Система онлайн-мониторинга трансформаторов: интеллектуальная оценка состояния и решение для раннего предупреждения неисправностей

1. Что такое система онлайн-мониторинга трансформаторов?

Система онлайн-мониторинга трансформаторов - это интеллектуальное устройство для мониторинга состояния и оценки здоровья работающих силовых трансформаторов в режиме реального времени с использованием передовых сенсорных технологий, технологий сбора данных и коммуникационных технологий. Система непрерывно собирает рабочие параметры, такие как температура, частичный разряд, растворенный газ, уровень масла, нагрузка и так далее, устанавливая датчики в ключевых частях трансформатора, и передает их на платформу мониторинга для анализа и обработки.

По сравнению с традиционным автономным обнаружением, устройство онлайн-мониторинга способно работать непрерывно в течение 7×24 часов и своевременно обнаруживать ненормальное состояние оборудования. Современная система мониторинга состояния трансформаторов имеет модульную конструкцию, может гибко конфигурироваться в соответствии с потребностями проектов мониторинга, применима для всех видов оценки состояния трансформаторов.

2. Почему силовые трансформаторы нуждаются в системах мониторинга?

2.1 Риски, возникающие при отказе трансформатора

Отказы трансформаторов могут привести к массовым отключениям электроэнергии, влияющим на производство и жизнь людей. Внезапный выход из строя крупного главного трансформатора может привести к огромным экономическим потерям или, что еще хуже, вызвать пожар или взрыв, угрожая безопасности людей.

2.2 Ограничения традиционных методов контроля

Традиционный цикл ручной проверки длителен, не позволяет оценить состояние оборудования в реальном времени; полагается на ручные показания, которые подвержены ошибкам; не может контролировать внутренние рабочие параметры; трудно обнаружить ранние признаки постепенного отказа.

2.3 Основная ценность онлайн-мониторинга

Системы мониторинга состояния трансформаторов обеспечивают круглосуточный мониторинг в режиме реального времени и раннее предупреждение о возникновении неисправности. Выявление тенденций изменения параметров и прогнозирование потенциальных отказов благодаря непрерывному сбору данных. Стратегии технического обслуживания, основанные на оценке состояния, позволяют сократить расходы и продлить срок службы оборудования.

3. Каковы общие типы неисправностей трансформаторов?

3.1 Неисправности, связанные с перегревом

Короткое замыкание между витками обмоток, повышенное сопротивление контактов и снижение эффективности системы охлаждения приводят к локальному перегреву и ускоренному старению изоляции.

3.2 Неисправности изоляции

Ухудшение состояния трансформаторного масла, влага и старение твердых изоляционных материалов вызывают снижение диэлектрической прочности, что в конечном итоге приводит к пробою.

3.3 Местные неисправности разряда

Локальные разряды, такие как разряды в наконечниках, разряды со взвешенным потенциалом и разряды вдоль поверхности, постепенно разрушают структуру изоляции.

3.4 Неисправности сердечника и устройства РПН

Местный перегрев из-за циркулирующих токов, вызванных многоточечным заземлением железного сердечника; подгоревшие контакты и механическое заклинивание устройства РПН, влияющие на функцию регулирования напряжения.

4. Контроль трансформаторовКаковы основные технические подходы?

4.1 Технология контроля температуры

(1) Обычное измерение температуры: Платиновые термометры сопротивления используются для измерения температуры верхнего слоя масла и температуры обмотки.

(2) Флуоресцентная волоконно-оптическая термометрия: Используя температурные характеристики флуоресцентного материала, данные передаются через оптический сигнал, который обладает такими преимуществами, как защита от электромагнитных помех, устойчивость к высокому напряжению и высокая точность, и подходит для прямого измерения температуры горячей точки обмотки.

(3) Инфракрасная термография: Используется для температурного контроля внешних компонентов, таких как втулки, выводы и т.д., визуализируя распределение температуры.

4.2 Устройства контроля частичного разряда

(1) Обнаружение на сверхвысокой частоте (СВЧ): Захват локализованных сигналов электромагнитных волн в диапазоне частот 300 МГц - 3 ГГц с высокой чувствительностью и возможностью защиты от помех.

(2) Ультразвуковой мониторинг: Прием ультразвуковых волн, генерируемых локализованным разрядом, позволяет определить источник разряда.

(3) Высокочастотные трансформаторы тока (ВТПТ): Легко устанавливается для обнаружения локальных импульсных токов разряда на проводе заземления.

(4) Переходные земные волны (ПЗВ): Сигнал локального усилителя получается с помощью емкостной связи.

4.3 Анализ растворенного газа (DGA)

(1) Обнаружение характерных газов: Автоматически анализирует H2, CH4, C2H6, C2H4, C2H2, CO, CO2 и другие газы в нефти.

(2) Методы диагностики: Метод трех соотношений и метод соотношения Роджерса определяют тип неисправности; при перегреве образуются алканы, при низкоэнергетических разрядах - H2 и CH4, а при высокоэнергетических - ацетилен.

(3) Частота мониторинга: Отбор проб обычно производится один раз в день, в высокотехнологичных установках возможен почасовой мониторинг.

(4) Анализ тенденций: Показатели и тенденции добычи газа более диагностичны, чем абсолютные концентрации.

4.4 Контроль качества масла и изоляции

(1) Параметры качества нефти: Содержание микроводорода, кислотное число и коэффициент диэлектрических потерь оценивают изоляционные свойства масла.

(2) Оценка изоляции: Сопротивление изоляции, коэффициент поглощения и ток утечки контролируют состояние твердой изоляции.

(3) Электрические параметры: Ток нагрузки, колебания напряжения, коэффициент мощности анализируют влияние характеристик нагрузки.

5. как выбрать надежного поставщика системы мониторинга?

5.1 Решение для мониторинга Inotera

(1) Профиль компании: Компания Inno Tongda (Fuzhou) Trading Co., Ltd. специализируется на электроэнергетике и предоставляет интеллектуальные решения для мониторинга трансформаторов и новых источников энергии.

(2) Основные продукты: Устройство онлайн-мониторинга DGA, устройство мониторинга частичных разрядов, система измерения температуры трансформатора, датчик мониторинга качества масла.

(3) Технологические преимущества: В блоке DGA используется газовая хроматография или фотоакустическая спектроскопия с точностью до ppm; система локального разряда объединяет УВЧ и ультразвуковое обнаружение; а контроль температуры включает флуоресцентную волоконную оптику и распределенные волоконно-оптические системы.

(4) Функции платформы: Интегрированная платформа мониторинга оснащена функциями сбора, хранения, анализа и сигнализации данных, а также поддерживает различные протоколы связи.

(5) Система обслуживания: Идеальная техническая поддержка и послепродажное обслуживание, обеспечивают разработку программы, установку и ввод в эксплуатацию, эксплуатацию и техническое обслуживание, обучение всему процессу обслуживания, экономически эффективное преимущество очевидно.

6. полная программа внедрения системы мониторинга

6.1 Архитектура системы

(1) Чувствительный слой: Различные датчики температуры, датчики локальных разрядов, анализаторы DGA.

(2) Коммуникационный уровень: Оптоволокно, беспроводная связь 4G/5G или промышленный Ethernet.

(3) Прикладной уровень: Платформа мониторинга обеспечивает представление, анализ и управление данными.

6.2 Конфигурация оборудования

(1) Ключевое оборудование: Измерение температуры волоконно-оптической обмотки, устройство DGA, датчик локальной эмиссии УВЧ, датчик качества масла.

(2) Общее оборудование: Целенаправленный контроль параметров, например, температуры и нагрузки.

6.3 Функции программного обеспечения

Отображение данных в реальном времени, запрос исторических кривых, пороговая сигнализация, диагностический анализ, формирование отчетов, удаленный доступ к мобильному APP.

6.4 Процесс реализации

Обследование объекта, разработка программы, монтаж оборудования, ввод системы в эксплуатацию, обучение персонала, приемка в эксплуатацию.

7. Конфигурация мониторинга для типичных сценариев применения

7.1 Главные трансформаторы для электростанций

Оснащен комплексной системой мониторинга: многоточечное измерение температуры, непрерывный анализ DGA, локальный мониторинг выбросов и комплексное тестирование качества масла.

7.2 Узловые подстанции электропередачи

Централизованная платформа мониторинга для нескольких трансформаторов с единым управлением.

7.3 Специализированные трансформаторы для промышленных предприятий

Сосредоточьтесь на мониторинге характеристик нагрузки и перегрузок.

7.4 Распределенные распределительные трансформаторы

Оптимизированная конфигурация позволяет контролировать температуру, нагрузку и DGA, а беспроводная связь обеспечивает централизованный мониторинг.

7.5 Специальные сценарии применения

Морская ветроэнергетика, железнодорожный транспорт и другие потребности высокого уровня защиты, сильные антиинтерференционные специальные продукты.

8. Глобальная практика применения и эффективность

8.1 Китайский рынок

Широко используется Государственной электросетью и провинциальными компаниями Южной электросети, значительно повышая надежность электросети; крупные промышленные предприятия развертывают устройства мониторинга для обеспечения непрерывности производства.

8.2 Европейский рынок

В проекте реконструкции старых трансформаторов компании Transmission широко используется система мониторинга трансформаторов морских ветряных электростанций.

8.3 Североамериканский рынок

Сеть интеллектуального мониторинга охватывает энергосистему нескольких штатов, а также многочисленные проекты мониторинга на гидроэлектростанциях и в промышленных парках.

8.4 Азиатско-Тихоокеанский регион

Продолжается реализация пилотных проектов Smart Grid, мониторинга распределительных сетей и мониторинга шахтных трансформаторов.

8.5 Эффективность применения

Повышается точность предупреждения о неисправностях, сокращаются незапланированные простои, снижаются затраты на обслуживание и увеличивается срок службы оборудования.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ) по мониторингу трансформаторов

9.1 Влияют ли системы онлайн-мониторинга на работу трансформатора?

Не будет. Датчики разработаны таким образом, чтобы не мешать работе или устанавливаться в случае отключения электроэнергии, не нарушая нормальной работы. Система мониторинга электрически изолирована от главной цепи трансформатора для обеспечения безопасности.

9.2 Как часто мониторинг DGA предоставляет данные?

Стандартные конфигурации обычно берут пробы и анализируют их в автоматическом режиме раз в день, в то время как высокотехнологичные устройства могут осуществлять мониторинг ежечасно, а в экстренных ситуациях мгновенный анализ запускается вручную.

9.3 Какова чувствительность мониторинга частичных разрядов?

Современные устройства контроля УВЧ ЧР могут обнаруживать слабые сигналы разряда на уровне пикоэлементов (pC), что позволяет выявлять аномалии на ранних стадиях дефектов изоляции, задолго до проведения обычных электрических испытаний.

9.4 Можно ли дооснастить старые трансформаторы системами мониторинга?

Возможно. Большинство устройств мониторинга поддерживают установку в режиме онлайн или модернизацию с использованием запланированных периодов отключения. Более старое оборудование нуждается в системах мониторинга для отслеживания ухудшения изоляции.

9.5 Нужен ли персонал для работы с системой мониторинга?

Не требуется. Система автоматически собирает данные и загружает их на платформу мониторинга, а также автоматически подает сигнал тревоги при возникновении нештатных ситуаций. Эксплуатационному и техническому персоналу достаточно регулярно проверять данные и отчеты, чтобы обеспечить работу без присмотра.

9.6 Как определить, насколько точны данные мониторинга?

Периодически калибруйте датчики, сравнивайте результаты, полученные с помощью различных методов мониторинга, и изучайте тенденции изменения исторических данных. Критические параметры могут быть проверены с помощью автономного тестирования для подтверждения точности данных мониторинга.

9.7 Каков срок службы системы мониторинга?

Расчетный срок службы датчика и основного оборудования обычно составляет 10-15 лет, что соответствует сроку службы трансформатора. Регулярное техническое обслуживание может продлить срок службы.

9.8 Можно ли соединить системы разных производителей?

Системы, поддерживающие стандартные протоколы связи (например, Modbus, IEC 61850), могут быть соединены между собой. Для облегчения интеграции систем рекомендуется указывать требования к интерфейсу на этапе проектирования.

9.9 Что делать, если система мониторинга вышла из строя?

Обратитесь в службу технической поддержки поставщика для проведения дистанционной диагностики или обслуживания на месте. Критические изделия рекомендуется оснащать запасными частями для быстрого восстановления функции мониторинга.

9.10 Как хранятся и управляются данные мониторинга?

Система обеспечивает локальное хранение и облачное резервное копирование, а срок хранения данных обычно составляет не менее 5 лет. Поддерживается экспорт данных и вызов стороннего аналитического программного обеспечения.

10. Узнайте больше о решениях для мониторинга трансформаторов

Для получения дополнительной информации о мониторинге трансформаторов в режиме реального времени, оценке состояния и управлении здоровьем, пожалуйста, обращайтесь в компанию INNOTEC.

11. Отказ от ответственности

Информация о системе мониторинга трансформаторов, представленная в настоящем документе, носит исключительно справочный характер и не является прямой рекомендацией по приобретению продукта или его техническому внедрению. Конкретные решения по мониторингу должны быть разработаны в соответствии с моделью трансформатора, мощностью, условиями эксплуатации и требованиями пользователя.

Технические параметры, характеристики и функциональные описания, приведенные в тексте, основаны на последней информации, официально опубликованной производителем, и могут отличаться из-за различий в моделях продуктов, версиях и конфигурациях аппаратного и программного обеспечения. На фактический эффект от работы системы мониторинга влияет множество факторов, таких как качество установки, уровень эксплуатации и технического обслуживания, а также использование окружающей среды.

Бренды, названия компаний и информация о продуктах, упомянутые в тексте, предназначены только для технического описания и представления рынка, и не являются рекомендацией, одобрением или гарантией качества какого-либо конкретного бренда или продукта на этом сайте. При выборе системы мониторинга пользователи должны учитывать такие факторы, как техническая применимость, возможность обслуживания, экономическая эффективность и т. д., и при необходимости обращаться к профессиональным техническим специалистам или сторонним испытательным организациям.

Данный сайт не несет ответственности за любые прямые или косвенные убытки, вызванные использованием информации в этой статье. Проектирование, закупка и внедрение системы мониторинга трансформаторов должны осуществляться в соответствии с национальными и отраслевыми стандартами и нормами и выполняться подразделениями и персоналом, имеющими соответствующую квалификацию.