Realización de la automatización inteligente de un transformador de 110 kV

Con el desarrollo de los sistemas de energía inteligentes, los transformadores inteligentes también han logrado la integración de los sistemas primario y secundario. En comparación con los transformadores tradicionales, los transformadores inteligentes permiten la monitorización en línea y el diagnóstico de fallos, proporcionando información precisa sobre su estado. Antes de que se produzca un fallo, se pueden realizar alertas tempranas, reduciendo así los costes de mantenimiento y operación, extendiendo la vida útil del transformador y potenciando su capacidad de adaptación.

1. Composición del sistema transformador inteligente

El transformador inteligente se compone del componente del transformador inteligente y del cuerpo del transformador.

El componente inteligente del transformador consta principalmente de la unidad inteligente (IED) principal, la IED de monitoreo en línea de fibra óptica del bobinado, el componente de comunicación y la IED de monitoreo de descargas parciales. Su función principal es realizar el diagnóstico de diversas señales de sensores, así como operaciones de adquisición y digitalización. El cuerpo del transformador debe contar con varios dispositivos de monitoreo en línea, actuadores y sensores necesarios para la inteligencia.

2. Medidas de monitorización en línea para transformadores inteligentes de 110 kV

La monitorización en línea en tiempo real de los transformadores permite reflejar los cambios de estado de forma oportuna. La monitorización digital de los transformadores inteligentes implica principalmente la monitorización de la información mediante instrumentos de monitorización, el preprocesamiento de la señal de los datos de monitorización mediante componentes inteligentes y el análisis dinámico de los datos monitorizados para diagnosticar y evaluar las condiciones de funcionamiento de los equipos. Esto garantiza el funcionamiento estable y seguro del sistema eléctrico.

3. Unidad inteligente

El componente principal de la inteligencia de transformadores es la unidad inteligente (IED principal). Mediante el servicio MMS, se agrega información de múltiples IED de monitoreo y control, y se realiza un diagnóstico integral de fallas de transformadores basado en los datos y resultados de monitoreo. Los resultados del diagnóstico y los datos de monitoreo se informan según el estándar IEC61850 y la comunicación con el servidor principal a nivel de control de la estación.

4. Monitorización en línea de la temperatura del punto caliente del bobinado

La monitorización en línea de la temperatura del punto caliente del devanado se realiza principalmente mediante un instrumento de medición de temperatura en línea de fibra óptica. A través de una medición dinámica y directa, se puede controlar de forma integral la temperatura interna del transformador y el sistema de refrigeración en tiempo real. Al mismo tiempo, mediante la monitorización en tiempo real de la temperatura del punto caliente del devanado trifásico del transformador, se puede evaluar eficazmente la vida útil y la tasa de envejecimiento del transformador.

5. Monitorización en línea de descargas parciales

La monitorización en línea de las descargas parciales se realiza principalmente mediante la combinación de un sensor compuesto de banda ancha (FCT) para la corriente de frecuencia industrial y un sensor ultrasónico externo. El FCT puede monitorizar simultáneamente la señal de corriente de puesta a tierra del núcleo y la señal de pulso de descarga parcial. El sensor ultrasónico externo se instala principalmente en la pared de la caja y puede sustituirse con la tensión activa.

6. Monitoreo en línea de gas y microagua en petróleo

El monitoreo en línea de gases y microagua en el petróleo se realiza principalmente mediante cromatografía. El objetivo final es lograr un análisis cuantitativo de las concentraciones de gases como etileno, metano, hidrógeno y el contenido de microagua.

1) Monitoreo cromatográfico de la instalación en línea

El detector específico de cromatografía es principalmente un sensor de gas semiconductor. Los datos del estado de funcionamiento del aceite del transformador se obtienen a través de un colector de datos y se cargan en el IED de monitorización de aceite y gas para su análisis mediante los modos RS485 y TCP/IP.

2) Dispositivo electrónico inteligente (IED) para la monitorización de gases disueltos en el petróleo

El dispositivo electrónico inteligente (IED) de monitoreo de gases disueltos en aceite puede ayudar a analizar la capacidad de carga del transformador y monitorear su estado de confiabilidad. Cuando la tasa de crecimiento de la concentración de componentes se vuelve anormal, los resultados deben informarse a la capa de control de la estación del sistema de monitoreo en línea a través de la red de la capa de proceso de acuerdo con los estándares de evaluación y juicio.

Resumen:

El pilar fundamental de la red eléctrica inteligente es la subestación inteligente. Esta no solo constituye un importante centro para la transmisión y distribución de energía, sino que también influye directamente en las capacidades de operación y monitoreo de la red. El funcionamiento seguro y estable de la subestación inteligente está estrechamente relacionado con el transformador, por lo que el análisis del modo de operación inteligente del transformador reviste gran importancia práctica.

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