Implementação da inteligência artificial em transformadores de 110 kV

Com o desenvolvimento de sistemas de energia inteligentes, os transformadores inteligentes também alcançaram a integração dos sistemas "primário" e "secundário". Comparados aos transformadores tradicionais, os transformadores inteligentes podem realizar monitoramento online e diagnóstico de falhas, fornecendo informações precisas sobre o estado do transformador de potência. Antes que uma falha ocorra, operações de alerta precoce podem ser realizadas, reduzindo assim os custos de manutenção e operação, estendendo o ciclo de operação e concretizando a inteligência do transformador.

1. Composição do sistema de transformador inteligente

O transformador inteligente é composto pelo componente do transformador inteligente e pelo corpo do transformador.

O componente inteligente do transformador consiste principalmente na unidade inteligente principal (IED), na IED de monitoramento online da fibra óptica do enrolamento, no componente de comunicação e na IED de monitoramento de descarga parcial. Sua principal função é realizar o diagnóstico de diversos sinais de sensores, aquisição e digitalização de dados. O corpo do transformador deve possuir diversos dispositivos de monitoramento online, atuadores e sensores necessários para a sua inteligência.

2. Medidas de monitoramento online para transformador inteligente de 110 kV

O monitoramento online em tempo real de transformadores permite refletir as mudanças de estado de forma oportuna. O monitoramento digital de transformadores inteligentes envolve principalmente a coleta de informações por meio de instrumentos de monitoramento, o pré-processamento dos dados de monitoramento por componentes inteligentes e a análise dinâmica dos dados monitorados para diagnosticar e avaliar as condições de operação dos equipamentos. Isso garante a operação estável e segura do sistema de energia.

3. Unidade inteligente

O componente central da inteligência do transformador é a unidade inteligente (IED principal). Através do serviço MMS, as informações de múltiplos IEDs de monitoramento e controle são agregadas, e um diagnóstico abrangente de falhas no transformador é realizado com base nos dados e resultados do monitoramento. Os resultados do diagnóstico e os dados de monitoramento são relatados de acordo com a norma IEC61850 e por meio da comunicação com o servidor principal no nível de controle da subestação.

4. Monitoramento online da temperatura do ponto quente do enrolamento

O monitoramento online da temperatura do ponto quente do enrolamento é realizado principalmente por meio de um instrumento de medição de temperatura online por fibra óptica. Através da medição dinâmica e direta, a temperatura interna do transformador pode ser controlada de forma abrangente, e o sistema de refrigeração pode ser controlado em tempo real. Ao mesmo tempo, pelo monitoramento em tempo real da temperatura do ponto quente do enrolamento trifásico do transformador, a vida útil e a taxa de envelhecimento do transformador podem ser avaliadas de forma eficaz.

5. Monitoramento online de descargas parciais

O monitoramento online de descargas parciais é realizado principalmente através da combinação de um sensor composto de banda larga (FCT) para corrente de frequência da rede e um sensor ultrassônico externo. O FCT pode monitorar simultaneamente o sinal de corrente de aterramento do núcleo e o sinal de pulso de descarga parcial. O sensor ultrassônico externo é instalado principalmente na parede da caixa e pode ser substituído com o equipamento energizado.

6. Monitoramento online de gás e microágua no petróleo

O monitoramento online de gases e microágua em petróleo é realizado principalmente por meio de cromatografia. O objetivo final é obter análises quantitativas das concentrações de gases como etileno, metano, hidrogênio e do teor de microágua.

1) Monitoramento cromatográfico da instalação online

O detector específico da cromatografia é principalmente um sensor de gás semicondutor. Os dados de estado operacional do óleo do transformador são obtidos por meio de um coletor de dados e enviados para o IED de monitoramento de óleo e gás para análise via RS485 e TCP/IP.

2) Dispositivo eletrônico de detecção de falhas (IED) para monitoramento de gases dissolvidos em óleo

O dispositivo eletrônico de monitoramento (IED) para gases dissolvidos em óleo pode auxiliar na análise da capacidade de carga do transformador e no monitoramento de seu estado de confiabilidade. Quando a taxa de crescimento da concentração de componentes se torna anormal, os resultados devem ser reportados à camada de controle da estação do sistema de monitoramento online através da rede da camada de processo, de acordo com os padrões de avaliação e julgamento.

Resumo:

O principal pilar da rede inteligente é a subestação inteligente. A subestação não é apenas um importante centro de transmissão e distribuição de energia, mas também afeta diretamente as capacidades de operação e monitoramento da rede inteligente. A operação segura e estável da subestação inteligente está intimamente relacionada ao transformador, portanto, a análise do modo de operação inteligente do transformador é de grande importância prática.

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