Le système de surveillance en ligne intelligent INNOFZ est une plateforme PHM (Prognostics and Health Management) conçue pour évaluer en continu l'état de santé opérationnel des transformateurs à sec. Au lieu de s'appuyer sur des inspections manuelles périodiques, le système combine des capteurs de température à fibre optique, des détecteurs de décharges partielles, des capteurs de vibrations et de bruit, ainsi que des dispositifs de surveillance environnementale au sein d'une architecture intelligente unique, offrant ainsi aux opérateurs de sous-stations une visibilité en temps réel sur l'état des transformateurs et une alerte précoce en cas de défauts naissants.
Pourquoi la surveillance en ligne de l'état de santé est-elle importante pour les transformateurs ?
Dans les postes de transformation des réseaux ferroviaires et autres applications électriques critiques, les transformateurs alimentent en continu les équipements essentiels, et des défauts non détectés peuvent entraîner des pannes coûteuses ou des incidents de sécurité. Les inspections programmées traditionnelles ne permettent souvent pas de détecter les défauts cachés à un stade précoce entre deux cycles de maintenance. Un système de surveillance en ligne intelligent suit en permanence l'état de fonctionnement du transformateur et son environnement, effectue des analyses automatisées de son état de santé et émet des alertes en temps opportun, ce qui permet d'identifier et de traiter les risques cachés avant qu'ils ne dégénèrent en pannes.
Architecture du système : hôte, périphériques et capteurs
Le système repose sur une architecture à trois niveaux reliant les communications au niveau des stations aux points de détection individuels :
- Hôte de gestion intelligente — l'unité centrale de traitement qui agrège les données provenant de tous les appareils et capteurs connectés, effectue l'analyse de l'état de fonctionnement et communique avec l'écran de communication de la station PHM via un réseau à fibre optique et le protocole CEI 61850
- Terminal intelligent et convertisseur photoélectrique — interfaces entre l'hôte de gestion et le réseau de communication des stations, assurant la conversion et la transmission des données de surveillance
- Dispositifs de surveillance — notamment le régulateur de température à fibre optique, le système central de surveillance des décharges partielles de type « split » et l'instrument de mesure et de contrôle complet triphasé de type « rail de guidage », chacun traitant une catégorie spécifique de données relatives à l'état des équipements
- Capteurs de terrain — des sondes de température à fibre optique, des capteurs de décharges partielles UHF, des capteurs de courant haute fréquence, des capteurs de vibrations, des capteurs de bruit, des régulateurs de température et d’humidité, des détecteurs de fumée et des capteurs de lumière d’arc (variation lumineuse) installés directement sur le transformateur et dans son environnement immédiat
Surveillance intelligente de l'état de la température
Au cœur de la couche dédiée à l'état des équipements, le régulateur de température à fibre optique surveille en permanence la température des enroulements et du noyau de fer grâce à une technologie de détection par fibre optique fluorescente — une technologie insensible aux interférences électromagnétiques et sûre en haute tension. Cela permet d'obtenir des données de température en temps réel qui alimentent directement l'évaluation de l'état de santé global du système.
Surveillance de l'état des équipements
- Mesure de la température des enroulements et du noyau de fer à l'aide d'un régulateur de température à fibre optique
- Surveillance des points de raccordement électrique des lampes à arc (variantes d'éclairage)
- Surveillance des décharges partielles à l'aide de capteurs de courant UHF et haute fréquence
Suivi de l'état de l'environnement
- Mesure de la température et de l'humidité dans l'environnement d'exploitation
- Surveillance des vibrations en service des transformateurs
- Surveillance des vibrations du sol
- Surveillance du bruit ambiant
Fonctions de commande intelligente locale
- Commande automatique du ventilateur de refroidissement
- Régulation du chauffage pour les environnements à basse température
- Contrôle de la déshumidification pour gérer les risques liés à l'humidité
- Interface homme-machine pour la commande locale et l'affichage de l'état
Évaluation de l'état de santé et alerte précoce
Au-delà de la simple collecte de données brutes, le système procède à une évaluation des risques opérationnels en établissant des corrélations entre les données de température, de décharges partielles, de vibrations et d'environnement afin d'établir un état global de santé du transformateur. Lorsque les indicateurs s'écartent des schémas de fonctionnement normaux, le système envoie des alertes aux opérateurs, ce qui permet une intervention précoce avant qu'un problème naissant ne se transforme en panne.
Applications
- Surveillance de l'état des transformateurs des sous-stations de transport ferroviaire
- Surveillance en ligne de l'état des transformateurs de puissance à sec
- Stations nécessitant des équipements multiparamétriques intégrés et une surveillance environnementale
- Sous-stations équipées de réseaux d'automatisation basés sur la norme CEI 61850
Caractéristiques techniques
| Paramètre | Caractéristiques techniques |
|---|---|
| Puissance absorbée | 220 V CA, consommation électrique ≤ 50 W |
| Entrée analogique | Acquisition de signaux 4–20 mA / 0–5 V / 0–10 V CC, interface compatible |
| Entrée de commutation | Signal d'entrée à contact sec |
| Sortie de commutation | Sortie relais via un contacteur à fort courant, capacité des contacts de sortie ≥ 220 V CA/10 A |
| Communication série | Interface RS485 |
| Port Ethernet | Port Ethernet RJ45 |
| Interface optique | Conversion du protocole CEI 61850, interface à fibre optique |
| Puissance de sortie du périphérique esclave | 24 V/30 W, 12 V/20 W |
Personnalisation et service après-vente
INNOFZ configure chaque système de surveillance en ligne intelligent en fonction de la disposition spécifique des équipements, du nombre de capteurs et du protocole de communication requis pour le projet. De la conception de l'architecture au niveau de la station jusqu'au choix de chaque capteur, INNOFZ assure une personnalisation complète du projet et propose des collaborations OEM/ODM.
- Combinaison personnalisée de capteurs en fonction des équipements et des paramètres environnementaux à surveiller
- Protocole de communication personnalisé et intégration au niveau des postes, y compris les réseaux IEC 61850
- Fabrication OEM/ODM et sous marque de distributeur pour les intégrateurs de systèmes et les fabricants de tableaux électriques
- Conseils techniques avant-vente concernant l'architecture du système et l'emplacement des capteurs
- Assistance technique après-vente et aide à la mise en service des systèmes
Contactez INNOFZ pour discuter de votre projet de surveillance de l'état de vos transformateurs et demander une configuration sur mesure de votre système.
Foire aux questions
Que signifie " PHM " dans ce système de surveillance en ligne ?
PHM est l'acronyme de « Prognostics and Health Management » (prognostics et gestion de l'état des équipements) : il s'agit d'une approche qui consiste à surveiller en permanence l'état des équipements et à analyser les données afin d'évaluer leur état de fonctionnement et de prévoir les défaillances potentielles avant qu'elles ne surviennent, plutôt que de se fier uniquement aux inspections programmées.
Comment le système associe-t-il la surveillance de la température aux données fournies par d'autres capteurs ?
Le régulateur de température à fibre optique transmet les données relatives à la température des enroulements et du noyau à l'hôte de gestion intelligent, ainsi que les mesures concernant les décharges partielles, les vibrations et les conditions environnementales, ce qui permet au système d'évaluer l'état de santé global du transformateur à partir d'un ensemble d'indicateurs plutôt que sur la seule base de la température.
Le système peut-il contrôler automatiquement le refroidissement et la déshumidification du transformateur ?
Oui. L'unité centrale de gestion intelligente intègre des fonctions de commande locale pour le fonctionnement des ventilateurs, le chauffage et la déshumidification, en plus de son rôle de surveillance et d'évaluation de l'état — voir la section « Fonctions de commande intelligente locale » ci-dessus.
Ce système peut-il être intégré dans des réseaux d'automatisation de postes électriques existants ?
Oui. Le système communique via un réseau de fibre optique et le protocole CEI 61850, ce qui permet une intégration directe avec les écrans de communication au niveau de la station et les systèmes d'automatisation des sous-stations.
