Das Hebei Electric Power Research Institute hat kürzlich bekannt gegeben, dass die von ihrem Forschungsteam entwickelte Technologie zur "Online-Überwachung und Diagnose von mechanischen Defekten in Leistungstransformatoren" bei der 49. Internationalen Genfer Erfindungsmesse eine Goldmedaille gewonnen hat. Diese Innovation ebnet einen neuen technologischen Weg für die Diagnose mechanischer Defekte in chinesischen Transformatoren und überwindet effektiv die Einschränkungen herkömmlicher elektrischer Parametererkennungsmethoden, wie beispielsweise die Schwierigkeit der direkten Vibrationsquellenmessung und die Anfälligkeit für Umwelteinflüsse. Die Technologie kann die Genauigkeit der Diagnose von mechanischen Defekten auf 80% verbessern und die Leistungstransformatoren mit einem hochsensiblen "Stethoskop" ausstatten.
Leistungstransformatoren sind wesentliche Komponenten im Stromnetz. Die mechanischen Vibrationen, die bei hoher Spannung, hohem Strom oder plötzlichen Kurzschlussbedingungen auftreten, führen oft zu Verformungen von wichtigen Komponenten wie Windungen und Kernen. Statistiken zeigen, dass mechanische Vibrationen bis zu 60% der Transformatorenausfälle ausmachen. Herkömmliche Detektionstechnologien, die hauptsächlich auf elektrischen Parametern basieren, haben Schwierigkeiten, solche Defekte genau zu identifizieren und zu lokalisieren. Daher ist die genaue Identifizierung von Defekten und die Bewertung von Vibrationen zu einem dringenden Problem in der Energieindustrie geworden.
Um präzisere und effektivere Methoden zur Defekterkennung zu finden, haben Forscher des Hebei Electric Power Research Institute sich von der herkömmlichen elektrischen Parametererkennung zur Analyse von Vibrationsignalen, die von Transformatoren gesammelt werden, gewandt. Durch umfangreiche Fehler-Simulationsexperimente und Datenanalyse haben sie die Vibrationsmodi und Reaktionsmerkmale kritischer Transformatorkomponenten bei mechanischer Instabilität gründlich erforscht. Darauf aufbauend entwickelten sie ein Online-Überwachungssystem für mechanische Defekte von Transformatoren.
Dieses System kann die Vibrationen des Transformators in Echtzeit überwachen und sowohl die Vibrationen erfassen, die durch Auswirkungen des Kurzschlussstroms entstehen, als auch geringfügige Vibrationen während des normalen Betriebs. Durch die Verarbeitung und Analyse dieser Vibrationsdaten kann das System schnell mechanische Defekte im Inneren des Transformators identifizieren und lokalisieren, ähnlich wie bei einer "körperlichen Untersuchung" des Transformators, um zeitnahe Einblicke in seinen internen Betriebszustand zu erhalten. Durch den Umgang mit großen Mengen an Vibrationsdaten unter verschiedenen Bedingungen und die Analyse der Deformationsmodi im Dauerzustand und der zeit-frequenzabhängigen Eigenschaften von akustischen Vibrationen haben die Forscher Kriterien für die Bewertung des mechanischen Vibrationszustands von Transformatoren entwickelt. Basierend auf diesen Kriterien hat das Forschungsteam eine quantitative Bewertung der kumulativen Auswirkungen von Wicklungsschäden bei Auswirkungen von Kurzschlüssen erfolgreich erreicht.
Derzeit wird dieses System in Umspannwerken mit Spannungsebenen von 220kV bis 1000kV im südlichen Hebei-Stromnetz angewendet. Es hat bereits über zehn Fälle von mechanischen Defekten in Transformatoren erfolgreich identifiziert und genau lokalisiert, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Stromnetzbetriebe erheblich verbessert wurde.
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