Função e implementação do terminal de monitoramento do transformador de distribuição

• funcionalidade principal:: Distribuição de energiaMonitoramento do transformadorO terminal (TTU) é um dispositivo eletrônico inteligente implantado no lado de baixa tensão de um transformador de distribuição, projetado para fornecer aquisição de dados de alta precisão e em tempo real, medição e monitoramento de status dos principais parâmetros operacionais do transformador e de suas linhas de alimentação.

• Dimensões da coleta de dadosDescrição: o escopo do monitoramento abrange grandezas elétricas (tensão, corrente, potência, energia elétrica, harmônicos, etc.) e não elétricas (temperatura do enrolamento/óleo, nível de óleo, parâmetros ambientais, etc.), fornecendo suporte de dados abrangente para a avaliação da condição do equipamento.

• Comunicações e arquiteturaO uso de tecnologias de comunicação sem fio (por exemplo, 4G/5G) ou com fio de nível industrial para transmitir dados a um sistema mestre é um componente importante que forma a camada de detecção da Internet das Coisas (IoT) para distribuição de energia.

• Inteligência localCapacidade de computação de borda integrada para realizar análise de dados localizada, julgamento de eventos e controle lógico, melhorando a velocidade de resposta a falhas e a confiabilidade do sistema.

• valor aplicadoSua principal aplicação é apoiar o gerenciamento fino da perda de linha, a manutenção preditiva do status do equipamento, o monitoramento da qualidade da energia e a rápida localização de falhas nas redes de distribuição, além de ser o principal equipamento técnico para realizar a automação e a operação e manutenção inteligentes das redes de distribuição.

Análise do módulo funcional principal

Unidade de metrologia e aquisição de dados de alta precisão

A principal função do terminal de monitoramento do transformador de distribuição é coletar todos os parâmetros elétricos do lado secundário do transformador. Sua integração interna de chip de medição de alta precisão é capaz de monitorar e calcular em tempo real a tensão trifásica, a corrente trifásica, a potência ativa, a potência reativa, o fator de potência, a frequência e a potência ativa/reativa direta/reversa. Além disso, o Terminal Avançado é equipado com recursos de análise da qualidade da energia, medindo componentes harmônicos de tensão e corrente até o 21º ou superior, taxa de distorção harmônica total (THD) e desequilíbrio trifásico. Esses dados fornecem a base para a caracterização da carga, estatísticas de conformidade de tensão e rastreabilidade de problemas de qualidade de energia.

Além das grandezas elétricas, o terminal permite o monitoramento do estado físico do corpo do transformador por meio da configuração de uma variedade de interfaces de sensores. Isso inclui a medição das temperaturas do enrolamento e do óleo superior por meio de resistores de platina ou sensores de fibra óptica e o monitoramento do nível de óleo por meio de sensores de pressão. Para transformadores do tipo caixa, o monitoramento de quantidades ambientais, como o status da chave magnética da porta, também pode ser estendido. Os dados em tempo real dessas grandezas não elétricas são um indicador direto para avaliar a capacidade de carga do transformador, a condição do isolamento e a segurança operacional.

Unidade de comunicação e processamento de dados

Como um nó que conecta o equipamento de campo e a estação mestre remota, a capacidade de comunicação do terminal é crucial. Os terminais de monitoramento modernos geralmente são incorporados a módulos de comunicação sem fio de nível industrial, com suporte a vários padrões de rede, como 4G/5G/NB-IoT, para garantir a confiabilidade e o desempenho em tempo real do canal de uplink de dados. A transmissão de dados segue os protocolos de comunicação padrão do setor de energia, como IEC 60870-5-104 ou DL/T645, para garantir a interoperabilidade com sistemas mestres de diferentes fornecedores.

Com o desenvolvimento da tecnologia de computação de ponta, os terminais não são mais apenas unidades de encaminhamento de dados. Seu microprocessador embutido (MCU) ou sistema incorporado pode realizar processamento de dados localizado e análise inteligente. Por exemplo, o terminal pode fazer julgamentos de eventos de forma autônoma, como sobretensão, subtensão, sobrecarga, quebra de fase e desequilíbrio trifásico grave, e relatar informações de alarme de forma proativa. Ao mesmo tempo, ele também pode armazenar em cache os dados históricos localmente e renovar a transmissão de dados após a recuperação da interrupção da comunicação, garantindo a integridade dos dados. Alguns dos terminais avançados também têm funções de controle lógico local, que podem controlar a fundição e o corte de capacitores de compensação de energia reativa ou acionar os disjuntores de BT para realizar operações de comutação e fechamento de acordo com as estratégias predefinidas ou comandos da estação mestra.

Aplicativos em nível de sistema e valor técnico

O terminal de monitoramento do transformador de distribuição é a base para a realização do gerenciamento fino da rede de distribuição. Ao comparar a energia total exportada do transformador com os dados de todos os medidores do lado do usuário na área da estação, ele pode calcular com precisão a perda de linha na área da estação e fornecer um poderoso suporte de dados para a investigação de perda não técnica (roubo de eletricidade).

Em termos de gerenciamento de ativos de equipamentos, os dados de operação de longo prazo coletados pelo terminal (por exemplo, taxa de carga, perfil de temperatura) podem ser usados para criar modelos de integridade do transformador, realizar a avaliação da condição e a previsão da vida útil, orientando assim a formulação de estratégias de manutenção preditiva baseadas na condição, substituindo a revisão cíclica tradicional, reduzindo os custos de operação e manutenção e melhorando a disponibilidade do equipamento.

Em termos de confiabilidade do fornecimento de energia, o terminal é capaz de relatar eventos de falta de energia em tempo real, reduzindo significativamente o tempo de localização da falha. Combinado com a função de análise de topologia da estação mestra de automação de distribuição (DMS), ele pode isolar rapidamente as áreas com falhas e restaurar o fornecimento de energia para as áreas sem falhas, reduzindo efetivamente o índice médio de duração da falta de energia (SAIDI).

Especificações e funções do terminal de monitoramento do transformador de distribuição

Perguntas frequentes (FAQ)

1) Quais são as principais áreas de retorno sobre o investimento para a implantação de terminais de monitoramento de transformadores de distribuição?

Seu retorno sobre o investimento se reflete principalmente em três aspectos: primeiro, as perdas econômicas reduzidas por meio do gerenciamento refinado de perdas na linha e do combate ao furto de energia; segundo, os custos de operação e manutenção resultantes da ampliação da vida útil dos transformadores e da redução de falhas inesperadas para reparos de emergência por meio da manutenção preditiva; e, terceiro, os benefícios indiretos resultantes da melhoria da confiabilidade do fornecimento de energia, da redução do impacto das interrupções de energia nas atividades socioeconômicas e do aumento da satisfação do cliente.

2) Como é garantida a segurança dos dados do terminal?

A segurança dos dados é garantida por meio de vários mecanismos. Em primeiro lugar, o terminal e a estação mestra são logicamente isolados usando a tecnologia de rede privada virtual, como APN dedicado ou VPDN; em segundo lugar, na camada de transmissão, protocolos de criptografia, como TLS/SSL, podem ser usados para criptografar os dados de comunicação; e, por último, na camada de aplicativos, o acesso e o controle não autorizados são evitados por meio de mecanismos de autenticação de identidade e gerenciamento de direitos.

3) As TTUs podem trabalhar de forma independente?

A TTU pode realizar aquisição de dados local independente, julgamento de eventos e alarme. No entanto, seu valor principal está no vínculo com o sistema da estação principal (por exemplo, sistema de automação de distribuição, sistema de coleta de informações de consumo de energia). Somente com o upload de dados para a estação principal para análise abrangente, exibição e tomada de decisões é que ela pode desempenhar seu papel mais importante na otimização de toda a rede e no gerenciamento inteligente.

4) Quanto tempo leva para instalar um terminal de monitoramento? É necessária uma interrupção prolongada de energia?

Para técnicos experientes, a instalação de um terminal de monitoramento no lado de baixa tensão de um transformador (incluindo TC, PT ou medidor multifuncional, corpo do terminal e antena, etc.) geralmente pode ser concluída em uma ou duas horas. Todo o processo requer apenas uma pequena interrupção no lado de baixa tensão e, normalmente, não afeta o cliente por um longo período.

5) A manutenção do complexo do terminal é complexa?

O terminal de monitoramento adota componentes de nível industrial e um projeto de alto nível de proteção, que tem alta confiabilidade e é basicamente livre de manutenção. A manutenção de rotina se concentra principalmente em atualizações remotas de software, configurações de parâmetros e inspeções de status. Em geral, a manutenção no local é necessária apenas em caso de falha de hardware, como a substituição de módulos de comunicação ou módulos de fonte de alimentação.