ترانسفورماتورهای قدرت قلب شبکه های انتقال و توزیع نیرو هستند که تبدیل ولتاژ را برای انتقال برق در فواصل طولانی به کارخانه ها، تأسیسات تجاری و خانوارها انجام می دهند. هر گونه خرابی غیرمنتظره ترانسفورماتور ممکن است باعث قطع برق منطقه ای، خسارات اقتصادی سنگین و خطرات ایمنی پنهان شود. به همین دلیل جامع نظارت بر ترانسفورماتور قدرت به یک نیاز اساسی برای عملکرد پایدار شبکه های هوشمند مدرن تبدیل شده است.
مانیتورینگ ترانسفورماتور یک فناوری سیستماتیک است که از حسگرها، ماژولهای ارتباطی و پلتفرمهای تجزیه و تحلیل دادهها برای ردیابی شرایط عملیاتی تجهیزات در شبانهروز استفاده میکند. چندین ابعاد نظارتی حیاتی را پوشش می دهد. نشانگرهای پایه الکتریکی شامل جریان بار بلادرنگ، ولتاژ عملیاتی و تعادل سه فاز هستند. نوسانات غیرعادی جریان یا عدم تعادل ولتاژ اغلب نشان دهنده خطاهای مدار خارجی است که ممکن است به سیم پیچ ها آسیب برساند. پارامترهای حرارتی مانند دمای سیم پیچ و دمای بالای روغن به همان اندازه مهم هستند. گرمای بیش از حد طولانی مدت، پیری عایق کاغذ را تسریع می کند، عملکرد عایق داخلی ترانسفورماتور را ضعیف می کند و عمر مفید آن را کوتاه می کند.
تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA) رایج ترین روش نظارت آفلاین و آنلاین برای خطاهای پنهان داخلی است. هنگامی که مواد عایق تخریب می شوند یا تخلیه جزئی در ترانسفورماتورها رخ می دهد، گازهای مشخصه ای مانند هیدروژن، متان و اتیلن در روغن عایق حل می شوند. با تجزیه و تحلیل غلظت گاز و روند رشد، کارکنان تعمیر و نگهداری می توانند خرابی های اولیه مانند گرمای بیش از حد موضعی، قوس الکتریکی و ترک خوردگی عایق را مدت ها قبل از ظاهر شدن آسیب قابل مشاهده پیش بینی کنند. موارد نظارت اضافی شامل رطوبت روغن، قدرت دی الکتریک روغن، لرزش مخزن و سیگنال های تخلیه جزئی است که مکمل DGA برای تشکیل یک سیستم ارزیابی حالت کامل است.
دههها پیش، شرکتهای برق، گشتهای دستی منظم و تعمیر و نگهداری دورهای را اتخاذ کردند. این حالت غیرفعال دارای اشکالات واضحی است: بازرسان فقط می توانند داده ها را در فواصل زمانی ثابت ضبط کنند و به راحتی سیگنال های غیرعادی گذرا را از دست می دهند. تعمیرات اساسی برنامه ریزی شده همچنین نیاز به قطع برق دارد که منبع تغذیه عادی را مختل می کند و هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد. امروزه سیستم های نظارت آنلاین هوشمند این مشکلات را به خوبی حل می کنند. سنسورهای با دقت بالا نصب شده روی ترانسفورماتورها به طور مداوم داده ها را جمع آوری می کنند که از طریق ارتباط سیمی یا بی سیم به پلت فرم های ابری یا کنترل محلی منتقل می شود. الگوریتمهای داخلی بهطور خودکار دادههای بلادرنگ را با آستانههای استاندارد مقایسه میکنند و پس از شناسایی ناهنجاریها، هشدارهای فوری ارسال میکنند.
ارزش مانیتورینگ ترانسفورماتور در تغییر استراتژی های تعمیر و نگهداری از مبتنی بر زمان به مبتنی بر شرایط نهفته است. این کار از جداسازی و تعمیر و نگهداری غیر ضروری جلوگیری می کند و هزینه های کار و مواد را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. مهمتر از آن، هشدار زودهنگام خطا از خرابی ترانسفورماتور فاجعه بار و فروپاشی شبکه در مقیاس بزرگ جلوگیری می کند و قابلیت اطمینان منبع تغذیه را تا حد زیادی بهبود می بخشد. با پیشرفت هوش شبکه، نظارت بر ترانسفورماتور قدرت عمیقتر با هوش مصنوعی و فناوری دوقلوی دیجیتال ادغام میشود و امکان پیشبینی دقیقتر خطا و مدیریت عملیات مستقل را برای سیستمهای قدرت فراهم میکند.
