Dispositivo di Diagnostica dei Guasti del Trasformatore e Monitoraggio del Consumo Energetico

Dispositivo di diagnostica dei guasti del trasformatore e monitoraggio del consumo energetico: la serie ZSEE Powersafe richiede solo la raccolta dei segnali CT e PT dal lato ad alta e bassa tensione del trasformatore per diagnosticare lo stato di sicurezza del trasformatore. In caso di guasto del trasformatore, è possibile analizzare e diagnosticare online il tipo e la gravità del guasto; inoltre, è possibile monitorare la perdita a vuoto e sotto carico del trasformatore, nonché parametri come lo squilibrio delle tre fasi e le armoniche.

Livello di tensione del trasformatore:

• 300: livello di tensione del trasformatore di distribuzione da 10kV a 35kV
• 600: livello di tensione del trasformatore elettrico da 110kV a 500kV
• 900: livello di tensione del trasformatore elettrico da 750kV e oltre

Funzioni principali

Funzioni principali del sistema di diagnostica e monitoraggio ZSEE Powersafe:

1. Diagnosi della presenza o meno di guasti nel trasformatore e del loro grado di gravità;
2. Diagnosi del tipo di guasto del trasformatore, come scariche parziali, deformazione dell’avvolgimento, guasti del sistema di eccitazione, ecc.;
3. Diagnosi della posizione del guasto nel trasformatore, come l’avvolgimento ad alta tensione della colonna A.

Caratteristiche del prodotto

Vantaggi del prodotto

Primo dispositivo di monitoraggio dell’energia elettrica al mondo a utilizzare la quantità elettrica olografica (tensione e corrente) del trasformatore come sorgente di segnale

Vantaggi del prodotto

• Non interviene sui componenti primari del sistema, non richiede dispositivi e sensori speciali e può effettuare diagnosi e monitoraggio condividendo i dati di tensione e corrente di una qualsiasi delle unità di protezione, misurazione, monitoraggio e registrazione.
• Ampia versatilità: il metodo di diagnosi e monitoraggio è applicabile a una vasta gamma di trasformatori elettrici e di distribuzione (trasformatori a olio, a secco, di tipo box, ecc.) in funzione; è adatto anche per prove intermedie, di accettazione e di resistenza alla tensione durante la manutenzione; è inoltre utilizzabile per il controllo qualità e il collaudo nel processo produttivo di grandi apparecchiature elettriche come i trasformatori.

Punti di innovazione

È stata proposta una metodologia che utilizza la quantità elettrica olografica del trasformatore (tensione e corrente) come sorgente di segnale, per la diagnosi multi-scala dei guasti e dei difetti del trasformatore, consentendo diagnosi multi-scala di manicotti, nucleo e avvolgimenti.

Principio di funzionamento del dispositivo di monitoraggio dei guasti del trasformatore ZSEE Powersafe

È stato proposto un criterio di diagnosi dei guasti basato su una mappatura non lineare con la variazione e la velocità di variazione dell’energia totale del sistema come variabili.

Qualsiasi variazione di stato in un sistema ingegneristico reale deve rispettare le leggi di conservazione della materia e dell’energia. L’energia generata da archi elettrici locali ad alta temperatura o guasti da surriscaldamento locale deve essere sostenuta dal sistema di alimentazione. Lo stato energetico determinato dal sistema di alimentazione corrisponde a qualsiasi stato, normale o di guasto. La variazione e la velocità di variazione dell’energia sono un’importante base per identificare i guasti delle apparecchiature elettriche.

Pertanto, il team di sviluppo del progetto ha proposto la costruzione di una mappatura non lineare (Nonlinear Mapping) NMP1 (dw, dw/dt), con la variazione e la velocità di variazione dell’energia totale del sistema come variabili, come criterio per l’identificazione dei guasti delle apparecchiature elettriche.

È stato proposto un criterio di diagnosi dei guasti basato sulla probabilità di variazione anomala dell’energia in un determinato intervallo di tempo.

Qualsiasi sistema ingegneristico reale presenta caratteristiche intrinseche di non linearità e incertezza, e i guasti delle apparecchiature elettriche hanno una certa casualità. Pertanto, il team di sviluppo del progetto ha proposto l’utilizzo della probabilità di variazione anomala dell’energia in un determinato intervallo di tempo (Probability) NMP2 (P(dw, dw/dt)) come secondo criterio per l’identificazione dei guasti delle apparecchiature elettriche.

È stato proposto un criterio di diagnosi dei guasti basato sull’effetto di polarità della variazione e della velocità di variazione dell’energia del sistema.

I difetti di isolamento delle apparecchiature elettriche ad alta tensione non sono creati intenzionalmente e il sistema di elettrodi equivalenti che genera archi locali o guasti da surriscaldamento locale è per lo più costituito da una struttura a barra-piastra, che generalmente presenta un effetto di polarità (Polarity Effect). Pertanto, il team di sviluppo del progetto ha proposto l’effetto di polarità della variazione e della velocità di variazione dell’energia del sistema NMP3 (PE(dw, dw/dt)) come terzo criterio per l’identificazione dei guasti delle apparecchiature elettriche.

Necessità dell’installazione del sistema di diagnostica dei guasti del trasformatore

Necessità di sicurezza operativa del trasformatore

Attualmente, i trasformatori di distribuzione in Cina sono per lo più a secco e la maggior parte utilizza la protezione termica. Come è noto, quando si verifica un guasto da surriscaldamento all’interno del trasformatore, l’uso di un ventilatore per dissipare il calore non può risolvere il guasto del trasformatore stesso, e i guasti di isolamento del trasformatore rappresentano l'85% dei guasti totali del trasformatore. L’installazione del prodotto ZSEE PowerSafe consente la diagnosi e l’analisi tempestiva dei guasti di isolamento del trasformatore e può fornire un allarme preventivo in caso di gravi incidenti, garantendo la necessità di produzione sicura del trasformatore. Inoltre, la manutenzione offline del trasformatore non riflette completamente il suo stato operativo online, quindi la diagnosi dei guasti online effettuata dal prodotto ZSEE Powersafe riflette meglio lo stato di funzionamento del trasformatore.

Necessità di risparmio energetico e riduzione delle emissioni

Per attuare appieno la “Legge sul risparmio energetico della Repubblica Popolare Cinese”, Decreto n. 33 del Ministero dell’Industria e dell’Information Technology, il “Piano di miglioramento dell’efficienza energetica dei trasformatori (2021-2023)” stabilisce che le perdite dei trasformatori rappresentano oltre il 40% delle perdite totali di trasmissione e distribuzione, e quindi prevede chiaramente l’eliminazione dei trasformatori ad alto consumo energetico; l’innovazione nei materiali e il miglioramento tecnologico dei trasformatori ad alta efficienza energetica; l’innovazione tecnologica per la gestione intelligente delle operazioni e del ciclo di vita, per aumentare il livello di digitalizzazione, intelligenza e sostenibilità ambientale dei trasformatori.

La serie ZSEE PowerSafe è in grado di monitorare le perdite a vuoto e sotto carico del trasformatore e di rilevare tempestivamente trasformatori non conformi; in caso di guasto o difetto del trasformatore, si verifica una notevole perdita di energia e il dispositivo di diagnostica dei guasti del trasformatore ZSEE Powersafe è in grado di rilevare tempestivamente i guasti e avvisare l’utente per intraprendere le azioni appropriate, ottenendo così un effetto di risparmio energetico.

Diagramma di progettazione del prodotto

Panoramica del sistema

ZSEE Transformer Monitoring Cloud Platform è una nuova generazione di sistemi di monitoraggio intelligente dei trasformatori basata su tecnologie Internet e comunicazioni wireless. È in grado di archiviare in modo rapido e preciso le informazioni sullo stato in tempo reale e i dati operativi del trasformatore in un formato crittografato nel data warehouse cloud, eseguendo un’elaborazione e un’analisi completa in tempo reale e inviando avvisi tramite la piattaforma cloud o il sistema host locale in caso di anomalie.

La piattaforma di monitoraggio dei trasformatori ZSEE integra strettamente i dati cloud e le applicazioni Internet, utilizzando in modo completo i vari parametri del trasformatore per analizzare, giudicare e prendere decisioni sui dati operativi, creando così una visione complessiva della sicurezza del trasformatore e aiutando il personale di gestione a implementare piani di intervento di sicurezza. Inoltre, la piattaforma può inviare aggiornamenti in tempo reale tramite SMS, app per smartphone e WeChat, offrendo agli utenti un servizio di sicurezza più efficiente e conveniente e garantendo il funzionamento sicuro dei trasformatori.

Composizione del sistema

La piattaforma di monitoraggio dei trasformatori ZSEE è composta dai dispositivi terminali situati nel livello di raccolta dati e dal data warehouse cloud. In qualità di nuova tecnologia di monitoraggio dei trasformatori, utilizza i big data per raccogliere e tracciare in tempo reale tutte le informazioni sullo stato operativo dei trasformatori. Attraverso il sistema di elaborazione dati della piattaforma, analizza automaticamente i dati sospetti e invia agli utenti informazioni di allarme sulle anomalie dei trasformatori.

Gli utenti possono accedere alla piattaforma cloud di monitoraggio dei trasformatori ZSEE in qualsiasi momento tramite dispositivi di comunicazione di rete fissi o mobili, monitorando in tempo reale lo stato operativo dei trasformatori sorvegliati e realizzando così una vera e propria manutenzione remota mobile. Gli utenti non professionisti possono affidare il lavoro quotidiano di manutenzione a società di assistenza tecnica specializzate, che, grazie alla piattaforma cloud, possono monitorare in tempo reale i parametri operativi dei trasformatori anche da remoto, migliorando la professionalità e l’efficienza delle operazioni di manutenzione e aiutando gli utenti a ridurre il rischio di guasti improvvisi.

Piattaforma di monitoraggio dello stato operativo e del consumo energetico dei trasformatori

Interfaccia del sistema

Caratteristiche della piattaforma cloud

Gestione unificata e monitoraggio centralizzato

Il sistema è in grado di gestire e monitorare in modo centralizzato la sicurezza operativa e il consumo energetico di tutti i trasformatori all’interno dell’area coperta.

Cloud storage e analisi dei big data

Tutti i dati principali della piattaforma di monitoraggio dello stato operativo e del consumo energetico dei trasformatori ZSEE sono memorizzati in tempo reale nel data warehouse cloud. Vengono poi analizzati globalmente tramite big data per individuare punti di dati sospetti e attivare procedure di allarme.

Servizio online 24 ore su 24

La piattaforma offre un servizio online 24 ore su 24, con la possibilità di inviare avvisi preventivi in caso di guasti, riducendo il carico di lavoro degli operatori e abbassando i requisiti di competenza tecnica per il personale di monitoraggio grazie a un sistema di notifiche automatico.

Monitoraggio dei processi e gestione proattiva

Il cloud ZSEE può identificare il tipo e l’entità dei guasti dei trasformatori sulla base dei parametri operativi raccolti, fornendo supporto tecnico e convenienza agli addetti alla manutenzione.

Oggettività ed efficacia, tracciabilità degli incidenti

Il cloud ZSEE archivia tutti i dati di sicurezza dei trasformatori sotto la sua giurisdizione e memorizza in modo speciale i dati relativi a incidenti prima e dopo il loro verificarsi, prevenendo la manipolazione manuale dei dati e garantendo l’efficacia della tracciabilità dei registri.

• A causa dell’aggiornamento e dell’ottimizzazione continui dei prodotti aziendali, tutte le informazioni sui prodotti contenute in questo documento sono soggette alla versione reale del prodotto. Eventuali modifiche verranno comunicate senza preavviso. L’azienda e i suoi dipendenti non si assumono alcuna responsabilità per controversie derivanti da informazioni non confermate dai nostri dipartimenti commerciali ufficiali.