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Terrestre

Sistema de monitoreo del campo de temperatura y detección de llamas para transformadores eléctricos

 

Antecedentes del plan

Los transformadores eléctricos de gran tamaño en las subestaciones se utilizan principalmente como transformadores reductores generales para la transmisión y distribución de energía. Son la parte central de la subestación, con una gran capacidad y un entorno de trabajo bastante adverso. La inspección por parte del personal de mantenimiento presenta ciertos riesgos de seguridad. En caso de fallos o incendios, pueden causar pérdidas significativas de personal y bienes, además de afectar el funcionamiento normal del sistema de transmisión regional. Actualmente, las principales fallas de los transformadores eléctricos incluyen: bloqueo del radiador que provoca aumento de la temperatura del aceite del transformador principal, envejecimiento del aislamiento de materiales sólidos, entre otros, todos acompañados de anomalías de temperatura. Por lo tanto, para tomar medidas de protección efectivas, monitorear la temperatura del transformador eléctrico es un método eficaz. Analizando los datos de temperatura, se puede inferir el estado de operación del transformador y, ante fenómenos anómalos, proporcionar servicios de toma de decisiones al personal de mantenimiento.

Introducción del plan

Resumen del plan

El sistema está compuesto principalmente por una cámara infrarroja dual frontal, software de detección de temperatura y llama. Para los equipos detectados por la cámara, se realiza una detección del campo de temperatura infrarroja las 24 horas. En caso de anomalías, según los valores de temperatura medidos en el sitio, se ofrecen recomendaciones de nivel de mantenimiento, por ejemplo, si hay un cambio brusco de temperatura, se sugiere cortar la energía para reparación; en caso de incendio, se notifica automáticamente la situación, mostrando en tiempo real el progreso de la gestión en el sitio mediante panorámicas tridimensionales y video en vivo, guiando la respuesta de emergencia de manera segura y ordenada; se logra la monitorización y percepción de riesgos de incendio en estaciones de conmutación.

Escenarios aplicables

  • Transformadores eléctricos convencionales: adecuados para transformadores eléctricos sumergidos en aceite y secos de diferentes niveles de voltaje (10kV - 1000kV), para monitorear la temperatura de operación diaria y riesgos de incendio.
  • Transformadores en operación de alta carga: durante picos de consumo eléctrico o condiciones especiales, se realiza un monitoreo enfocado en transformadores con alta carga para detectar oportunamente anomalías de temperatura y riesgos de incendio causados por sobrecarga.
  • Transformadores antiguos: para transformadores con larga vida útil y disminución del rendimiento del aislamiento, mediante monitoreo preciso del campo de temperatura y detección de llamas, se controla en tiempo real el estado de salud del equipo para prevenir fallas repentinas.
  • Transformadores en subestaciones al aire libre: adaptados a entornos complejos al aire libre, garantizando la operación estable del sistema de monitoreo de transformadores bajo condiciones climáticas como altas temperaturas, lluvias intensas y tormentas de arena.

Funciones principales

Módulos funcionales Descripción
Adquisición de datos y configuración de parámetros Obtención en tiempo real de datos de temperatura y de imagen dentro del campo de visión del dispositivo termográfico infrarrojo, incluyendo la configuración de parámetros como los de la cámara infrarroja.
Módulo de monitoreo y análisis del campo de temperatura Análisis en tiempo real de la información de temperatura en el área monitoreada, vigilando la existencia de cambios bruscos o aumentos continuos de temperatura, y proporcionando señales de alerta.
Análisis de datos En la detección de llamas se utiliza la combinación dinámica, contorno e información de temperatura de la llama para reducir falsas alarmas mediante un juicio conjunto. El sistema emplea el método de bosque aleatorio con muestras en escala de decenas de miles; el algoritmo se basa en características del contorno de la llama y utiliza información de temperatura para filtrar el fondo de la llama.
Visualización de imágenes Actualiza y muestra la distribución de imágenes térmicas dentro del campo de visión monitoreado. En caso de incendio, puede mostrar en la imagen la ubicación (hasta 3 puntos).
Módulo de alarma Si se detecta llama dentro del campo de visión monitoreado, se emite una señal de alarma.
Almacenamiento de datos Desde la detección del evento de alarma hasta la efectiva supresión y cancelación de la alarma, se almacena automáticamente el reporte.

Ventajas técnicas

  • Reconocimiento de llamas de alta fiabilidad: algoritmo de detección de llamas basado en aprendizaje profundo, entrenado con una gran cantidad de muestras, con alta capacidad antiinterferencias, capaz de distinguir eficazmente llamas de luces, reflejos y otros factores de interferencia, con una tasa de falsas alarmas inferior al 0.1%.
  • Capacidad de operación todo tiempo: los dispositivos del sistema cuentan con grado de protección IP66, adaptándose a un rango de temperatura de -40℃ a 85℃, soportan diseño contra interferencias electromagnéticas y corrosión por niebla salina, pudiendo operar de manera estable en entornos adversos.

Casos de aplicación

Caso 1: Subestación de energía renovable

  • Antecedentes del proyecto: esta subestación está equipada con múltiples transformadores secos, con un entorno operativo complejo y altos requisitos de monitoreo de temperatura e incendios.
  • Implementación de la solución: se adoptó un sistema de monitoreo del campo de temperatura y detección de llamas, combinado con las necesidades de gestión automatizada de la planta de energía renovable, logrando la integración y control conjunto con el sistema de monitoreo de la planta.
  • Efectos de la aplicación: el sistema monitorea en tiempo real los cambios de temperatura del transformador, ajusta automáticamente el estado de funcionamiento del ventilador de enfriamiento, reduciendo el consumo de energía en un 15%; alertó con éxito dos pequeños incendios causados por el envejecimiento del material aislante, garantizando la operación segura y estable de la planta de energía renovable.

 

 

Introducción a la solución

Casos de aplicación