Monitoratge Intelligent d'Absorcidors d'Onada: Tendències Desafiaments i Perspectiva Futura
1. Estat actual i deficiències dels monitors en línia
Actualment, els monitors en línia són les eines més utilitzades per al monitoratge de parlàtroits. Tot i que poden detectar possibles defectes, tenen limitacions significatives: es requereix la recopilació manual de dades in situ, el que impedeix el monitoratge en temps real; i l'anàlisi de dades posterior augmenta la complexitat operativa. El monitoratge intel·ligent basat en IoT supera aquests problemes: les dades recopilades es carreguen a través de l'IoT a plataformes de processament, i combinades amb l'anàlisi de dades massives, identifiquen perillos ocults i proporcionen avisos previs, reduint efectivament la dificultat de l'operació i manteniment de l'energia.
1.1 Defectes dels monitors en línia actuals
Com a mètode central de monitoratge de parlàtroits, els monitors en línia mostren diversos problemes en la seva aplicació:
2. Tendències de desenvolupament del monitoratge intel·ligent per a parlàtroits
Per abordar els problemes dels monitors en línia, mitjançant l'ús de l'Internet de les Coses i la fabricació intel·ligent, el monitoratge intel·ligent es millorarà en tres direccions:
2.1 Mètode de transmissió: Cablejat → Sense fil
El monitoratge intel·ligent actual depèn principalment de connexions cablejades RS485, adequades només per a escenaris específics com subestacions. Per a línies i àrees remotes, la distància de transmissió és una restricció. Tecnologies sense fil com LoRa, NB-IoT (Narrow-Band Internet of Things) i GPRS ofereixen ampla cobertura i baix consum. Especialment LoRa i NB-IoT, com tecnologies IoT emergents, veuran una aplicació més ampla en el futur.
2.2 Mètode de subministrament d'energia: Actiu → Passiu
Actualment, el monitoratge intel·ligent depèn de l'energia DC externa. En el futur, evolucionarà cap al subministrament d'energia passiu per a una operació verda i de baix consum. L'obtenció d'energia a través de la corrent de fuga del parlàtrit, panells solars o bateries integrades és factible - utilitzar la corrent de fuga per a l'emmagatzematge d'energia és el més avantatjós, evitant problemes com la insuficiència de radiació solar i el canvi freqüent de bateries.
2.3 Mètode d'instal·lació: Extern → Intern
El monitoratge intel·ligent actual és principalment extern - encara que no estigui limitat per la mida i sigui fàcil de reemplaçar, és vulnerable a influències ambientals. L'instal·lació interna requereix la integració a la cavetat del parlàtrit, exigint mides més petites i enfent barreres tècniques. No obstant això, elimina els impactes ambientals externs, assegurant una millor estabilitat a llarg termini.
3. Direccions ampliades de monitoratge per a parlàtroits
Basat en els modes i mecanismes de falla, les unitats de monitoratge intel·ligent es centraran en quatre dimensions:
3.1 Monitoratge de pressió
Per als parlàtroits de porcellana de 35kV i superior, es fan servir detecció de fuites amb espectrometria de massa d'heli i ompliment amb nitrògen pur (tecnologia de micro-pressió positiva) durant la fabricació per evitar la intrussió d'humitat i millorar l'aïllament. No obstant això, la operació a llarg termini causa l'envejeciment de les juntes, la fuga de nitrògen i la intrussió d'humitat, potencialment conduint a explosions. Les unitats de monitoratge intel·ligent monitoritzen la pressió interna en temps real; la càrrega de dades i l'anàlisi de plataformes permeten avisos previs per a la substitució i reparació oportuna.
3.2 Monitoratge de temperatura i humitat
Per als parlàtroits amb tubs aïllants / cares de porcellana i aire intern, l'assembleig requereix un estrict control de temperatura i humitat. Les unitats intel·ligents monitoritzen les condicions internes, carreguen dades regularment i triguen alarmes quan es superin els límits, permetent una operació i manteniment proactius.
3.3 Monitoratge de corrent de fuga i corrent resistiva
Aquestes corrents són indicadors clau del rendiment del parlàtrit. La operació a llarg termini, els entorns externs i la contaminació dels aïllants causen l'envejeciment del resistor i el fracàs de la junta, augmentant les corrents. El monitoratge de les tendències de les corrents ajuda a detectar perillos ocults i prevenir accidents.
3.4 Monitoratge de corrent d'impuls de descàrrega
La recopilació de vegades de descàrrega, magnituds de corrent i temps d'acció suporta la planificació d'operació i manteniment i l'anàlisi de falles.
4. Direccions de treball tècnic per al monitoratge intel·ligent
El monitoratge intel·ligent extern està emergent (no limitat per l'espai, altament compatible), però el monitoratge intern encara està en paies, enfrontant-se a tres reptes tècnics:
4.1 Optimització de la captació d'energia
El monitoratge intern depèn de la corrent de fuga del parlàtrit per a l'energia, però les corrents petites dificulten la transmissió en temps real. Combinar la captació de corrent de fuga amb bateries integrades acurta els cicles de transmissió de dades, equilibrant el subministrament d'energia i la transferència de dades.
4.2 Millora de la transmissió de senyals
La integració interna exponeix els monitors a l'atenuació / blindatge de senyals pels parlàtroits i components; els camps elèctrics d'alta tensió també interferixen. Els senyals han de ser optimitzats per una millor penetració i anti-interferència electromagnètica.
4.3 Verificació de vida útil i fiabilitat
El monitoratge intern és difícil de reemplaçar; els parlàtroits requereixen vides útils de disseny de 30 anys (més de 20 anys en la pràctica). Les vides útils de les unitats de monitoratge han de coincidir, i el calor generat per les accions del parlàtrit no ha de afectar la fiabilitat del mòdul.
5. Aplicacions actuals del monitoratge intel·ligent
El monitoratge intel·ligent encara està en fase pilòtic, principalment aplicat en projectes demostratius de poder i ferrocarrils (per exemple, la subestació de tracció intel·ligent a Xiongan, la Subestació Intel·ligent de 750kV a Yan'an i les estacions de conversió UHV DC). Les proves pilòtics verifiquen la viabilitat tècnica, amb parlàtroits monitoritzats intel·ligentment que compleixen les expectatives de rendiment.
6. Conclusió
El monitoratge intel·ligent permet el seguiment en línia en temps real, millorant la precisió en la identificació de riscos i reduint la dificultat de l'operació i manteniment. Malgrat els reptes tècnics que encara persisteixen, alineat amb les tendències intel·ligents, verdes i respectuoses amb l'ambient, gradualment reemplaçarà els monitors en línia tradicionals. La seva adopció generalitzada en sistemes de poder i ferrocarrils fortaleixerà la seguretat de la xarxa i suportarà el desenvolupament energètic sostenible.
