Projektübersicht

Das 220-kV-Umspannwerk befindet sich im Stadtzentrum einer Großstadt und ist für etwa 30 % der Stromversorgung des Gebiets verantwortlich.

Als wichtiger Bestandteil der städtischen Energieinfrastruktur enthält das Umspannwerk eine große Anzahl dicht angeordneter elektrischer Komponenten, darunter Transformatoren, Leistungsschalter und Trennschalter.

Herkömmliche Inspektionsmethoden basieren größtenteils auf dem Einsatz von Personal, das mit tragbaren Infrarotthermometern die Gerätetemperaturen misst. Die komplexe Anordnung der Geräte führt jedoch zu zahlreichen Messfehlern, und die manuelle Erfassung und Organisation großer Mengen an Temperaturdaten ist zeitaufwändig und ineffizient.

Zur Verbesserung der Inspektionsabdeckung und der Effizienz der Temperaturüberwachung führte das Umspannwerk die drohnengestützte Infrarot-Wärmebildinspektion ein.

Die Drohnen folgen voreingestellten Flugrouten und führen systematische Wärmebildaufnahmen wichtiger Anlagenteile durch. Ausgestattet mit Infrarot-Wärmebildkameras erfassen sie Temperaturdaten von verschiedenen Teilen elektrischer Geräte und erstellen Wärmebildkarten der Temperaturverteilung zur weiteren Analyse.

Während der sommerlichen Spitzenlastzeit im Jahr 2024 half das System dabei, einen anormalen Zustand am Haupttransformator zu erkennen und ein rechtzeitiges Eingreifen zu ermöglichen, wodurch ein schwerwiegender Transformatorausfall verhindert wurde.

Die daraus resultierenden Präventivmaßnahmen trugen dazu bei, eine zuverlässige Stromversorgung in der Stadt sicherzustellen und potenzielle Stromausfallverluste um etwa 5 Millionen RMB zu reduzieren.

Die Herausforderung

Kritische städtische Energieinfrastruktur

Das Umspannwerk befindet sich im Stadtzentrum einer Großstadt und ist für etwa 30 % der Stromversorgung des Gebiets verantwortlich . Ein schwerwiegender Anlagenausfall könnte daher erhebliche Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit der städtischen Stromversorgung haben.

Dicht angeordnete Ausrüstung

Das Umspannwerk enthält eine große Anzahl kritischer elektrischer Komponenten auf relativ kleinem Raum. Dies erschwert es den Prüfern, jeden wichtigen Anlagenstandort effizient zu erreichen und zu vermessen.

Blindstellen bei der Temperaturmessung

Bei herkömmlichen Infrarot-Handthermometern muss das Personal das Gerät manuell erreichen und die Messung durchführen.

Die komplexe Anordnung und die eingeschränkte Zugänglichkeit können zu blinden Flecken bei der Temperaturmessung führen, wodurch abnormale Erwärmungszustände möglicherweise schwerer zu erkennen sind.

umständliche Datenerfassung

Bei manuellen Infrarotinspektionen ist es außerdem erforderlich, dass Personal die Temperaturmessungen aufzeichnet und organisiert.

Wenn eine große Anzahl von Messpunkten an Anlagen regelmäßig überprüft werden muss, kann dies den Arbeitsaufwand erhöhen und den Vergleich von Temperaturdaten über verschiedene Inspektionszeiträume hinweg erschweren.

Höheres Risiko während der sommerlichen Spitzenzeiten

Bei hohem Stromverbrauch arbeiten elektrische Geräte unter erhöhter Belastung.

Die frühzeitige Erkennung von anormalen Temperaturbedingungen ist besonders wichtig, um Geräteausfälle zu verhindern und eine zuverlässige Stromversorgung aufrechtzuerhalten.

Die Drohnen-Infrarot-Inspektionslösung

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, implementierte das Umspannwerk ein drohnenbasiertes Infrarot-Wärmebildinspektionssystem.

Die Drohne folgt einer voreingestellten Inspektionsroute und führt systematische Wärmebildaufnahmen der wichtigsten Anlagenteile im gesamten Umspannwerk durch.

Zu den Inspektionszielen gehören:

• Die Leistungstransformatoren
• Leistungsschalter
• Trennschalter
• Andere kritische elektrische Geräte

Die Infrarot-Wärmebildkamera der Drohne erfasst Temperaturinformationen von Geräteoberflächen und erzeugt Wärmebildkarten der Temperaturverteilung.

Dadurch können die Prüfer abnormale Temperaturmuster effizienter erkennen und erhalten visuelle Daten für weitere Analysen und Wartungsentscheidungen.

So funktioniert die Wärmebildinspektion

1. Inspektionsroute planen

Eine vordefinierte Flugroute wird entsprechend dem Layout des Umspannwerks und dem Standort kritischer Anlagenteile festgelegt. Dies trägt zu einer systematischen Abdeckung der vorgesehenen Inspektionsbereiche bei.

2. Automatisierte Luftbildabtastung durchführen

Die Drohne folgt der geplanten Route und führt Wärmebildaufnahmen wichtiger Anlagen durch. Im Vergleich zum manuellen Transport von handgeführten Infrarotgeräten im Umspannwerk bietet die Inspektion aus der Luft eine größere Flexibilität bei der Überwachung dicht beieinander liegender Anlagen.

3. Erfassung von Infrarot-Temperaturdaten

Die Infrarot-Wärmebildkamera erfasst Temperaturinformationen von verschiedenen Teilen von Transformatoren, Leistungsschaltern, Trennschaltern und anderen Geräten.

4. Erstellung von Wärmeverteilungskarten

Die gesammelten Temperaturinformationen werden als Wärmebildkarten dargestellt , die es dem Inspektionspersonal ermöglichen, Bereiche mit anormalen Temperaturmustern visuell zu erkennen.

5. Mögliche Geräteanomalien identifizieren

Temperaturabweichungen können auf potenzielle Geräteprobleme hinweisen, die eine weitere Überprüfung oder Wartung erfordern.

Durch die frühzeitige Erkennung abnormaler Wärmemuster können Wartungsteams potenzielle Fehler untersuchen, bevor diese sich zu schwerwiegenderen Ausfällen entwickeln.

6. Unterstützung der vorbeugenden Instandhaltung

Die Daten der Wärmebildanalyse bieten den Wartungsteams eine visuelle Grundlage für die Beurteilung des Gerätezustands und die rechtzeitige Einleitung von Korrekturmaßnahmen.

Schlüsseltechnologien

Infrarot-Wärmebildkamera

Infrarot-Wärmebildkameras erkennen Temperaturunterschiede auf Geräteoberflächen und erleichtern so die Identifizierung abnormaler Erwärmungszustände.

Automatisierte Flugrouten

Vordefinierte Flugrouten tragen zur Standardisierung der Inspektionsverfahren bei und gewährleisten eine systematische Überwachung kritischer Anlagen.

Wärmekarten zur Temperaturverteilung

Die Wärmedaten werden in visuelle Wärmebilder umgewandelt, sodass das Inspektionspersonal Bereiche mit ungewöhnlichen Temperaturverteilungen schnell erkennen kann.

Zugang aus der Luft zu dicht bebauten Anlagenbereichen

Die Inspektion mittels Drohnen bietet eine Luftperspektive, die dazu beitragen kann, Inspektionslücken in dicht angeordneten Umspannwerksumgebungen zu verringern.

Projektergebnisse

Der Einsatz von drohnengestützten Infrarotinspektionen brachte während der sommerlichen Spitzenlastzeit im Jahr 2024 erhebliche Vorteile.

Schwerwiegender Transformatorausfall verhindert

Während der sommerlichen Spitzenlastzeit half das Wärmebildinspektionssystem, einen abnormalen Zustand am Haupttransformator zu erkennen. Durch rechtzeitiges Eingreifen konnte ein potenziell schwerwiegender Transformatorausfall verhindert und somit das Risiko einer ernsthaften Stromversorgungsunterbrechung verringert werden.

Verbesserte Inspektionsabdeckung

Die wärmebildbasierte Drohnenabtastung bot eine systematischere Methode zur Inspektion wichtiger Umspannwerksanlagen und half dabei, einige der blinden Flecken zu beheben, die bei herkömmlichen handgeführten Temperaturmessungen auftreten.

Schnellere Erkennung thermischer Anomalien

Mithilfe von Wärmebildkarten zur Temperaturverteilung erhielten die Prüfer einen visuellen Überblick über die thermischen Bedingungen der Anlagen, wodurch potenzielle Anomalien leichter zu erkennen und zu untersuchen waren.

Ungefähr 5 Millionen RMB an Stromausfallverlusten vermieden

Durch die Verhinderung eines größeren Transformatorausfalls und der damit verbundenen Stromunterbrechung trug das Projekt dazu bei, potenzielle Stromausfallverluste um etwa 5 Millionen RMB zu reduzieren.

Unterstützte zuverlässige städtische Stromversorgung

Da das Umspannwerk für etwa 30 % der Stromversorgung des Gebiets verantwortlich ist , trug die Verhinderung eines größeren Transformator-Vorfalls dazu bei, eine zuverlässige Stromversorgung während der sommerlichen Spitzenzeiten aufrechtzuerhalten.

Von der Temperaturmessung bis zur intelligenten Fehlerwarnung

Bei der herkömmlichen Infrarotinspektion kommt es häufig darauf an, dass Prüfer einzelne Messpunkte an den Geräten manuell erfassen und Temperaturdaten aufzeichnen.

Die drohnenbasierte Wärmebildinspektion verändert diesen Ansatz durch die Kombination von automatisiertem Flugbetrieb, Infrarot-Wärmebildgebung und visueller Temperaturanalyse.

Anstatt lediglich einzelne Temperaturmesswerte zu erfassen, bietet das System einen umfassenderen Überblick über die thermischen Bedingungen der Anlagen und hilft den Wartungsteams, ungewöhnliche Muster zu erkennen.

In diesem Projekt spielte die Technologie eine wichtige Rolle bei der Identifizierung eines potenziellen Problems mit dem Haupttransformator während der Sommerspitzenzeit 2024, wodurch ein größerer Geräteausfall verhindert und potenzielle Stromausfallverluste reduziert werden konnten.

Ein intelligenterer Ansatz für die Umspannwerksinspektion

Bei Hochspannungsumspannwerken ist die frühzeitige Erkennung von Geräteanomalien entscheidend für die Aufrechterhaltung der Netzstabilität.

Die drohnengestützte Infrarotinspektion bietet Energieversorgungsunternehmen eine sicherere, effizientere und systematischere Methode zur Überwachung kritischer elektrischer Anlagen.

Durch die Kombination von voreingestellten Flugrouten, Infrarot-Wärmebildkameras, Temperaturdaten und Wärmeverteilungskarten kann die Drohneninspektion eine frühere Fehlererkennung, vorbeugende Wartung und einen zuverlässigeren Betrieb des Stromnetzes unterstützen.