Transformadores inteligentes e Internet de las cosas (IoT): La revolución energética desde la operación pasiva hasta la percepción del ciclo de vida completo

La "caja negra de la información"’ de los transformadores tradicionales se está rompiendo

En los sistemas de energía tradicionales, transformadores han desempeñado durante mucho tiempo el papel de “dispositivos silenciosos” – siempre y cuando no tropiecen ni emitan humo, se supone que funcionan de forma segura. Sin embargo, con la creciente proporción de nuevas conexiones a la red energética, fluctuaciones de carga intensificadas, y mayor complejidad de los sistemas de distribución, este “mantenimiento posterior, Operación y mantenimiento basados ​​en la experiencia.” El modelo está exponiendo enormes riesgos..

En este contexto, la integración de Transformador inteligente e Internet de las Cosas (IoT) La tecnología está cambiando fundamentalmente el funcionamiento., mantenimiento, y gestión de transformadores, actualizándolos de dispositivos pasivos a nodos inteligentes que sean perceptibles, analizable, y decidible.

1.¿Qué es un transformador inteligente?? No solo 'añadir sensores'’

Transformadores inteligentes no se trata simplemente de instalar termómetros o medidores en transformadores tradicionales, sino más bien una ingeniería de sistemas que integre la capa sensora, capa de comunicación, capa de plataforma, y capa de aplicación. El objetivo principal es lograr la gestión digital del estado completo del transformador., ciclo completo, y escenario completo.

Sus características típicas incluyen:

• Monitoreo en línea de múltiples parámetros: temperatura, carga, actual, Voltaje, gas en petróleo, descarga parcial, vibración, humedad, etc.
• Capacidad de computación de borde: realizar análisis de datos preliminares localmente para reducir la carga de comunicación
• Capacidad de comunicación remota: a través de 4G/5G, NB IoT, Sistemas de acceso Ethernet o fibra óptica.
• Vinculación de plataforma de datos: integración perfecta con SCADA, EMS, DMS o plataformas en la nube

Esto ha transformado el transformador de un 'dispositivo’ a una fuente de datos y un nodo de toma de decisiones en la red eléctrica.

2.Escenarios de aplicación principales de IoT en transformadores

2.1 Monitoreo en tiempo real del estado operativo

Mediante el despliegue de sensores de temperatura, transformadores de corriente, y módulos de adquisición de voltaje, El sistema puede monitorear en tiempo real.:

• Cambio de aumento de temperatura del devanado.
• Tasa de carga y tendencia de sobrecarga.
• Situación de desequilibrio trifásico.

Estos datos proporcionan una base cuantitativa para determinar si el transformador está en la “rango de funcionamiento saludable”.

2.2 Advertencia de riesgo de aislamiento y puntos calientes

En transformadores sumergidos en aceite., La temperatura del punto caliente está altamente correlacionada con el envejecimiento del aislamiento de papel al óleo..
Los sistemas IoT se pueden combinar con:

• temperatura del aceite
• temperatura ambiente
• curva de carga

Calculando la temperatura del punto caliente del devanado a través del modelo, El riesgo de envejecimiento del aislamiento se puede alertar con antelación para evitar fallos repentinos..

2.3 Descarga parcial e identificación temprana de defectos.

Con la ayuda de la ecografía., frecuencia ultraelevada, o tecnología de detección de corriente de alta frecuencia, Los sistemas de IoT pueden monitorear continuamente las señales de descarga parcial e identificar tempranamente los siguientes problemas:

• Grieta de aislamiento
• Intrusión de humedad
• holgura de la estructura

Estos defectos suelen ser difíciles de detectar en las inspecciones tradicionales., pero son la fuente de accidentes graves.

3.La mejora del valor de los Transformadores Inteligentes al sistema de red eléctrica

3.1 Pasando de “Mantenimiento regular” a “Mantenimiento de condiciones”

Modo tradicional:

Mantenimiento anual o mensual, pero sin conocer el verdadero estado del equipo

Modo inteligente:

Determine si se requiere mantenimiento basándose en datos en tiempo real

El resultado es:

La frecuencia del mantenimiento ha disminuido.

Mejorar la tasa de utilización de los recursos de operación y mantenimiento.

Reducción significativa de los costes laborales.

3.2 Mejora de la confiabilidad del suministro de energía y la resiliencia del sistema

Mediante alerta temprana y clasificación de riesgos, Las fallas del transformador ya no son un “evento repentino”, sino un proceso predecible y manejable, particularmente crítico para usuarios industriales, centros de datos, y nuevas centrales eléctricas.

3.3 Proporcionar datos subyacentes para redes digitales y plantas de energía virtuales.

Los datos generados por Smart Transformers pueden respaldar aún más:

• previsión de carga
• Despacho de energía distribuida
• Modelado de gemelos digitales de la red eléctrica

4.Orientado al futuro: Los Transformadores Inteligentes son la infraestructura del “nuevo sistema de energía”

Bajo la tendencia global de promover la neutralidad de carbono y la digitalización de los sistemas eléctricos, Los transformadores se están actualizando desde “equipo de potencia” a “nodos de información energética”.
Quien posee los datos tiene la iniciativa en el sistema..

Para fabricantes, esta es una oportunidad para actualizaciones de productos;
Para la red eléctrica y los propietarios, este es el camino clave para reducir el costo del ciclo de vida completo.

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