Встроенная в трансформатор система онлайн-мониторинга
IN-200 Система комплексного онлайн-мониторинга трансформаторов
Введение в систему
Интегрированная система онлайн-мониторинга трансформатора состоит из различных типов интеллектуальных датчиков, интегрированного блока мониторинга и системы фонового мониторинга. Система может одновременно контролировать высокочастотный локальный разряд трансформатора/реактора, радиочастотный локальный разряд, ультразвуковой локальный разряд, ток заземления сердечника/зажима, информацию о вибрации, информацию о нагрузке, информацию о температуре масла и т.д., и в то же время, она может получить доступ к газу в масле, инфракрасному изображению ключевых частей/оптическому измерению температуры и т.д., и использовать встроенную модель оценки состояния для интеграции параметров из нескольких источников для анализа, чтобы достичь комплексного мониторинга и оценки состояния здоровья рабочего состояния трансформатора/реакторного оборудования. оценка состояния здоровья трансформаторного/реакторного оборудования.
Параметры оборудования
| Полоса пропускания локального усилителя УВЧ | 200 МГц ~ 1,5 ГГц | Полоса пропускания ВЧ локального усилителя | 3 МГц ~ 30 МГц |
| Полоса пропускания радиочастотного локального усилителя | 100 МГц ~ 1 ГГц | Полоса пропускания ультразвукового локального разряда | 80 кГц ~ 200 кГц |
| Диапазон виброускорения | -10 г ~ +10 г | Ток утечки изоляции корпуса | 2 мА ~ 1000 мА |
| Полоса пропускания ВЧ локального усилителя в корпусе | 3 МГц ~ 30 МГц | Рабочая мощность | AC220V ±10% |
| протоколы связи | DL/T860 (IEC61850) | внешняя структура | 19-дюймовое стандартное шасси или шасси по индивидуальному заказу |
| встроенная модель | Модели оценки состояния, модели старения изоляции, модели индекса здоровья | экологическая адаптация | Температура окружающей среды: -40℃ ~ +70℃; Влажность окружающей среды: 0 ~ 95% (без конденсации) |
Интегрированная в трансформатор система онлайн-мониторинга с помощью шести звеньев "многомерный сбор данных → стабильная передача → интеллектуальная обработка → точный анализ → раннее предупреждение → поддержка эксплуатации и технического обслуживания" позволяет в режиме реального времени контролировать рабочее состояние трансформатора:
Следующие параметры являются общими для сети, функции могут быть настроены, для получения актуальной информации и цен свяжитесь с нами].
1. многомодульный совместный сбор данных (внешний сенсорный слой)
Система опирается на ключевые трансформаторы, расположенные вСпециализированные датчики и устройства контролясбор в реальном времени основных параметров, отражающих состояние оборудования, охватывающих множество параметров, таких как электрика, качество масла, механика и т.д., в частности:
- Получение электрических параметровТрансформатор тока с нулевым потоком (для контроля полного тока корпуса), высокочастотный датчик локального разряда (для обнаружения внутреннего сигнала локального разряда), датчик вибрации (для захвата частоты вибрации железного сердечника/обмотки), для сбора таких данных, как ток 2мА-1000мА, импульсный сигнал локального разряда, амплитуда вибрации и т.д., частота выборки может достигать 1МГц, для обеспечения реального времени и целостности данных;
- Получение параметров качества нефтиБлок мониторинга газа в масле непрерывно анализирует содержание растворенных H₂, CH₄, C₂H₂ и других характерных газов в трансформаторном масле через датчик газовой хроматографии (точность обнаружения до 0,1 мкл/л), и в то же время датчик температуры масла собирает данные о температуре масла (диапазон измерения - 40℃ ~ +100℃, точность ±0,5℃);
- Получение параметров изоляцииМодуль мониторинга оболочки собирает данные о характеристиках изоляции, таких как емкость оболочки (100пФ-50 000пФ) и значение диэлектрических потерь (0,001-0,3) с помощью блока измерения диэлектрических потерь, и одновременно контролирует ток заземления жилы/зажима (точность ±1%), чтобы определить, является ли изоляция старой или дефектной.
2. передача данных с защитой от несанкционированного доступа (канальный уровень)
Исходные данные, собранные с помощьюПроводная и беспроводная двойная передачаЭто стабильная загрузка данных в бэкэнд системы, которая гарантирует надежность данных в сложной энергетической среде:
- проводная передачаОн использует экранированную витую пару или оптическое волокно, адаптируется к протоколам связи Modbus, DL/T860 (IEC 61850) и другим стандартам энергетической отрасли, имеет скорость передачи данных 100 Мбит/с, устойчив к электромагнитным помехам и подходит для подключения стационарного оборудования на подстанциях;
- беспроводная передачаДля наружных электростанций на новых источниках энергии и других неудобных сценариев подключения он поддерживает беспроводную связь 4G/5G или LoRa, с расстоянием передачи до 5 км (режим LoRa), скоростью потери пакетов данных ≤0,1% и функцией непрерывной передачи в точках прерывания, чтобы избежать потери данных;
- Предварительная обработка данных: Одновременная фильтрация данных (для удаления помех от электромагнитных помех) и преобразование формата (в формат JSON/XML) в процессе передачи, закладывая основу для последующей обработки.
3. интеллектуальная обработка данных (слой обработки данных)
Бэкэнд системы (локальный сервер или облачная платформа) выполняет передачу данныхУборка, интеграция и хранениеСоздание структурированных баз данных:
- Очистка данныхАлгоритмы обнаружения выбросов (например, принцип 3σ) устраняют недостоверные данные (например, выходящие за пределы диапазона значения тока, резкие изменения температуры), вызванные сбоями в работе датчиков или помехами при передаче данных, и сохраняют достоверные образцы;
- интеграция данных: Интеграция данных различных модулей мониторинга по принципу "номер оборудования - время сбора - тип параметра", формирование "файла данных о состоянии" одного трансформатора, поддержка запроса исторических данных по временному измерению (минуты / часы / дни);
- хранение данных: Принятие распределенной базы данных (например, MySQL кластер) для хранения данных, локальное хранилище емкостью ≥ 1 ТБ (поддержка 3 лет хранения исторических данных), облачное хранилище поддерживает неограниченное расширение, а также функцию резервного копирования данных (ежедневное автоматическое резервное копирование, сохранение 7 дней резервных файлов).
4. совместный мультиалгоритмический анализ (слой анализа данных)
пройти (законопроект, проверку и т.д.)Отраслевые модели + алгоритмы искусственного интеллектаОбработанные данные подвергаются глубокому анализу для определения рабочего состояния трансформатора и потенциальных рисков:
- Сравнительный анализ порогов: Сравните параметры реального времени с пороговыми значениями национального / промышленного стандарта (например, GB/T 17623-2017 "Газохроматографическое определение содержания растворенных газовых компонентов в изоляционном масле"), например, если содержание C₂H₂ в масле превышает 5 мкл/л, это будет отмечено как "Потенциальная неисправность разряда";
- Анализ прогнозов тенденцийНа основе исторических данных используются алгоритмы линейной регрессии и нейронная сеть LSTM, позволяющие предсказать тенденцию изменения ключевых параметров (например, еженедельное повышение температуры масла, ежемесячное изменение величины диэлектрических потерь) и заранее выявить медленно развивающиеся неисправности (например, старение изоляции);
- Многопараметрический корреляционный анализСочетание нескольких параметров для комплексного определения типа неисправности, например, "температура масла увеличивается + содержание H₂, CH₄ в масле увеличивается + амплитуда вибрации становится больше" может быть определена как "неисправность перегрева сердечника", чтобы избежать неправильной оценки одного параметра.
5. иерархическое предупреждение и подталкивание (уровень раннего предупреждения и реагирования)
Основываясь на результатах анализа, система нажимаетТяжесть пораженияЗапуск иерархических оповещений и передача их персоналу по нескольким каналам:
- Классификация раннего предупрежденияНастройка "Нормальный (зеленый) - Внимание (желтый) - Раннее предупреждение (оранжевый) - Аварийный (красный)" четыре уровня предупреждения, например, "значение диэлектрических потерь немного выше стандарта (0,02-0,03)" срабатывает желтое предупреждение, "локальный разряд Например, "значение диэлектрических потерь немного выше стандарта (0,02-0,03)" вызывает желтое предупреждение, "сигнал местного выброса внезапно увеличивается, а C₂H₂ в масле превышает стандарт" вызывает красное предупреждение;
- раннее оповещениеПоддерживаются следующие четыре метода: SMS, APP push, всплывающее окно платформы O&M, звуковая и световая сигнализация (локальная подстанция), содержание сообщения содержит "номер оборудования, уровень предупреждения, аномальные параметры, возможные типы неисправностей и рекомендуемые меры по устранению", например, "значение диэлектрической потери корпуса главного трансформатора #1 0,035 ( Раннее предупреждение), рекомендуется проверить состояние изоляции на месте в течение 24 часов";
- Записи раннего предупрежденияАвтоматически регистрируйте время срабатывания, данные параметров и результаты обработки каждого предупреждения, формируя запись "предупреждение - утилизация - замкнутый цикл", что удобно для последующего отслеживания и оптимизации эксплуатации и обслуживания.
6. поддержка принятия решений по эксплуатации и техническому обслуживанию (прикладной уровень)
Система преобразует результаты анализа и информацию о раннем предупреждении вДейственные рекомендации по эксплуатации и техническому обслуживаниюПомогая энергетическим компаниям достичь "самого современного технического обслуживания":
- Отчет об оценке состояния: Ежемесячный "Отчет об оценке эксплуатационного состояния" автоматически генерируется для одного/многих трансформаторов и содержит графики трендов ключевых параметров, статистику раннего предупреждения, уровень риска неисправностей (низкий / средний / высокий), оценку состояния оборудования (1-100 баллов);
- Рекомендации по эксплуатации и техническому обслуживанию: Рекомендуйте конкретные меры для ситуаций раннего предупреждения, например, "Аварийное отключение для технического обслуживания" для красного предупреждения, "Увеличение частоты проверок (с 1 раза в неделю до 1 раза в день)" для желтого предупреждения;
- Прогнозирование срока службы оборудования: На основе долгосрочных данных о качестве изоляции и масла в сочетании со сроком эксплуатации оборудования прогнозируется оставшийся срок службы трансформатора (точность ±1 год), что обеспечивает поддержку данных для замены оборудования (например, рекомендуется в приоритетном порядке заменить трансформаторы, проработавшие 15 лет и имеющие стареющую изоляцию).
Гарантировать эффективность мониторинга и практичность эксплуатации и технического обслуживания
- актуальностьНаименьший интервал сбора данных составляет до 1 секунды, а задержка от сбора до подачи сигнала раннего оповещения - ≤30 секунд, что обеспечивает раннее обнаружение неисправностей;
- точностьБлагодаря избыточному сбору данных с нескольких датчиков (например, установке двух трансформаторов тока в одном наборе труб) и перекрестной проверке с использованием нескольких алгоритмов, коэффициент ошибок данных составляет ≤2%, что позволяет избежать ошибок и упущений в суждениях;
- автоматическийВсе процессы, от сбора данных до формирования отчета, выполняются автоматически, что снижает затраты на эксплуатацию и обслуживание;
- совместимостьПоддержка взаимодействия с системами диспетчеризации электроэнергии (например, SCADA) и платформами управления эксплуатацией и техническим обслуживанием для обеспечения обмена данными и интегрированного управления, а также адаптация к различным маркам и уровням напряжения трансформаторов (110 кВ-1000 кВ).
