Come la monitorizzazione intelligente e le innovazioni avanzano lo sviluppo dei trasformatori a bassa tensione?
Con l'avanzamento continuo della tecnologia delle smart grid, i sistemi di monitoraggio intelligente stanno svolgendo un ruolo sempre più importante nella prevenzione e nella risoluzione dei guasti nei trasformatori di tensione. Questi moderni sistemi di monitoraggio intelligente possono raccogliere in tempo reale parametri chiave dai trasformatori di tensione, come livelli di scariche parziali, temperatura e qualità dell'olio, e utilizzare algoritmi di analisi dei dati per valutare lo stato di salute dell'equipaggiamento, consentendo avvisi anticipati di guasto e localizzazione precisa dei problemi.
Nei sistemi a bassa tensione, il monitoraggio intelligente comprende principalmente il monitoraggio delle scariche parziali, il monitoraggio della temperatura e il monitoraggio integrato intelligente. Il monitoraggio delle scariche parziali è solitamente ottenuto installando trasformatori di corrente ad alta frequenza o sensori ultrasonici, permettendo il tracciamento in tempo reale delle scariche interne al trasformatore, identificando il tipo e la posizione della scarica, e quindi valutando la condizione dell'isolamento. D'altra parte, il monitoraggio della temperatura utilizza termocoppie, sensori PT100 o sensori ottici per monitorare le aree critiche del trasformatore. Può essere costruito un modello di distribuzione termica 3D per calcolare in tempo reale i punti caldi, aiutandoci a valutare la condizione di invecchiamento dell'isolamento.
L'applicazione della tecnologia di monitoraggio intelligente ha migliorato significativamente l'affidabilità operativa dei trasformatori di tensione. Ad esempio, in un sistema di distribuzione elettrica a 10 kV, dopo l'installazione di dispositivi di monitoraggio intelligente, sono stati rilevati precocemente segni di degradazione dell'isolamento, consentendo manutenzioni tempestive e evitando potenziali guasti causati da rotture dell'isolamento. Inoltre, questi sistemi di monitoraggio intelligente possono essere integrati con i sistemi di automazione delle sottostazioni per formare una soluzione completa di gestione degli asset, consentendo il monitoraggio e la diagnosi remota delle condizioni dell'equipaggiamento.
Guardando al futuro, con lo sviluppo delle tecnologie delle smart grid, anche la progettazione e l'applicazione dei trasformatori di tensione a bassa tensione stanno evolvendo continuamente. I futuri trasformatori di tensione a bassa tensione si concentreranno maggiormente su intelligenza, digitalizzazione ed eco-sostenibilità. Applicando nuovi materiali, migliorando le capacità intelligenti e migliorando le prestazioni ecologiche, forniranno un supporto più forte per l'operazione sicura e stabile dei sistemi elettrici.
In termini di applicazione di nuovi materiali, le ricerche mostrano che gli effetti superficiali delle nanoparticelle possono migliorare le proprietà elettriche delle resine epossidiche. L'aggiunta di quantità appropriate di nanoparticelle di ZnO o SiO₂ può migliorare significativamente la resistenza del materiale all'arborizzazione elettrica. Inoltre, i materiali autorigeneranti basati su microcapsule possono rilasciare automaticamente agenti di guarigione alle estremità degli alberi elettrici, impedendo la loro ulteriore crescita.
I miglioramenti nell'intelligenza sono anche una direzione principale dello sviluppo futuro. I trasformatori intelligenti attuali dispongono già di funzioni come il monitoraggio in linea, la taratura automatica e il monitoraggio remoto. Queste funzionalità ci permettono di valutare in tempo reale la salute dell'equipaggiamento, prevedere la vita utile residua e fornire supporto scientifico per le decisioni di manutenzione. Ad esempio, dopo l'installazione di trasformatori compositi intelligenti in un sistema di distribuzione elettrica a 10 kV, sono state raggiunte molteplici funzioni come la misurazione dell'energia, il monitoraggio degli armonici e lo storage dei dati, migliorando notevolmente l'efficienza e l'affidabilità del sistema.
Infine, con l'aumento delle normative ambientali, la progettazione dei trasformatori di tensione sta mettendo maggiore enfasi sulle prestazioni ambientali dei materiali ed sull'efficienza energetica dell'equipaggiamento. Ad esempio, l'adozione di tecnologie di trasformatori passivi a basso consumo energetico può ridurre il consumo di energia e migliorare i benefici ambientali.
In breve, attraverso queste tecnologie e metodi innovativi, non solo possiamo proteggere meglio i nostri sistemi elettrici da potenziali guasti, ma anche garantire il loro funzionamento più eco-sostenibile ed efficiente. Questo è di grande importanza per assicurare la qualità dell'energia e promuovere lo sviluppo sostenibile.
