Monitoramento da amplitude local do transformador

发布时间：16 de setembro de 2025 08:24:36

  1. A descarga parcial do transformador (chamada de “descarga local”) refere-se ao meio de isolamento interno do transformador sob a ação do campo elétrico, a área local do fenômeno de descarga não penetrante, essa descarga não causará imediatamente a quebra do isolamento, mas a existência de longo prazo do isolamento continuará a deteriorar o material de isolamento e, em última análise, poderá levar a falhas graves de isolamento, de modo que o monitoramento da descarga local é para proteger o transformador. Portanto, o monitoramento da descarga local é o elo principal para garantir a segurança do isolamento do transformador.​
  1. O princípio fundamental do monitoramento de descarga do transformador é capturar todos os tipos de sinais físicos gerados no processo de descarga por meio de sensores especiais. Esses sinais abrangem sinais elétricos (como corrente de pulso, onda eletromagnética de frequência ultra-alta), sinais acústicos (como ultrassônicos) e sinais ópticos etc. e, em seguida, por meio da tecnologia de processamento e análise de sinais, restaurar o estado real da descarga e fornecer a base para o julgamento de falhas.​
  1. O método de corrente pulsada é uma tecnologia de detecção de sinal elétrico comumente usada no monitoramento de descarga local do transformador, que coleta o sinal de corrente pulsada gerado pela descarga local ao conectar uma impedância de detecção especial em série em ambas as extremidades do circuito aterrado ou do enrolamento do transformador. Esse método pode refletir diretamente o tamanho da carga da descarga local, e a sensibilidade da medição é alta. É uma das principais tecnologias do monitoramento precoce de descargas locais, amplamente utilizada no teste de fábrica do transformador e na detecção off-line em campo, e agora também está gradualmente integrada ao sistema de monitoramento on-line.​
  1. A tecnologia de monitoramento UHF tem como objetivo detectar a onda eletromagnética UHF gerada no processo de descarga localizada (a frequência é geralmente de 300 MHz a 3 GHz). Quando ocorre uma descarga localizada dentro do transformador, ela é acompanhada por radiação eletromagnética de alta frequência, e os sensores UHF podem capturar esses sinais por meio da janela especial na parede do tanque ou da forma integrada. Essa tecnologia tem a vantagem de ter uma forte capacidade anti-interferência, pode efetivamente evitar a influência da interferência de frequência industrial e outros sinais de interferência de baixa frequência na rede elétrica e localizar com precisão a posição da descarga local.​
  1. A tecnologia de monitoramento ultrassônico se concentra no sinal ultrassônico formado pela vibração mecânica gerada pela descarga local (a frequência é geralmente de 20kHz a 200kHz), os sensores ultrassônicos geralmente são instalados na parede externa do tanque do transformador e o monitoramento é realizado por meio da recepção de sinais de vibração ultrassônica acionados pela descarga local. Como as ondas ultrassônicas se propagam em meios sólidos quando a atenuação é mais rápida, essa tecnologia pode alcançar melhor o posicionamento espacial da descarga local e, quando usada em combinação com a tecnologia de monitoramento de sinais elétricos, pode melhorar muito a precisão do julgamento da descarga local.​
  1. O processamento do sinal do sistema de monitoramento de descarga local do transformador é crucial; o sinal original coletado é frequentemente misturado com um grande número de sinais de interferência, como interferência eletromagnética externa, ruído de vibração do equipamento etc. Portanto, é necessário remover a interferência por meio de técnicas de filtragem (como filtragem digital, filtragem adaptativa) e, em seguida, usar a amplificação do sinal, algoritmos de reconhecimento de forma de onda, para extrair os parâmetros característicos do sinal de descarga local (como amplitude de pulso, tempo de subida, frequência de repetição), a fim de estabelecer a base para a análise subsequente.​
  1. O reconhecimento de padrões de sinais de descarga local é uma tecnologia fundamental para determinar o tipo de descarga local, e diferentes tipos de descargas locais (por exemplo, isolamento ao longo da descarga de superfície, descarga de espaço de ar, descarga corona) correspondem a diferentes características de sinal. O sistema de monitoramento estabelece uma biblioteca de recursos de sinal de descarga local e adota algoritmos inteligentes, como aprendizado de máquina e rede neural, para combinar e identificar os recursos de sinal extraídos, de modo a determinar os tipos específicos de descargas locais e ajudar a equipe de operação e manutenção a analisar as causas básicas das falhas.​
  1. A sensibilidade do monitoramento da descarga local do transformador afeta diretamente a pontualidade do aviso de falha, e um sistema de monitoramento de alta qualidade deve ser capaz de detectar sinais de descarga local com uma carga abaixo do nível de dezenas de picocuries (pC). Para aumentar a sensibilidade, além da seleção de sensores de alta precisão, também é necessário otimizar o caminho de transmissão do sinal para reduzir a atenuação do sinal e, ao mesmo tempo, usar um módulo de aquisição de sinal de baixo ruído para reduzir o impacto do ruído do próprio sistema nos resultados do monitoramento.​
  1. A função de localização da descarga local é uma parte importante do monitoramento da descarga local do transformador. Para transformadores de grande porte, a determinação precisa da localização da descarga local pode reduzir significativamente o tempo de solução de problemas. No momento, os métodos de posicionamento comumente usados incluem o método de posicionamento por diferença de tempo (por meio da diferença de tempo entre os sinais recebidos por vários sensores para calcular o local da descarga local), o método de posicionamento por comparação de amplitude (de acordo com a diferença de amplitude entre os sinais recebidos por diferentes sensores para determinar a área de descarga local) e alguns dos sistemas avançados também são combinados com a tecnologia de modelagem tridimensional para obter a exibição visual do local da descarga local.​
  1. O sistema de monitoramento de descarga local on-line pode realizar o monitoramento ininterrupto de 24 horas do status de descarga local do transformador. O sistema é composto por duas partes: unidade de monitoramento no local e centro de análise de fundo. A unidade de monitoramento no local é responsável pela aquisição de sinais e pelo processamento preliminar e transmite os dados para os bastidores por meio de comunicação com ou sem fio, enquanto o centro de análise de bastidores realiza uma análise aprofundada dos dados, gera o relatório de monitoramento e envia a mensagem de alarme quando a descarga local é anormal, o que é aplicável ao equipamento principal do transformador de subestações importantes.​
  1. O equipamento portátil de monitoramento LD tem a vantagem da alta flexibilidade e é adequado para inspeção regular do transformador, investigação de falhas e outros cenários. De tamanho compacto e fácil de transportar, o equipamento pode ter sensores instalados temporariamente para coletar sinais de descarga local, com software de análise especial para realizar o processamento e o diagnóstico de dados no local, podendo determinar rapidamente se o transformador tem problemas de descarga local, para que a equipe de operação e manutenção ofereça suporte imediato à tomada de decisões.​
  1. O projeto anti-interferência do sistema de monitoramento de descarga local é a chave para garantir a confiabilidade dos dados de monitoramento. Há um grande número de interferências eletromagnéticas no ambiente operacional do sistema de energia, como a interferência corona das linhas de alta tensão e a radiação eletromagnética de equipamentos próximos. Por esse motivo, o sistema precisa tomar várias medidas anti-interferência, incluindo o projeto de blindagem do sensor, blindagem e aterramento do cabo de transmissão de sinal, projeto de compatibilidade eletromagnética do link de aquisição de dados, bem como o nível de software do algoritmo de identificação e rejeição do sinal de interferência.​
  1. A análise de tendências dos dados de monitoramento de descarga local pode fornecer uma base de longo prazo para a avaliação do status do isolamento do transformador, por meio de um período de tempo (como meses, anos) de rastreamento de dados de descarga local, análise da carga de descarga local, frequência e outros parâmetros da tendência. Se os parâmetros de descarga local forem estáveis, isso significa que o desempenho do isolamento do transformador é bom; se os parâmetros parecerem continuar a aumentar ou sofrerem alterações repentinas, isso indica que o isolamento pode estar se deteriorando de forma acelerada e que é necessário tomar medidas de intervenção em tempo hábil.​
  1. A aplicação sinérgica do monitoramento de descarga local e de outras técnicas de monitoramento pode melhorar a abrangência da avaliação da condição do transformador. Por exemplo, a combinação do monitoramento de descarga local e do monitoramento de gás no óleo, quando ocorre a descarga local, o óleo do transformador pode produzir gases característicos (como hidrogênio, acetileno), os dois tipos de dados de monitoramento corroboram um com o outro e podem ser avaliados com mais precisão o tipo de falhas e a gravidade das falhas; em sinergia com o monitoramento de temperatura, pode-se entender se a descarga é acompanhada pelo fenômeno de superaquecimento local. Além disso, com o monitoramento da temperatura, é possível saber se a descarga local é acompanhada pelo fenômeno de superaquecimento local e compreender melhor a tendência de desenvolvimento da falha.​
  1. A definição do limite de alarme do sistema de monitoramento de descarga local precisa ser configurada individualmente de acordo com o modelo do transformador, os anos de operação, o nível de tensão e outros fatores. Um limite muito alto pode levar à perda de alarmes (falta de falhas de descarga local precoce) e um limite muito baixo pode levar a alarmes falsos (aumentando os custos desnecessários de operação e manutenção). Em geral, é necessário combinar os dados de teste de fábrica do transformador, os dados históricos de operação e os padrões e normas relevantes para desenvolver uma estratégia de alarme científica e razoável; parte do sistema inteligente também pode ajustar automaticamente o limite de acordo com as condições de operação.​
  1. A calibração regular do sistema de monitoramento de radiação local é uma medida necessária para proteger a precisão do monitoramento, pois o desempenho dos sensores e a precisão do módulo de aquisição de sinal podem mudar com o passar do tempo de operação. Portanto, é necessário calibrar o sistema regularmente com uma fonte de sinal de radiação local padrão, de acordo com os padrões relevantes, para verificar a sensibilidade dos sensores, a integridade do link de transmissão de sinal e a precisão dos algoritmos de processamento de dados, de modo a garantir a credibilidade dos dados de monitoramento.​
  1. Para transformadores mais antigos, o monitoramento da descarga local é de maior importância. O material de isolamento do transformador antigo entrou no estágio de envelhecimento, a probabilidade de descarga local é relativamente alta e a velocidade de desenvolvimento da falha pode ser mais rápida. Com a instalação do sistema de monitoramento de descarga local, o processo de deterioração do isolamento pode ser apreendido em tempo real, e o plano de manutenção ou substituição pode ser planejado com antecedência, de modo a evitar o desligamento do transformador devido à falha no isolamento e garantir a continuidade do fornecimento de energia.​
  1. O sistema de monitoramento de descarga local desempenha um papel importante na construção da rede inteligente. Como um componente essencial do monitoramento da condição do equipamento de energia, seus dados de monitoramento podem ser conectados ao sistema de automação integrado da subestação ou ao centro de despacho de energia regional para obter o monitoramento remoto e o gerenciamento centralizado do status do transformador. O centro de despacho pode coordenar os recursos de operação e manutenção de acordo com os dados de descarga local de vários transformadores para melhorar o nível geral de operação e manutenção inteligente da rede elétrica.​
  1. A tendência de desenvolvimento da tecnologia de monitoramento de descarga local apresenta características inteligentes e integradas, por um lado, a aplicação de algoritmos de inteligência artificial na análise de sinais de descarga local continua a se aprofundar, como o modelo de reconhecimento de sinal de descarga local baseado em aprendizado profundo, que pode melhorar ainda mais a precisão do julgamento do tipo de descarga local; por outro lado, o módulo de monitoramento da descarga local foi gradualmente integrado às outras funções de monitoramento do transformador (por exemplo, monitoramento de temperatura e vibração) para formar um monitoramento integrado de multiparâmetros. Por outro lado, o módulo de monitoramento da descarga local é gradualmente integrado a outras funções de monitoramento do transformador (como monitoramento de temperatura e vibração) para formar um terminal de monitoramento integrado multiparâmetro, o que reduz o espaço de instalação e o custo do equipamento e melhora a eficiência geral do sistema.​
  1. O gerenciamento de operação e manutenção do sistema de monitoramento de descarga local precisa estabelecer um sistema perfeito, incluindo backup regular de dados, inspeção de equipamentos e procedimentos de tratamento de falhas. O pessoal de operação e manutenção precisa estar familiarizado com o princípio de funcionamento e o método de operação do sistema e ser capaz de lidar com as falhas do próprio sistema de monitoramento (como falha do sensor, interrupção da comunicação), para garantir que o sistema continue a operar de forma estável e forneça uma forte garantia para a operação segura e confiável do transformador.