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数字化变压器产业发展 需求决定价值!

“双碳”目标的提出,标志着我国能源结构面临新的变革。当前,我国正着力积极构建更加强大的新型电力系统,提升新能源消纳和存储能力,电力设备迎来崭新的机遇。

在电力系统中,变压器是电网中能量转换和传输的核心,是电力系统中最昂贵和关键的设备之一,主变压器等主设备更是电网安全可靠运行的基础。电网的数字化、智能化要求传统变压器升级改造,变压器产业数字化风口已经到来。

变压器在线监测的数字化魅力

在电力变压器领域,提到“分接开关”,首先想到的就是德国莱茵豪森集团(以下简称MR公司)。而随着变压器市场快速发展MR变压器服务和业务的需求量逐渐增大,提升变压器服务成为MR新一阶段的市场着力点之一,变压器的生产正在从量变向质变进行转变。2022年10月,MR中国“ETOS®探索之旅2022”主题路演活动再次启程,从10月19日起,为期一月,MR将途经七省九市11个站点,总路程将超过7000km。在江西南昌,MR带着全新打造的ETOS®嵌入式变压器操作系统走进了江西变压器科技股份有限公司,让人们更近距离的感受变压器数字化的魅力。

从分接开关到变压器数字化解决方案,MR不断推陈出新,拥抱市场的新需求。MR中国区总经理石德先生表示,“过去的100年时间里,MR始终专注于分接开关领域。数字化浪潮下,MR在提供变压器分接开关的基础上,也希望结合自身长期以来所积累的经验为客户提供更多增值服务,努力成为一站式方案提供商。”

在电力系统中,变压器的地位至关重要,一旦发生故障,可能产生严重后果。我国目前在运的变压器数以万计,以湖南电网为例,在运35千伏及以上主变压器超过3500余台,变压器设备更新改造压力加大、故障风险累积、维护成本上升。因此如何精准掌控变压器的健康状态对电网安全至关重要。

一般情况下,为了保障变压器安全稳定运行,运维单位主要依靠定期“体检”确定设备状态。然而,变压器在运行过程中受到运行温度、振动等外界因素影响,可能会产生缺陷或发生原有缺陷进一步发展的情况,给生产运行带来隐患。如果能通过变压器油色谱分析、运行温度以及气体监测等数据分析反馈,提前发现缺陷,提前掌握变压器的健康状态,将进一步保障设备的可靠运行,提升设备的使用寿命。

MR中国客户支持主管眭璐向北极星电力网介绍到,变压器状态监测的一个重要手段就是油色谱分析,油色谱分析能够帮助发现主变压器高温过热、局部放电、火花放电和电弧放电等隐患。如何整合主变压器油色谱分析数据、基本台账信息和关键运维参数等数据资源,挖掘数字价值,是提升主变压器运维质效的关键。

据介绍,传统方式下油色谱分析要采用人工线下做报表的方法,存在管控周期长、无法及时跟踪主变压器异常状态等难题。随着信息化、数字化技术以及传感器技术在变压器运维环节的应用,油色谱分析管控也迎来了数字化技术的加持。

“DGA 9就像是一个小型的分析实验室!”MR中国客户支持主管眭璐向北极星电力网介绍到,MR MSENSE® DGA 9在线油液分析装置全面聚焦变压器,可提供故障气体的连续和可靠反馈,实现异常状态的早期预判,总体提高系统运行安全的可靠性,有效避免各种事故发生。同时,配置的ETOS®在线监测系统,可实现对开关运行状态的在线监测。

MSENSE® DGA 5/9

据了解,相较于常规解决方案测试采用光谱法、设立基础支撑安装单独的箱体、连接两根油管完成进油和出油不同,MSENSE® DGA 9的测试方法采用近端红外线法,在产品寿命周期内不需要配备校验气体,免除了维护过程,有效节省了客户的运维成本。

同时,MR为客户量身定制ETOS®智能控制柜,额外嵌入了变压器管理系统、自动电压调整器、冷却器控制、端子箱 、信号集成远传等功能。通过ETOS®控制柜中央处理单元中的集成网络服务器,可以在控制室对变压器进行监测和智能控制。

MR中国区总经理石德先生在与北极星电力网的交流中提到,MR中国除了为用户提供高质量的监测设备外,还可以为用户提供开放式、模块化的系统解决方案。电力系统智能化、数字化水平不断提升,MR研发的ETOS®系统正是一个应运而生的产品。ETOS®系统集成了监控与安全设备、先进传感器、用于调控和监测的现场设备,可以有效进行变压器监测和数据的传输和交互,并根据客户的需求和数据可以量身定制,帮助客户优化成本结构。”

“通过客户反馈,MR ETOS®系统的使用解决了实际工作中的很多问题,极大的提升了变压器运行的可靠性。”作为MR中国的合作方,江西变压器科技股份有限公司(下称“江变”)总经理徐海军也表示,受多种方面因素的影响,在电力设备中,变压器的智能化、信息化程度相比于其他设备是落后的,相对而言有着很大的市场空间,数字化的未来非常值得期待。而设备厂商可能缺乏信息化、智能化的研发能力,借助于MR的技术优势能够更好的实现产品的先进性,帮助客户实现业务需求。

徐海军总经理进一步表示,随着“双碳”目标的提出,我国新能源迎来了崭新的发展局面。在新形势下,江变也紧跟市场步伐,不断引进人才,开拓新能源市场,相信未来在新能源领域将会与MR公司有更多的合作机会。

需求决定数字化未来

随着变压器需求增量逐渐放缓趋于稳定,国内的变压器厂家正慢慢地静下心来对现有产品进行升级,提高竞争性。

2021年,工业和信息化部联合市场监管总局、国家能源局联合发布的《变压器能效提升计划(2021-2023年)》文件中明确了变压器的数字化、智能化发展方向。

“变压器的数字化和数字化变压器其实是变压器数字化发展过程中的两个阶段,就目前而言,数字化变压器还是一个很遥远的未来。”MR中国区总经理石德先生坦言,当前阶段主要还是通过开发传感器、分析监测装置提升变压器的信息采集手段来实现更为精准的变压器监测。

需求决定价值!江西变压器科技股份有限公司总经理徐海军也对北极星电力网表示,无论是数字化变压器还是变压器的数字化改造,都取决于用户有着怎样的数字化服务需要。围绕需求来开展工作,有的放矢,则事半功倍。

据了解,国家电网正试点推进变压器状态评估及健康诊断系统,系统能够收集变电主设备的全维度状态数据,应用设备健康中心中的变压器状态智能评价分析模型自动分析设备台账信息、实时运行状态、在线监测数据、带电检测结果、反措排查、不良工况、缺陷、检修、试验等数据,进行自主实时诊断并提前发出预警,实现设备智能管理、智能评价及主动预警功能,辅助运检人员进行设备预警、缺陷分析及决策处理。

“十三五”期间,智能运检白皮书发布,国网公司提出建设智能运检的工作任务,依托“云大物移智”等多种现代通信技术,推进运检的智能化深度融合工作,构建“二维互动感知-四类融合分析-三层集约管控”的智能运检体系。从而实现设备本体与传感器一体化、基于物联网的互联感知等两个维度的设备状态信息互动感知;实现环境预警数据、设备评价大数据等的深度融合分析。

2021年国网河北电力借鉴重症监护医学领域技术,将先进的检测、传感、通信、计算机分析技术运用到变电设备监测中,搭建变电站重症监护系统,系统通过超声、高频、特高频局放、振动、接地电流、射频等6类传感器进行变压器的实时监测、预警。可实现变压器运行状态的数据采集和分析处理,为设备状态评估和检修决策的制定提供重要依据。

MR公司所设计的ETOS®系统从放电、气体监测、异常振动等多方面响应市场需求。据了解,通过ETOS®系统平台用户可以随时查看到该区域重过载主变压器数量,以及设备信息、重过载发生时间、累计时长等信息。设备存在重过载问题或设备负载率大幅波动时,系统会自动生成预警短信,通知变电站值班人员分析研判主变压器负载率运行曲线等。

“用户的需要决定了产业的基本发展方向。”石德先生非常认同这一说法。他进一步表示,MR公司在10多年前就意识到了变压器数字化及智能化是传统的变压器产业的未来发展方向,并为此结合公司近百年来在变压器控制领域的经验进行了规划和布局,确定了为变压器数字化、智能化提供解决方案的战略,应对不同用户的不同需求,推出了具有MR特色的数字化、智能化产品。

自进入中国市场四十多年以来,MR不断加强与本土伙伴的合作,加深彼此的信任,推动电网的不断发展。基于ETOS®的优势,MR已经携手国家电网在一些改造项目上使用ETOS®产品。据了解,国家电网第一个±800kV复龙换流站,共28台变压器全部选用MR开关。近期MR中国和国家电网公司也签约了相关特高压合作协议,其中白鹤滩等多个项目也将选用MR的ETOS®系统。

最后,MR中国区总经理石德先生向北极星电力网表示,一直以来,中国都是世界能源领域的重要参与者、全球电网不可或缺的建设力量,有着巨大的市场空间以及可能性。中国的执行能力非常强大,这在输变电领域有着有目共睹的体现。随着中国电力数字化、智能化进程的逐步加深,相信MR ETOS®数字化解决方案将在其中扮演重要的角色,为中国的电力事业提供更加可靠的保障。

来源:北极星电力网 Kung

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