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 Се веро-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


Рекомендуйте эту статью другим!



мая 06, 2013 8812

Нормальный режим работы генераторов, недовозбуждение, перевозбуждение

Под нормальным режимом работы подразумевается такой режим, в котором Г может длительно…
Определение кабельной линии
нояб 13, 2013 4508

Определение кабельной линии

В наше время невозможно увидеть город или поселок, в котором бы не было электричества.…
1305972603 1
окт 20, 2015 788

Процессорные устройства и проверка их работоспособности

Состав процессорных устройств. Процессорное устройство составляется из операционного ОА и…
Дифференциальная защита трансформатора
янв 01, 2014 8880

Дифференциальная защита трансформатора

Дифференциальная защита используется в качестве главной защиты силовых трансформаторов от…
Воздушные высоковольтные выключатели
дек 25, 2013 3103

Воздушные высоковольтные выключатели

Высоковольтные воздушные выключатели – это коммутационные аппараты, у которых замыкание,…