Wie fördern intelligente Überwachung und Innovationen die Entwicklung von Niederspannungstransformatoren

Mit der ständigen Weiterentwicklung der Smart-Grid-Technologie spielen intelligente Überwachungssysteme eine zunehmend wichtigere Rolle bei der Verhinderung und Behebung von Fehlern in Spannungswandlern. Diese modernen intelligenten Überwachungssysteme können wichtige Parameter von Spannungswandlern in Echtzeit erfassen – wie zum Beispiel die Teilentladungspegel, Temperatur und Ölqualität – und verwenden Datenanalysealgorithmen, um den Gesundheitszustand des Geräts zu bewerten, was frühzeitige Fehlerwarnungen und genaue Lokalisierung von Problemen ermöglicht.

In Niederspannungssystemen beinhaltet die intelligente Überwachung hauptsächlich die Überwachung von Teilentladungen, Temperaturüberwachung und integrierte intelligente Überwachung. Die Überwachung von Teilentladungen wird in der Regel durch die Installation von Hochfrequenzstromwandlern oder Ultraschallsensoren erreicht, was es ermöglicht, interne Entladungen im Transformer in Echtzeit zu verfolgen, den Typ und die Position der Entladung zu identifizieren und somit den Zustand der Isolierung zu bewerten. Die Temperaturüberwachung dagegen verwendet Thermoelemente, PT100-Sensoren oder Fasersensoren, um kritische Bereiche des Transformers zu überwachen. Ein 3D-Temperaturverteilungsmodell kann erstellt werden, um Heißpunkte in Echtzeit zu berechnen, was uns hilft, den Alterungsgrad der Isolierung zu bewerten.

Die Anwendung intelligenter Überwachungstechnologien hat die Betriebssicherheit von Spannungswandlern erheblich verbessert. So wurden in einem 10kV-Verteilnetz nach der Installation intelligenter Überwachungseinrichtungen frühzeitig Anzeichen für die Verschlechterung der Isolation festgestellt, was es ermöglichte, rechtzeitige Wartungsmaßnahmen zu ergreifen und potenzielle Ausfälle aufgrund eines Isolierstoffbruchs zu vermeiden. Darüber hinaus können diese intelligenten Überwachungssysteme mit Unterstationautomatisierungssystemen integriert werden, um eine vollständige Anlagemanagementlösung zu bilden, die die Fernüberwachung und -diagnose des Gerätestands ermöglicht.

Aus Sicht der Zukunft wird mit der Entwicklung der Smart-Grid-Technologien auch das Design und die Anwendung von Niederspannungswandlern ständig weiterentwickelt. Zukünftige Niederspannungswandler werden sich mehr auf Intelligenz, Digitalisierung und Umweltfreundlichkeit konzentrieren. Durch die Anwendung neuer Materialien, die Verbesserung der smarten Fähigkeiten und die Steigerung der ökologischen Leistungsfähigkeit werden sie einen stärkeren Beitrag zur sicheren und stabilen Betriebsführung von Stromsystemen leisten.

Was die Anwendung neuer Materialien betrifft, zeigen Forschungen, dass Oberflächeneffekte von Nanopartikeln die elektrischen Eigenschaften von Epoxidharzen verbessern können. Das Hinzufügen geeigneter Mengen an Nano-ZnO- oder SiO₂-Partikeln kann die Resistenz des Materials gegen elektrische Bäume erheblich steigern. Zudem können selbstheilende Materialien auf Basis von Mikrokapseln automatisch Heilmittel an den Spitzen elektrischer Bäume freisetzen, um deren weitere Wachstum zu verhindern.

Verbesserungen in der Intelligenz sind auch eine wichtige Richtung für die zukünftige Entwicklung. Heutige smarte Transformer verfügen bereits über Funktionen wie Online-Überwachung, automatische Kalibrierung und Fernüberwachung. Diese Funktionen ermöglichen es uns, den Gesundheitszustand der Ausrüstung in Echtzeit zu bewerten, die verbleibende Lebensdauer vorherzusagen und wissenschaftliche Unterstützung für Wartungsentscheidungen bereitzustellen. So wurde beispielsweise nach der Installation von smarten Komposittransformern in einem 10kV-Verteilnetz eine Vielzahl von Funktionen wie Energiemessung, Harmonische Überwachung und Datenspeicherung erreicht, was die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems erheblich verbessert hat.

Schließlich legt die Gestaltung von Spannungswandlern, im Lichte strenger werdender Umweltauflagen, größeres Augenmerk auf die Umweltleistungsfähigkeit der Materialien und die Energieeffizienz der Geräte. So kann beispielsweise die Verwendung von Niederleistungs-Passivtransformatortechnologie den Energieverbrauch reduzieren und die Umweltvorteile verbessern.

Kurz gesagt, durch diese innovativen Technologien und Methoden können wir unsere Stromsysteme nicht nur besser vor potenziellen Fehlern schützen, sondern auch sicherstellen, dass sie umweltfreundlicher und effizienter betrieben werden. Dies ist von großer Bedeutung, um die Qualität der Energieversorgung zu gewährleisten und eine nachhaltige Entwicklung zu fördern.