Soluzioni di monitoraggio delle scariche parziali nei trasformatori a diversi livelli di tensione

• Il livello di tensione determina il livello di rischio: Maggiore è il livello di tensione, maggiori sono i rischi derivanti dalle scariche parziali; di conseguenza, aumentano anche i requisiti di precisione e affidabilità del sistema di monitoraggio, e le strategie di configurazione devono essere progettate in modo gerarchico in base al livello di tensione
• Trasformatore di distribuzione 10 kV/35 kV: Essendo i più numerosi ma di importanza relativamente minore, è consigliabile adottare soluzioni economiche a sensore singolo o doppio, concentrandosi in particolare sui siti soggetti a guasti frequenti o difficili da gestire dal punto di vista operativo.
• Trasformatore principale urbano da 110 kV: Importanza medio-alta; si consiglia di adottare una soluzione a 4 canali con doppio sensore (ultrasuoni + corrente ad alta frequenza) per garantire un equilibrio tra prestazioni e investimento
• Trasformatore principale dell'interconnessione 220 kV/500 kV: Poiché i nodi principali della rete elettrica hanno un ampio raggio d'azione in caso di guasti, è opportuno adottare una soluzione integrata che combini ultrasuoni, corrente ad alta frequenza e ultraalta frequenza, in modo da non lasciare alcuna zona non monitorata

1. Strategia di configurazione a livelli

2. Descrizione dettagliata della configurazione per ciascun livello di tensione

2.1 Trasformatore di distribuzione (10 kV/35 kV)

Dato che i trasformatori di distribuzione sono numerosi e distribuiti in modo dispersivo, non è né possibile né necessario effettuare il monitoraggio online delle scariche parziali su ogni singolo apparecchio. La strategia di configurazione dovrebbe prevedere un'installazione selettiva, dando priorità ai trasformatori che alimentano utenti importanti, a quelli obsoleti e a quelli che hanno subito guasti in passato. La soluzione si basa principalmente su sensori a ultrasuoni singoli, che garantiscono la massima semplicità di installazione e il minor costo di investimento. Per i trasformatori di distribuzione particolarmente importanti è possibile passare a una soluzione a doppio sensore.

2.2 Sottostazione urbana (110 kV)

Le sottostazioni da 110 kV sono solitamente situate nei centri di carico urbani e le interruzioni di corrente hanno un impatto su un'area molto estesa. La soluzione a 4 canali con sensori a ultrasuoni e corrente ad alta frequenza rappresenta una scelta con un buon rapporto qualità-prezzo. Due sensori a ultrasuoni distribuiti in posizioni diverse del trasformatore forniscono un riferimento per la localizzazione delle scariche, mentre due sensori di corrente ad alta frequenza monitorano rispettivamente i impulsi di scarica parziale del nucleo e del circuito di messa a terra dei morsetti.

2.3 Sottostazione di snodo (220 kV)

Le sottostazioni da 220 kV costituiscono i nodi nevralgici delle reti elettriche regionali e richiedono requisiti significativamente più elevati in termini di completezza e affidabilità del monitoraggio. La soluzione di fusione a tre sensori utilizza gli ultrasuoni per la localizzazione, la corrente ad alta frequenza per l'acquisizione ad alta sensibilità e le frequenze ultra-alte per la conferma anti-interferenza, con una verifica incrociata tra i tre sensori. La configurazione a 6 canali consente di installare sensori su ogni circuito di messa a terra e in più punti del serbatoio dell'olio.

2.4 Sottostazione principale (500 kV)

L'importanza delle sottostazioni da 500 kV è evidente: il fermo di un singolo trasformatore principale comprometterebbe la sicurezza dell'intera rete elettrica regionale. Oltre alla soluzione di fusione dei dati provenienti da tre sensori, occorre prendere in considerazione anche la configurazione ridondante dei sensori critici, l'integrazione dei dati di monitoraggio delle scariche parziali nella piattaforma di monitoraggio integrata a livello di sottostazione e la realizzazione di una diagnostica multidimensionale in sinergia con il monitoraggio della cromatografia dell'olio e della temperatura.

3. Domande frequenti

3.1 Domanda: È conveniente installare un sistema di monitoraggio delle scariche parziali su un trasformatore di distribuzione?

Risposta: L'installazione su tutti i trasformatori di distribuzione non sarebbe effettivamente conveniente. La strategia consigliata è quella di procedere con un'implementazione selettiva: effettuare prima un'installazione di prova in siti chiave e decidere se estenderla in base ai risultati effettivi. Le soluzioni leggere a sensore singolo sono già in grado di fornire una capacità di allerta di base per le scariche parziali, con un rapporto costi-benefici ragionevole.

3.2 Domanda: È sufficiente utilizzare due sensori per un trasformatore da 110 kV? È necessario ricorrere alle frequenze ultra-alte?

Risposta: Per la maggior parte delle sottostazioni da 110 kV urbane, l'ambiente elettromagnetico rientra nei limiti accettabili e la soluzione a doppio sensore è sufficiente. Solo se la sottostazione si trova in prossimità di fonti di forti interferenze elettromagnetiche, come stazioni radio o stazioni radar, è necessario prendere in considerazione il passaggio a una soluzione a frequenza ultraalta.

3.3 Domanda: Esistono differenze nelle strategie di configurazione tra i siti di nuova creazione e quelli già esistenti?

Risposta: Nella fase di progettazione di un nuovo impianto è possibile preinstallare sensori a ultraalta frequenza integrati durante la fabbricazione dei trasformatori, in modo da ottenere una disposizione ottimale dei sensori. Per la ristrutturazione di impianti esistenti si ricorre principalmente a sensori esterni installabili senza interruzione dell'alimentazione; i sensori a ultrasuoni e a corrente ad alta frequenza non sono soggetti a questa limitazione.

3.4 Domanda: È possibile gestire in modo unificato i dati di sistemi con livelli di tensione diversi?

Risposta: Sì. Grazie a una piattaforma di monitoraggio integrata e a un protocollo standardizzato per il caricamento dei dati, è possibile raccogliere i dati relativi al monitoraggio delle scariche parziali provenienti da diverse stazioni presso un centro diagnostico regionale, consentendo così un monitoraggio centralizzato e una gestione unificata.

3.5 Domanda: Esistono configurazioni universali consigliate per diversi livelli di tensione?

Risposta: Se si desidera una configurazione con il campo di applicazione più ampio, la soluzione a 4 canali con doppio sensore (ultrasuoni + corrente ad alta frequenza) rappresenta l'opzione più versatile: è in grado di fornire un monitoraggio efficace delle scariche parziali su trasformatori da 35 kV a 220 kV, offrendo un buon equilibrio tra rapporto qualità-prezzo e campo di applicazione.

Esclusione di responsabilità: il contenuto di questo articolo è solo per scambi e riferimenti tecnici e non costituisce alcuna forma di impegno di approvvigionamento o offerta di contratto. I parametri tecnici del prodotto, la configurazione e il prezzo del contratto effettivo e dell'accordo tecnico prevalgono. I dati tecnici e i casi trattati in questo articolo provengono da informazioni pubbliche e dalla pratica ingegneristica, se aggiornati senza preavviso.

Avete bisogno di una soluzione per il monitoraggio delle scariche parziali nei trasformatori con diversi livelli di tensione? Contattate Innotongda per ricevere consigli professionali su come implementare una soluzione a più livelli. Numero verde: 13959168359 (stesso numero su WeChat).