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2019-06-20 07:52

Porque é que a indústria eléctrica está a mudar para a "óptica

No dia 19 de junho, Rusnano anunciou o início das vendas de 99,9% das ações da empresa do portfólio "Profotek". A empresa produz medidores digitais de corrente e tensão projetados para instalações de energia. Eles devem se tornar um dos elementos-chave da energia digital, substituindo os dispositivos eletromagnéticos analógicos e aumentando a precisão das medições. "Izvestia estudou como nasceu uma nova tecnologia, como ela é melhor que os transformadores convencionais e porque a energia em todo o mundo está mudando para "ótica".

Da idéia ao produto em série.

As empresas líderes mundiais - ABB, Siemens, General Electric e Arteche - trabalham em soluções digitais de medição de eletricidade. Estas últimas já gastaram mais de US$ 100 milhões em seu desenvolvimento para trazer o produto para o estágio de mercado. A Siemens ainda está a caminho de um projeto industrial.

A tecnologia utilizada nos transformadores digitais Profoteka foi criada por cientistas russos, funcionários do Instituto Fryazinsk de Engenharia de Rádio e Eletrônica. O resultado do seu trabalho é uma fibra óptica especial e um detector, que permite medir o ângulo de rotação e determinar a força da corrente. Com o apoio de Rusnano em 2010, estes estudos científicos foram trazidos ao produto final.

Agora a Profotek é proprietária de toda a cadeia de produção: desde a criação de fibras ópticas e algoritmos únicos de processamento de dados até a produção de dispositivos em série. A experiência da empresa na área de fotônica, desenvolvimento em eletrônica e programação tornou possível a produção de instrumentos especiais de medição. Eles não são inferiores aos produtos de concorrentes estrangeiros e até mesmo os excedem em alguns parâmetros.

"No início da jornada a tecnologia estava apenas na mente dos cientistas", explica Oleg Rudakov, diretor geral da Profoteka. - Todas as nossas primeiras amostras foram produzidas com a participação deles. Claro, é bom ver um professor ou candidato de ciências técnicas torcendo nozes em dispositivos ou objetos. Eles ficaram felizes em vir até nós para a operação experimental, trabalhos de instalação, quando estávamos apenas fazendo os primeiros pilotos. Nós nos propusemos a tarefa de descrever a tecnologia, de trazer sua concepção e documentação de processo, de formar e desenvolver instruções de operação. Este trabalho era muito importante, sabíamos que abriria um mercado para suprimentos industriais. Após 2015 as vendas comerciais começaram em grandes instalações de rede, "Profotec" passou para uma nova etapa".

De acordo com a lei de Faraday.

"A Profotech utiliza em seus transformadores uma tecnologia única baseada em fibra ótica magnética sensível.

Os transformadores convencionais são cada vez menos adequados às necessidades da energia moderna na era digital e estão se tornando obsoletos. Eles têm muitas falhas de design. Por exemplo, o núcleo de aço e o enrolamento de cobre dos dispositivos convencionais perdem as suas propriedades ao longo do tempo quando são constantemente aquecidos - isto prejudica a precisão da medição. Além disso, os dispositivos analógicos podem incendiar-se ou explodir devido à sobretensão, e nem sempre é possível notar imediatamente falhas no seu trabalho.

"Os transformadores de corrente convencionais estão sujeitos a efeitos que os levam a ter erros de medição elevados. Ou seja, eles dão proteção ao relé, automação do sinal errado, ao qual ele reage de forma incorreta. Tem havido precedentes na indústria onde a proteção dos automatismos em grandes centrais elétricas e subestações de ultra-alta tensão da rede elétrica tem funcionado incorretamente devido aos dispositivos de medição. Isto levou a grandes quedas de energia e restrições no fornecimento de energia aos usuários finais", diz Alexander Golovin, Diretor Técnico da Tekvel.

Os transformadores digitais da Profoteka eliminam estas falhas. Eles são seguros em termos de incêndio, duram mais tempo e garantem uma operação ininterrupta". Como? É o design.

A tecnologia usa o efeito Faraday. Dentro do dispositivo há um condutor ao redor do qual uma guia de luz (fibra óptica) é envolvida. Se não houver corrente no condutor, as ondas de luz propagam-se à mesma velocidade; se houver, o plano de distribuição da luz gira. O ângulo de rotação permite a medição precisa da corrente. Para este efeito, existe um detector especial no transformador.

O dispositivo quase não envelhece - a fibra óptica mantém as suas propriedades durante décadas. Ele só pode ser danificado por água ou impacto mecânico, mas com uma proteção confiável isso não é possível. Uma vantagem importante é que o transformador digital monitora seu estado e transmite informações de falhas.

"O sistema de autodiagnóstico integrado é capaz de sinalizar qualquer estranheza ou degradação do equipamento que possa causar problemas no futuro. Esta é uma diferença significativa em relação aos dispositivos tradicionais. Por exemplo, um dispositivo digital pode notar uma deterioração na precisão da medição", continua Golovin.

A exatidão é a principal vantagem dos transformadores Profoteka. Isso permite que os grandes consumidores registrem mais claramente a eletricidade, não paguem mais por perdas técnicas, e a indústria elétrica - para garantir um trabalho coerente e ininterrupto no fornecimento de eletricidade. Afinal, falhas nos contadores convencionais podem afetar as instalações de energia, que, entre outras coisas, fornecem elementos importantes da infra-estrutura industrial e social.

Os desafios da digitalização

O aparecimento dos transformadores ópticos domésticos foi uma resposta às necessidades actuais das empresas e empresas de energia eléctrica russas. O projeto de digitalização do estado "Rossetey", ativamente discutido, é estimado em 1,3 trilhões de rublos até 2030, além do programa de investimento básico. Seu elemento-chave é a criação de subestações digitais, que utilizam medidores ópticos de corrente e tensão. A implementação destes planos sem soluções competitivas domésticas parece difícil sob condições de restrições tarifárias. Portanto, a política de compras da Federal Grid Company (FGC UES) tem como objetivo a substituição de importação de equipamentos de alta tecnologia. A Companhia já implementou a solução "Profoteka" na primeira subestação digital de alta tensão "Tobol" (500 kV).

De acordo com o representante do monopólio da rede, 85% das compras de equipamentos são feitas na Rússia. Está previsto que em 2030 este valor atinja 95%. "A parte dos medidores russos de corrente e tensão chega a 70% nas compras da FGC". Os produtos russos são utilizados principalmente em novos projetos de construção e reconstrução. Em geral, as soluções digitais não são isoladas, sua implementação é feita gradualmente durante a construção de novas instalações e re-equipamentos com a substituição planejada de equipamentos", - observou o serviço de imprensa da FGC UES.

Agora os transformadores digitais Profoteka são utilizados pelas principais empresas energéticas russas. As soluções da empresa são instaladas em muitas instalações de energia, entre elas: "Gazprom Energoholding - sistemas de medição na Hidroelétrica de Volkhovskaya, CHPP-11, Transneft - fornecimento de energia para o oleoduto, UEC - proteção de linhas de cabo e ar, RusHydro - projeto de subestação digital. Além disso, os produtos Profoteka são utilizados com sucesso no fornecimento de energia de qualidade para indústrias de alta intensidade energética como Rusal, NorNickel, VSMPO AVISMA, Usina de Eletrólise do Cazaquistão (Grupo ERG).

No mercado internacional, os parceiros da Profoteka são a Condis (antiga Maxwell), uma empresa suíça, e a EFACEC, uma corporação portuguesa. As soluções tecnológicas da Profotec são aplicadas com sucesso em subestações na Suíça (Group-E, SwissGrid), Itália (Terna), França (EDF) e Canadá (IREQ, HydroQuebec). A participação dos projectos internacionais na estrutura de receitas da empresa é superior a 15% e está em constante aumento. No futuro, a empresa também pretende entrar nos mercados chinês, indiano e americano. Afinal, após o sucesso dos pilotos estrangeiros, a demanda pode crescer como uma avalanche. Mesmo agora a Profotek entende que sua capacidade de produção de 1 mil metros quadrados terá que ser ampliada em breve.

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