CC BY
28
№ 11 (104)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2022 г,
ЭНЕРГЕТИКА
DOI -10.32743/UniTech.2022.104.11.14505
ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Рагимли Ильхам Назим
доц. кафедры Электромеханика, Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности, Азербайджан, г. Баку E-mail: ilhamra65@mail.ru
Рзаева Сона Вагиф
зав.лаб. кафедры Электромеханика, Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности, Азербайджан, г. Баку E-mail: sona.rzayeva@asoiu.edu.az
Алиев Хунар Зафар
магистр кафедры Электромеханика, Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности, Азербайджан, г. Баку
DIAGNOSIS AND MONITORING OF POWER TRANSFORMERS
Ilham Rahimli
Associate Professor of the Department of Electromechanics Azerbaijan State University of Oil and Industry,
Azerbaijan, Baku
Sona Rzayeva
Head of laboratory Department of Electromechanics, Azerbaijan State University of Oil and Industry,
Azerbaijan, Baku
Khunar Aliyev
Master
of the Department of Electromechanics Azerbaijan State University of Oil and Industry,
Azerbaijan, Baku
АННОТАЦИЯ
В настоящее время наиболее эффективным средством повышения надежности силовых трансформаторов является применение методов и средств технической диагностики (ТД). В основном все современные системы контроля ориентированы на оценку состояния изоляции как важнейшего элемента трансформатора, подверженного разрушению. Для этого с его помощью оценивают нагрузочный режим трансформатора, регулируют температуру наиболее нагреваемой точки, определяют влажность в бумажной изоляции, определяют тангенс угла диэлектрических потерь.
ABSTRACT
At present, the most effective means of improving the reliability of power transformers is the use of methods and means of technical diagnostics (TD). Basically, all modern control systems are focused on assessing the state of insulation as the most important element of the transformer subject to destruction. To do this, it is used to evaluate the load mode of the transformer, regulate the temperature of the most heated point, determine the humidity in the paper insulation, and determine the dielectric loss tangent.
Библиографическое описание: Рзаева С.В., Рагимли И.Н., Алиев Х.З. ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 11(104). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14505
№ 11 (104)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2022 г,
Ключевые слова: система мониторинга, силовой трансформатор, техническая диагностика, изоляция, нагрузочный режим трансформатора.
Keywords: monitoring system, power transformer, technical diagnostics, isolation, transformer load mode.
Система непрерывного мониторинга (СНМ) предназначена для сбора, обработки, отображения и хранения данных, характеризующих рабочее состояние силового трансформаторного оборудования в процессе эксплуатации.
Система мониторинга должна предоставлять информацию для контроля и корректировки режимов работы, своевременного принятия необходимых мер и аварийных режимов, анализа аварийных режимов для снижения эксплуатационных расходов и прогнозирования технического состояния оборудования реактора.
Целью системы непрерывного мониторинга состояния является повышение надежности и снижение эксплуатационных расходов [1-4]:
• повышение эффективности эксплуатации трансформаторного оборудования за счет определения начальной стадии возникновения неисправностей в контролируемом оборудовании и/или аварийных и аварийных режимов и снижения случаев отключения электроснабжения из-за отказа оборудования;
• снижение инвестиционных затрат на необоснованное обновление оборудования;
• снижение затрат на ремонт за счет организации ремонта по фактическому состоянию оборудования, а не по календарному;
Преимущества продукций фирм <
• снижение трудозатрат персонала в результате применения автоматизированных методов контроля и диагностики;
• увеличение времени работы оборудования исходя из фактических значений критических параметров трансформаторного оборудования;
• снижение рисков нанесения ущерба окружающей среде в результате выхода из строя трансформаторного оборудования.
Первым шагом при выборе системы мониторинга является определение того, какой уровень диагностики потребуется для мониторинга трансформатора. Уровень системы определяется исходя из его напряжения. Например, в трансформаторах до 110 кВ эффективно применять системы с малым количеством диагностических параметров, а с напряжением 220 кВ и выше с полным набором параметров. После того как определяется уровень диагностики подбирают системы подходящие по определения с уровнем диагностики подыскиваем системы, которые подходят требованиям.
Произведем анализ преимуществ продукции фирм «TRANSFIX», «FARADAY», и «SAFE-T» (таблица 1).
Таблица 1.
>, «FARADAY», и «SAFE-T»
Фирма Преимущества
«TRANSFIX» • Минимальные эксплуатационные расходы • Широкий набор интерфейсов и возможностей аварийной сигнализации • Легко и понятно монтируется на объекте • Возможность мониторинга нагрузки • Нахождение зарождающихся дефектов в трансформаторе • Оптимизация безопасной нагрузки трансформатора, увеличение эффективности. • рассчитать старение трансформатора. • возможность классифицировать тип дефекта, исходя из результатов анализа.
«FARADAY» • в блоках питания до 75Вт может выставляться любое напряжение в диапазоне 12В-24В с помощью подстроечного резистора; • автоматическая защита блоков питания от перепадов входного напряжения, короткого замыкания и от перегрузок; • миниатюрные размеры корпусов значительно упрощают монтаж оборудования; • имеется возможность крепления блоков питания как винтами, так и с помощью фиксатора на DIN-рейку.
«SAFE-T» • модульность (все продукты могут поставляться как отдельно, так и в составе единого автоматизированного комплекса); • гибкость; • программное обеспечение собственной разработки; • архивирование всех параметров в первичных устройствах сбора данных (функция «чёрного ящика»); • использование высоконадёжной устойчивой к помехам электроники; • расширенный диапазон рабочих температур: минус 60... + 45°С; • самодиагностика; • удалённый доступ; • возможность интеграции в системы «верхнего уровня».
№ 11 (104)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2022 г,
В результате анализа различных систем наиболее подходящей системой оказалась «SAFE-T». В этой системе помимо основных настроек имеется программа, рассчитывающая ряд параметров, позволяющих более точно определить наличие неисправностей и дефектов, а также необходимость проведения профилактических мероприятий, без вмешательства человека. Имеется в виду: онлайн-расчет температуры самой горячей точки, расчет влажности твердой изоляции, расчет степени износа изоляции, регистрация и анализ временных перенапряжений на сторона ВН и т.д. Также одним из положительных факторов является информационно-системная защищенность и безотказность работы первичных датчиков и измерительных систем (аналоговых или релейных) и нарушения в их работе, что позволяет сохранить данные с работающих устройств и в дальнейшем выявить проблему [5].
Система SAFE-T позволяет контролировать допустимые систематические и аварийные перегрузки, а также формировать предупредительный или аварийный сигнал по всем параметрам. Этот СНМ
фиксирует и хранит данные, полученные в течение всего срока службы оборудования, и автоматически копирует информацию о техническом состоянии оборудования в процессе эксплуатации. Полученная информация сохраняется на диске в контроллере блока мониторинга. SAFE-T может интегрироваться в АСУ ТП подстанции и удаленно просматривать оперативные и архивные данные с помощью внутреннего WEB-сервера. Блок-схема СНМ показана на рисунке 1.
Система мониторинга SAFE-T выполняет следующие математические функции и экспертные оценки. Анализирует и регистрирует переходные перенапряжения на стороне ВН с продолжительностью перенапряжения 20 минут и более. Вычисляет активную и реактивную мощность, cos ф, с каждой стороны управляемого оборудования. Расчет температуры самой горячей точки обмотки по температуре верхних слоев масла и току нагрузки, а также расчет влажности твердой изоляции в местах перегрева.
Рисунок 1. Блок-схема СНМ
СНМ рассчитывает скорость старения обмоток по температуре наиболее нагретой точки обмотки и рассчитанному содержанию влаги в твердой изоляции, что позволяет использовать полученные данные для прогнозирования старения и общего износа трансформатора. Система мониторинга непрерывно следит за работой системы охлаждения, а также рассчитывает падение температуры масла по высоте бака. Механический и электрический износ контактов рассчитывается при расчете разницы температур масла в основном баке и баке устройства РПН.
SAFE-T постоянно контролирует tg5 и емкость первичной изоляции вводов ВН, СН, а также кондук-тивные токи небаланса трехфазной вводной системы.
Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что Система непрерывного контроля (система мониторинга) трансформаторного оборудования SAFE-T предназначена для непрерывного контроля и регистрации основных параметров, в том числе предава-рийных и аварийных режимов трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов в процессе эксплуатации.
№ 11 (104)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ноябрь, 2022 г.
Список литературы:
1. Системы мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Общие технические требования / Мордкович А.Г., Цфасман Г.М., Дарьян Л.А., Маргулян А.М.; Департамент систем передачи и преобразования электроэнергии ОАО ФСК ЕЭС, 2014г - 121с.
2. Tang W.H. Condition Monitoring and Assessment of Power Transformers Using Computational Intelligence / Tang W.H., Wu Q.H.; Department of Electrical Engineering and Electronics. The University of Liverpool, 2012 -
3. Прохорчик М. Непрерывный мониторинг состояния силовых трансформаторов / Прохорчик М.; VGTU Transporto engineering fakultetas, 2015-05-03. - 55с. 67
4. Sparling B. Power transformer life extension though better monitoring / Sparling B., Aubin J.; GE Energy Management.
87 с.
2015 - 45 c.
