Como escolher o sistema de monitoramento on-line do isolamento da bucha do transformador? Análise abrangente do monitoramento on-line da bucha do transformador

A bucha do transformador é um componente isolante central no sistema de transmissão e distribuição de alta tensão que está sujeito a tensões elétricas e mecânicas. De acordo com as estatísticas do setor, a falha da carcaça é responsável por cerca de 15% do número total de falhas em equipamentos de energia e é uma das principais causas de interrupções não planejadas do transformador. Quando ocorre a ruptura do isolamento da carcaça de alta tensão, as perdas de equipamentos e de energia são muitas vezes incalculáveis e, em casos graves, também causam incêndios. Por causa disso, cada vez mais subestações, usinas de energia e usuários industriais usarão o sistema de monitoramento on-line do isolamento da bucha no sistema de manutenção das condições do equipamento, a fim de obter a percepção contínua do estado de saúde da bucha.

I. Por que o isolamento da bucha do transformador precisa de monitoramento on-line?

Em condições operacionais severas de alta tensão, alta corrente, alternância de calor e frio, o material de isolamento interno sofrerá umidade, envelhecimento, descarga parcial e outros processos de deterioração progressiva. Esse tipo de falha geralmente ocorre no ciclo de inspeção off-line entre o desenvolvimento silencioso e o aparecimento de anormalidades óbvias que colocam em risco a segurança do equipamento ou até mesmo causam danos irreversíveis.

Os testes preventivos off-line tradicionais são limitados pelos intervalos de revisão e não capturam defeitos de isolamento que se desenvolvem rapidamente. Estudos demonstraram que algumas falhas na carcaça variam de nenhum aviso a uma avaria catastrófica em questão de dias ou semanas, enquanto cerca de 50% das falhas na carcaça acabam resultando em incêndio. O sistema de monitoramento on-line é capaz de coletar continuamente as características do isolamento sob a condição de operação energizada do transformador e detectar defeitos ocultos precocemente por meio da análise de tendências, transformando assim a "manutenção após o fato" passiva em uma "revisão da condição" ativa e reduzindo significativamente o risco de desligamentos não planejados e o custo da revisão.

Em segundo lugar, quais são as principais formas de monitoramento on-line das buchas do transformador?

Há várias rotas técnicas para o monitoramento on-line do isolamento da carcaça, e diferentes métodos têm suas próprias dimensões de monitoramento e cenários de aplicação, portanto, entender esses métodos é um pré-requisito para a seleção correta.

1. Monitoramento da perda dielétrica e da capacitância

As alterações no fator de perda dielétrica e na capacitância equivalente são calculadas continuamente por meio da coleta do sinal de corrente da tela final do invólucro e do sinal de tensão secundária do PT. A perda dielétrica elevada geralmente significa que o isolamento está sujeito à umidade, ao envelhecimento ou à intrusão de sujeira; o desvio anormal da capacitância pode indicar defeitos locais na camada de isolamento interno. Atualmente, esse é o meio mais amplamente usado para monitorar o isolamento da carcaça, com tecnologia madura e alta cobertura.

2. Monitoramento on-line de descargas parciais

Para a detecção de descargas de carga causadas por defeitos como bolhas de ar e impurezas no isolamento, os sensores normalmente usados incluem transformadores de corrente de alta frequência, sondas ultrassônicas e antenas de frequência ultra-alta. O uso complementar do monitoramento de descarga local e do monitoramento de perda dielétrica pode melhorar significativamente a taxa de detecção de falhas precoces e é adequado para equipamentos críticos com altos requisitos de condição de isolamento.

3. Monitoramento on-line da temperatura

A temperatura do corpo e do ponto de conexão da carcaça é um importante indicador de resistência de contato e anormalidade da corrente capacitiva. Os sensores de temperatura de fibra óptica fluorescente têm vantagens óbvias na medição da temperatura do invólucro de alta tensão devido ao seu isolamento elétrico completo e às características de interferência antieletromagnética, capturando sinais de superaquecimento local precoce que aparecem antes das alterações na perda dielétrica ou na capacitância.

4. Monitoramento de gás dissolvido em petróleo

Aplicável à carcaça imersa em óleo, ele detecta o conteúdo e a tendência dos gases característicos no óleo da carcaça para determinar se há superaquecimento interno ou falhas de descarga. O método é particularmente adequado para a avaliação aprofundada da condição de isolamento de carcaças imersas em óleo de alto valor.

5. Diagnósticos de fusão multiparâmetro

A fusão e a análise de dados multidimensionais, como perda dielétrica, capacitância, descarga local, temperatura etc., por meio de modelos algorítmicos, é a principal direção do desenvolvimento tecnológico atual. A fusão de vários parâmetros pode melhorar significativamente a precisão da detecção de falhas na carcaça e obter uma previsão da tendência de deterioração do isolamento, fornecendo um suporte de dados mais poderoso para a tomada de decisões de manutenção.

Em terceiro lugar, o sistema de monitoramento on-line do isolamento da bucha do transformador consiste em quais partes?

Um sistema completo de monitoramento on-line do isolamento da carcaça geralmente consiste nas seguintes unidades principais:

1. Unidade de aquisição de corrente da tela final

De acordo com a estrutura da tela da extremidade do invólucro, conexão de correspondência personalizada, proteção de limitação de tensão integrada e circuito de proteção contra impacto de raios, com boa capacidade de blindagem eletromagnética, inibe efetivamente a mistura de sinal de interferência no local, para proteger a pureza do sinal coletado.

2. Monitoramento on-line inteligente IED (unidade de controle e medição de dados)

Instalado no local do transformador, ele integra as funções de aquisição de sinal de detecção, cálculo em tempo real da quantidade característica, supressão de interferência harmônica e armazenamento local. Alguns sistemas avançados também anexam canais de temperatura, correção de temperatura em tempo real dos dados de monitoramento, para que os resultados da medição reflitam com mais precisão o estado real de isolamento da carcaça.

3. Unidade de exibição local

Configuração no local do visor LCD de alta definição, exibição em tempo real da capacidade do invólucro, valor da perda dielétrica, corrente de fuga da tela final e outros parâmetros principais, conveniente para que o pessoal de operação e manutenção compreenda rapidamente o status do equipamento no local; o design da tela geralmente leva em conta a legibilidade do brilho externo.

4. unidade de comunicação de rede

Suporta RS485, fibra óptica e outras formas de interface, compatível com Modbus RTU, IEC 61850 e outros protocolos de comunicação convencionais, para atender aos requisitos de acesso de diferentes sistemas de automação de subestações e garantir a transmissão e o relatório confiáveis dos dados de monitoramento.

5. Software de gerenciamento analítico de back-office

Agregue dados de monitoramento de todas as carcaças em toda a estação e até mesmo em toda a rede, realize análise de tendências históricas, comparação horizontal, alarme de limite excessivo, geração de relatório de diagnóstico de falhas e monitoramento centralizado, etc., forneça ao pessoal de manutenção uma base científica para avaliação de condições e ofereça suporte à integração e à implementação com a plataforma de monitoramento on-line integrada da subestação.

Em quarto lugar, a compra do sistema de monitoramento on-line do isolamento da bucha do transformador deve considerar quais fatores?

Ao avaliar e selecionar um modelo, é recomendável considerar as seguintes dimensões de forma abrangente, em vez de simplesmente comparar um parâmetro técnico específico:

1. Cobertura da função de monitoramento

É dada prioridade à identificação dos parâmetros do núcleo que precisam ser monitorados, incluindo perda dielétrica e capacitância, descarga local, temperatura ou gás no óleo. Para transformadores principais importantes ou buchas UHV, recomenda-se escolher um sistema que ofereça suporte ao diagnóstico por fusão de vários parâmetros para obter uma avaliação mais abrangente da condição do isolamento.

2. Capacidade de integração de sistemas

Concentre-se em saber se o sistema suporta o acoplamento perfeito com as plataformas de automação integrada de subestações existentes, sistemas de despacho ou plataformas de operação e manutenção baseadas em nuvem para evitar a formação de silos de dados, o que afeta o valor de utilização real dos dados de monitoramento.

3. Aplicabilidade em campo

Isso inclui saber se o nível de proteção do equipamento atende aos requisitos do ambiente de instalação, se o método de montagem do sensor corresponde à estrutura da tela final do invólucro a ser monitorado e se é necessária a construção de interrupções ou se a instalação eletrificada pode ser realizada.

4. Anti-interferência e confiabilidade

O ambiente eletromagnético da subestação é complexo, o sistema deve ter um projeto maduro de supressão de harmônicos e anti-interferência, para garantir a estabilidade e a credibilidade dos resultados da medição em condições de forte interferência, para evitar que alarmes falsos afetem a operação e a manutenção normais.

5. Qualificação do fabricante e capacidade de serviço

O monitoramento on-line do isolamento da carcaça envolve a segurança de alta tensão. Deve-se escolher um fabricante profissional com qualificações relevantes no setor de energia elétrica e desempenho de engenharia maduro, com foco na velocidade de resposta do serviço pós-venda, na capacidade de suporte técnico e na capacidade de garantia de peças sobressalentes.

6. Conformidade e conformidade com padrões

O sistema deve estar em conformidade com os padrões técnicos relevantes do setor de energia elétrica nacional e com os requisitos da State Grid e da Southern Power Grid para testes de acesso à rede, a fim de garantir que o sistema tenha uma base para uso compatível no projeto real.

V. Perguntas frequentes (FAQ)

P: O monitoramento on-line e os testes periódicos off-line das buchas do transformador podem substituir um ao outro?

R: Os dois não podem ser completamente substituídos, mas têm uma relação complementar. A vantagem do monitoramento on-line está na continuidade e no tempo real, que podem capturar a degradação do isolamento que ocorre entre os ciclos de teste off-line; enquanto o teste off-line tem maior precisão de medição e itens de teste mais ricos, que podem ser usados como um meio de diagnóstico aprofundado depois que as anormalidades são detectadas pelo monitoramento on-line. Recomenda-se que os dois sejam combinados para formar um sistema de gerenciamento da integridade do isolamento da carcaça.

P: A instalação do sistema de monitoramento on-line de buchas afetará a operação normal do transformador?

R: O sistema de monitoramento on-line da carcaça projetado profissionalmente realiza a aquisição de sinais conectando o fio condutor da tela final da carcaça, sem interferir diretamente na estrutura do corpo da carcaça. Parte do sistema suporta a instalação eletrificada, que quase não afeta a operação normal do transformador. No entanto, o processo de instalação ainda precisa cumprir rigorosamente as normas de segurança de alta tensão, e recomenda-se que seja operado por profissionais qualificados.

P: Como faço para lidar com alarmes falsos no sistema?

R: Os alarmes falsos geralmente estão relacionados à interferência harmônica da rede, fiação solta do sensor ou parâmetros do sistema definidos incorretamente. Os técnicos do fabricante devem ser contatados para solucionar problemas de qualidade do sinal, verificar o status da fiação da tela final e verificar se o limite de alarme está definido de forma razoável. Os sistemas de alta qualidade geralmente têm algoritmos de supressão de interferência perfeitos, que podem controlar a taxa de alarme falso em um nível baixo.

P: O mesmo sistema de monitoramento pode ser usado para carcaças de diferentes níveis de tensão?

R: Normalmente, o mesmo conjunto de mainframe de monitoramento pode ser configurado com diferentes sensores e módulos de aquisição para atender às necessidades de monitoramento de carcaças de 110kV a 500kV ou até mesmo níveis de tensão mais altos, mas é necessário confirmar com o fabricante o esquema específico de configuração de hardware e a compatibilidade de sinal.

P: Como os dados de monitoramento on-line fazem interface com o sistema de gerenciamento da instalação?

R: O sistema de monitoramento on-line da carcaça convencional é compatível com protocolos de comunicação padrão e pode ser integrado ao PMS, ao EAM e a outros sistemas de gerenciamento de equipamentos, bem como à plataforma de monitoramento on-line integrada à subestação. Recomenda-se que os métodos específicos de acoplamento e os requisitos de interface sejam confirmados com os fabricantes e os departamentos de tecnologia da informação no estágio inicial do projeto.

Entre em contato com a Inotera para obter orientação profissional sobre o programa

Se precisar saber mais sobre as soluções técnicas do sistema de monitoramento on-line do isolamento da bucha do transformador, entre em contato com a equipe técnica profissional da INNOTD. A INNOTD é especializada no campo de monitoramento on-line e conscientização das condições de equipamentos de energia e pode fornecer consultoria técnica direcionada e propostas de soluções de acordo com o tipo de equipamento, o nível de tensão, as condições da estação e as necessidades de integração do sistema.

Visite o site oficial para obter mais informações sobre o produto: www.innotd.com

declaração negando ou limitando a responsabilidade

O conteúdo deste artigo é apenas para referência e conhecimento técnico do setor. A descrição técnica, os cenários de aplicação e as recomendações de seleção baseiam-se na compilação de conhecimentos gerais do setor e não constituem a base para o projeto de soluções de engenharia específicas. A seleção real de diferentes projetos deve ser combinada com as condições do local, os parâmetros do equipamento e os padrões relacionados, por profissionais qualificados para avaliar e confirmar. Este artigo não é responsável por quaisquer consequências de decisões de engenharia decorrentes da referência ao conteúdo deste artigo. Se tiver alguma dúvida técnica, consulte os fabricantes profissionais ou os órgãos do setor.