Система управления, мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования


диагностика трансформаторного оборудованияВ последнее десятилетие за рубежом все более активно разрабатываются и внедряются средства непрерывного контроля (мониторинга) и диагностики трансформаторного оборудования.

Основные причины — экономические. Аварийный выход из строя крупного трансформатора, стоимость которого может достигать 10 млн долл., грозит энергокомпаниям убытками в сотни млн долл. из-за перерывов в энергоснабжении.

Поэтому естественно стремление контролировать состояние трансформаторного оборудования, выявлять развивающиеся дефекты и аномальные режимы работы и своевременно формировать необходимые рекомендации персоналу. Успешному развитию этого направления электроэнергетики в большой степени способствовали успехи в области промышленных средств вычислительной техники, информационных технологий и появление на рынке широкого спектра первичных датчиков.

Для электроэнергетики  России использование систем мониторинга и диагностики является тем более актуальным, что примерно 50 % эксплуатируемых в ЕЭС трансформаторов и реакторов выработали свой ресурс, и продление их срока службы без внедрения современных средств контроля практически невозможно.

Отметим также, что реализация своевременных и амбициозных проектов ОАО «ФСК ЕЭС» полной автоматизации подстанций и дальнейшего перевода их в необслуживаемый режим однозначно требует оснащения всего (в том числе трансформаторного) оборудования системами мониторинга и диагностики.

Система управления мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования 1В настоящее время на отечественном рынке потребителям предлагают свои системы управления, мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования фирмы Sterling Group, Alstom, Siemens, General Electrik. Ниже рассматривается отечественная система управления, мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования, разработанная при непосредственном участии авторов в ГУП ВЭИ и ОАО «Энергосетьпроект». По своим техническим характеристикам и выполняемым функциям система превосходит представленные в России зарубежные образцы, при этом ее стоимость в полтора раза меньше, чем у аналогов.

Система сертифицирована Госстандартом России, сдана межведомственной комиссии, созданной ОАО ФСК, и освоена в серийном производстве. В представляемую систему входят:

• шкаф (шкафы) управления и мониторинга типа ШУМТ-М (рис. 1);

• датчики температуры масла в верхних слоях и на выходе системы охлаждения;

• датчики температуры масла в баке РПН; • датчики температуры окружающего воздуха;

• датчики тока нагрузки:

• бесконтактные датчики положения РПН; • датчик влажности масла;

• датчик концентрации газов, растворенных в масле;

• каналообразующая аппаратура и кабельная продукция;

• АРМ обслуживающего и оперативного персонала для подстанций, не оснащенных АСУ ТП или программно-техническими средствами интеграции в АСУ ТП;

• программное обеспечение АРМ для управления, конфигурирования, параметризации, визуализации, документирования и архивирования. Центральным ядром системы является шкаф ШУМТ-М, выполняющий следующие функции:

• сбор и первичная обработка информации от первичных датчиков;

• управление и контроль состояния системы охлаждения трансформатора;

• определение энергопотребления системы охлаждения;

• контроль исправности первичных датчиков;

• самодиагностику всех элементов системы; • контроль состояния газового реле;

• контроль питания и состояния отсечных клапанов;

• контроль исправности шин 0,4 кВ силового питания (основных и резервных);


• связь с АСУ ТП или с АРМ. Технические характеристики ШУМТ-М представлены в таблице.

По требованию заказчика допускается увеличение числа входных аналоговых и дискретных сигналов.

Конфигурация системы управления и мониторинга определяется на стадии разработки проекта привязки системы к конкретному трансформатору.

В проекте задаются тип и основные технические характеристики каждой единицы трансформаторного оборудования, номенклатура, места установки и количество подключаемых датчиков. Для реализации различных вариантов рабочих проектов ШУМТ-М выполнен как «открытый» программно-аппаратный комплекс, позволяющий принимать информацию от датчиков с аналоговым, дискретным выходом или оснащенных последовательным интерфейсом стандарта RS-485.

При этом параметризация ШУМТ-М под требования конкретного проекта осуществляется дистанционно с помощью программных средств АРМ. Основные задачи, выполняемые системой

1. Управление системой охлаждения и обеспечение оптимального соотношения между температурой масла и энергопотреблением.

Примененные технические и программные средства обеспечивают плавное включение электродвигателей маслонасосов и вентиляторов обдува, снижая в 3-5 раз броски пусковых токов. При возникновении неполнофазных режимов, заклинивании подшипников и других неисправностях включение электродвигателей блокируется.

Реализована возможность включения такого количества маслонасосов и вентиляторов, которое обеспечивает равенство температуры верхних слоев масла заданной уставке.

Система управления мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования tabl1

2. Контроль состояния охладителей и эффективности системы охлаждения.

Оценка производится путем контроля токов всех двигателей маслонасосов и вентиляторов обдува, а также по разности температур на входе и выходе системы охлаждения.

3. Контроль температуры верхних слоев масла методом прямого измерения.

4. Контроль температуры масла в баке РПН.

5. Контроль загрузки трансформатора методом прямого измерения фазных токов первичной обмотки.

6. Расчет температуры обмотки по измеренным значениям токовой нагрузки и температуры верхних слоев масла.

7. Контроль текущего номера ответвления РПН.

8. Контроль тока привода РПН.

9. Контроль состояния привода РПН и выявление отказов типа «самоход», «отказ в переключении», «застревание», «потеря синхронизма».

10. Контроль влажности масла. 11. Контроль концентрации горючих газов, растворенных в масле.

Полученная информация передается в АСУ ТП или на АРМ оперативного персонала энергопредприятия. На рис. 2 приведены экранные формы отображения информации для одного из типоисполнений системы.

Система управления мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования 2

Система внедрена в эксплуатацию на Выборгском предприятии Магистральных электрических сетей Северо-Запада на шести однофазных трансформаторах 135 МВА и на двух сглаживающих реакторах в составе АСУ ТП подстанции.

Автор: Валуйских А.О., Мордкович А.Г., канд. техн. наук, Цфасман Г.М., канд. техн. наук, ГУП ВЭИ им. В.И. Ленина



Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: