifiche per le situazioni di allarme precoce, ad esempio “Interruzione dell'alimentazione di emergenza per la manutenzione” è consigliato per gli avvisi rossi e “Aumentare la frequenza delle ispezioni (da 1 a settimana a 1 al giorno)” è consigliato per gli avvisi gialli;
- Previsione della durata di vita delle apparecchiatureIn base ai dati sulla qualità dell'isolamento e dell'olio a lungo termine, combinati con la vita operativa dell'apparecchiatura, si prevede la vita residua del trasformatore (precisione ±1 anno), fornendo dati a sostegno della sostituzione dell'apparecchiatura (ad esempio, si raccomanda di sostituire in via prioritaria i trasformatori in funzione da 15 anni e con isolamento invecchiato).
Garantire l'efficacia del monitoraggio e la praticità del funzionamento e della manutenzione.
- attualitàL'intervallo di raccolta dei dati più breve è fino a 1 secondo e il ritardo dalla raccolta all'attivazione dell'allarme precoce è di ≤30 secondi, garantendo un rilevamento tempestivo dei guasti;
- precisioneGrazie all'acquisizione ridondante di più sensori (come l'impiego di 2 trasformatori di corrente in una serie di tubi) e alla convalida incrociata di più algoritmi, il tasso di errore dei dati è ≤2%, evitando errori di valutazione e omissioni di giudizio;
- automaticoNon è richiesto alcun intervento umano nell'intero processo, dalla raccolta dei dati alla generazione dei report, riducendo i costi di manodopera O&M;
- compatibilitàSupportare l'interfacciamento con i sistemi di dispacciamento dell'energia (ad es. SCADA) e le piattaforme di gestione delle operazioni e della manutenzione per ottenere la condivisione dei dati e la gestione integrata, e adattarsi a diverse marche e livelli di tensione dei trasformatori (110kV-1000kV).
