Мониторинг масляных трансформаторов
Осуществляйте мониторинг точек перегрева обмоток, состояния изоляционного масла, содержания растворённых газов, частичных разрядов, уровня масла, давления, вводов, регулятора напряжения под нагрузкой (OLTC) и условий охлаждения с целью выявления зарождающихся неисправностей в масляных трансформаторах.
Разработайте конфигурацию мониторинга с учетом фактических рисков, связанных с температурным режимом, изоляцией и масляной системой каждого трансформатора.
Почему для масляных трансформаторов требуется не только контроль температуры
Работоспособность масляных трансформаторов зависит от совокупности характеристик обмотки, масляно-бумажной изоляции, изоляционного масла, системы охлаждения, вспомогательного оборудования бака, проходников и устройства плавного регулирования напряжения (OLTC). В процессе непрерывной эксплуатации на эти системы могут оказывать влияние термические нагрузки, электрические нагрузки, старение изоляции, ухудшение качества масла, снижение эффективности охлаждения, утечки, аномальное внутреннее давление и разрядная активность.
Нормальная температура масла наверху не обязательно означает отсутствие перегрева в отдельных участках обмотки, износа изоляции или зарождающихся внутренних неисправностей.
Комплексный подход к онлайн-мониторингу учитывает такие параметры, как температура обмоток, температура масла, анализ растворённых газов, частичные разряды, уровень масла, давление, состояние проходников, состояние трансформатора с переключателем обмоток под нагрузкой (OLTC) и состояние системы охлаждения, что позволяет составить более полную картину состояния трансформатора.
Защита изоляционной системы из масляной бумаги
Масляная и целлюлозная изоляция совместно обеспечивают электрическую изоляцию и теплоотвод внутри масляного трансформатора. Со временем на работу этой системы могут влиять такие факторы, как чрезмерная температура, локальный перегрев, влага, электрические нагрузки, окисление и разрядная активность.
Термические и электрические нарушения могут ускорить старение изоляции ещё до появления заметных внешних признаков.
- Прямой контроль температуры обмотки
- Анализ растворенных газов (DGA)
- Мониторинг частичных разрядов
- Мониторинг состояния масла
Мониторинг «горячих точек» с прямой обмоткой
Температура масла в верхней части отражает общее тепловое состояние трансформатора, однако она может не в полной мере отражать локальные зоны перегрева обмоток, которые могут возникать при значительной нагрузке, локальном нагреве, дисбалансе охлаждения или неравномерном распределении тепла.
Температура верхнего слоя масла отражает общее тепловое состояние, а прямой мониторинг горячих точек обмотки позволяет получать информацию из критически важных внутренних участков.
- Условия интенсивной нагрузки
- Локальный нагрев
- Дисбаланс охлаждения
- Риск ускоренного старения теплоизоляции
Мониторинг растворённого газа для отслеживания развития внутренних разломов
Трансформаторное масло может содержать химические следы формирующихся внутренних повреждений. Системы мониторинга позволяют отслеживать внутренний перегрев, образование электрической дуги, разрядную активность, разложение изоляции и тенденции развития повреждений.
Анализ растворённых газов (DGA) особенно ценен для масляных трансформаторов, поскольку изменения в составе растворённых газов могут свидетельствовать о возникновении тепловых и электрических нарушений внутри трансформатора.
Мониторинг частичных разрядов и состояния изоляции
В масляно-бумажной изоляции, обмотках, внутренних выводах и других высоковольтных изоляционных конструкциях могут возникать локальные дефекты. Мониторинг частичных разрядов помогает выявлять зарождающиеся дефекты изоляции, отслеживать активность разрядов, наблюдать за динамикой состояния, определять приоритеты технического обслуживания, а также служит дополнительным источником информации в сочетании с мониторингом газов разряда (DGA) и температурным мониторингом.
Контроль температуры, уровня и давления масла
Температура масла, уровень масла и давление не являются отдельными вспомогательными показателями. В совокупности они дают полезную информацию о состоянии масляной системы и бака трансформатора.
Температура масла
- Общее тепловое состояние
- Эффективность охлаждения
- Ненормальный рост температуры
Уровень масла
- Утечка масла
- Индикация утечки
- Ненормальные изменения уровня
Давление
- Нарушение внутреннего давления
- Состояние эксплуатации резервуара
- Нарушения, связанные с давлением
Система контроля температуры, уровня и давления масла трансформатора объединяет данные этих измерений, что позволяет оценивать тепловые условия, состояние масляной системы и отклонения, связанные с давлением.
Мониторинг эффективности охлаждения
Термическая надежность трансформатора также зависит от правильной работы системы охлаждения, включающей вентиляторы охлаждения, масляные насосы, радиаторы, ступени охлаждения, температуру масла на выходе и зависимость нагрузки от температуры.
Ухудшение охлаждения → снижение теплоотдачи → повышение температуры масла / обмотки → увеличение тепловой нагрузки на изоляцию.
Мониторинг важнейших вспомогательных устройств трансформаторов
Втулки и устройства плавного регулирования напряжения (OLTC) являются критически важными компонентами, износ которых может повлиять на надежность трансформатора даже в том случае, если состояние обмоток и масла выглядит нормальным.
Мониторинг проходных изоляторов трансформатора
- Износ теплоизоляции
- Нестандартное поведение диэлектрика
- Нарушения в области тока утечки
- Возникающие проблемы с втулками
Контроль устройства переключения выводов под нагрузкой
- Операция переключения
- Состояние контакта
- Приводной механизм
- Механические и электрические неисправности
- Тенденции в деятельности
О чём могут свидетельствовать различные сигналы мониторинга?
| Наблюдаемое состояние | Возможная проблема | Полезный мониторинг |
|---|---|---|
| Повышение температуры обмотки | Может быть связано с перегрузкой, локальным нагревом или проблемой с охлаждением | Мониторинг «горячих точек» обмотки |
| Ненормальная температура масла в верхней части двигателя | Может свидетельствовать о повышенной тепловой нагрузке или снижении эффективности охлаждения | Контроль температуры масла и системы охлаждения |
| Нетипичная динамика содержания растворенного газа | Может свидетельствовать о возникновении тепловой или электрической неисправности | DGA |
| Усиление активности частичных разрядов | Может свидетельствовать о возникающем дефекте изоляции | Мониторинг частичных разрядов |
| Снижение или отклонение уровня масла | Может быть связано с потерей масла, утечкой или неисправностью масляной системы | Контроль уровня масла |
| Ненормальное давление | Может свидетельствовать о неисправности бака или нарушении внутренних рабочих параметров | Контроль давления |
| Нарушение в работе охлаждающего оборудования | Может привести к снижению теплоотвода | Охлаждение + контроль температуры |
| Неисправность втулки | Может свидетельствовать о начинающемся износе изоляции | Мониторинг втулок |
| Нарушение в работе OLTC | Может свидетельствовать о механической или электрической неисправности | Мониторинг OLTC |
Эти показатели помогают в оценке состояния и определении приоритетов при техническом обслуживании, но сами по себе не дают окончательного диагноза.
Мониторинг новых и существующих масляных трансформаторов
Новые проекты по трансформаторам
Функции мониторинга могут быть предусмотрены на этапе проектирования, изготовления или ввода трансформатора в эксплуатацию.
- Встроенное обнаружение горячих точек в обмотке
- DGA
- Частичный разряд
- Мониторинг втулок
- Мониторинг OLTC
- Температура / уровень / давление масла
- Мониторинг охлаждения
- Интеграция с системой SCADA
Мониторинг можно включить в проект трансформатора ещё до его ввода в эксплуатацию.
Модернизация существующих трансформаторов
Существующие масляные трансформаторы зачастую можно модернизировать, добавив дополнительные функции мониторинга в зависимости от установленного оборудования и доступных интерфейсов.
- Интеграция имеющихся датчиков
- Дополнительный контроль температуры
- Модернизация системы DGA
- Мониторинг PD
- Контроль уровня / давления масла
- Мониторинг втулок
- Мониторинг OLTC
- Мониторинг состояния охлаждения
- Интеграция систем связи
Проекты по модернизации не всегда требуют замены всей существующей инфраструктуры мониторинга — это зависит от имеющегося оборудования и условий реализации проекта.
Не знаете, какие параметры требуют постоянного мониторинга?
Сообщите нам тип вашего трансформатора, его номинальные параметры, имеющиеся датчики, используемое оборудование для контроля тока, а также параметры, которые вы хотите отслеживать. Мы поможем подобрать подходящую конфигурацию системы мониторинга для вашего проекта.
Выбирайте мониторинг с учетом рисков, связанных с трансформатором, а не на основе фиксированного пакета услуг
Анализ тепловых рисков
Типичные проблемы: высокая нагрузка, повышение температуры, эффективность охлаждения. Соответствующие параметры мониторинга: «горячие точки» обмотки, температура масла, система охлаждения.
Анализ внутренних неисправностей
Типичные проблемы: изношенный трансформатор, ранее выявленные отклонения, проблемы с изоляцией, критически важные объекты. Соответствующие параметры мониторинга: газы в масле (DGA), частичные разряды, температура.
Комплексный мониторинг состояния
Типичные проблемы: трансформатор критического назначения, ценное имущество, удаленная/автоматическая эксплуатация, повышенные требования к надежности. Возможные параметры мониторинга: температура обмоток, газы в масле (DGA), частичные разряды (PD), проушины, переключатель обмоток (OLTC), температура/уровень/давление масла, система охлаждения.
Это примеры настроек, а не готовые пакеты. Окончательную конфигурацию системы мониторинга следует выбирать с учетом состояния трансформатора, степени его важности, имеющегося контрольно-измерительного оборудования и целей проекта.
От датчиков трансформаторов до SCADA
Функции мониторинга могут быть интегрированы с учетом имеющихся датчиков, установленного оборудования, состояния трансформатора и архитектуры системы управления заказчика.
Рекомендуемые системы мониторинга для масляных трансформаторов
Выберите функции мониторинга с учетом теплового состояния трансформатора, риска повреждения изоляции, состояния масляной системы, критически важных компонентов и имеющейся инфраструктуры мониторинга.
Система мониторинга горячих точек обмоток трансформатора
Прямой мониторинг критических точек перегрева обмоток внутри масляных трансформаторов для обеспечения тепловой диагностики, принятия решений о нагрузке и оценки срока службы изоляции.
Система контроля температуры, уровня и давления трансформаторного масла
Комплексный мониторинг температуры трансформаторного масла, уровня масла и давления для оценки тепловых условий, состояния масляной системы и отклонений, связанных с давлением.
Система онлайн-мониторинга DGA
Постоянный мониторинг динамики содержания растворенных газов в трансформаторном масле, позволяющий выявлять зарождающиеся тепловые и электрические отклонения.
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора
Онлайн-мониторинг активности частичных разрядов, позволяющий выявлять зарождающиеся дефекты изоляции и способствующий оценке состояния изоляции трансформатора.
Система мониторинга проходных изоляторов трансформатора
Мониторинг состояния критически важных вводов трансформатора для выявления зарождающихся нарушений в состоянии изоляции и электрических аномалий.
Система онлайн-мониторинга OLTC
Постоянный мониторинг рабочего состояния переключателя выводов под нагрузкой, позволяющий выявлять зарождающиеся механические и электрические неисправности.
Как выбрать схему мониторинга масляного трансформатора
При выборе следует руководствоваться такими факторами, как:
- Тип трансформатора
- Номинальная мощность трансформатора
- Уровень напряжения
- Возраст и история эксплуатации
- Критичность активов
- Условия загрузки
- Имеющиеся датчики
- Имеющееся контрольно-измерительное оборудование
- Известные точки риска
- Обязательные параметры мониторинга
- Существующая система SCADA / система управления
- Проект нового строительства или реконструкции
- Стратегия технического обслуживания
Наиболее эффективная система мониторинга — это не обязательно та, в которой установлено наибольшее количество датчиков, а та, которая настроена с учетом реальных рисков, связанных с трансформатором, и задач по его техническому обслуживанию.
Часто задаваемые вопросы о мониторинге масляных трансформаторов
За чем следует следить при эксплуатации масляного трансформатора?
В зависимости от важности и состояния трансформатора мониторинг может охватывать такие параметры, как горячие точки обмоток, масляно-бумажную изоляцию, растворенные газы, частичные разряды, температуру масла, уровень масла, давление, состояние проходников, состояние переключателя обмоток под нагрузкой (OLTC) и состояние системы охлаждения.
Достаточно ли контроля температуры верхнего слоя масла для мониторинга теплового состояния трансформатора?
Температура масла в верхней части блока отражает общее тепловое состояние, однако она может не в полной мере отражать локальные зоны перегрева обмотки. Прямой мониторинг зон перегрева обмотки позволяет получить дополнительную информацию о критических участках внутри обмотки.
Почему так важен мониторинг горячих точек обмотки?
Локальный нагрев при высокой нагрузке или дисбаланс охлаждения могут ускорить старение изоляции в определенных точках, что не может быть полностью отражено только по температуре масла на поверхности.
Почему система DGA особенно полезна для масляных трансформаторов?
Трансформаторное масло может содержать химические следы формирующихся внутренних неисправностей, поэтому отслеживание динамики содержания растворенного газа может служить индикатором развивающихся тепловых и электрических аномалий внутри трансформатора.
В чём заключается разница между DGA и мониторингом частичных разрядов?
Метод DGA позволяет отслеживать газы, связанные с неисправностями и растворённые в трансформаторном масле, а мониторинг частичных разрядов — непосредственно фиксировать активность электрических разрядов в системе изоляции. Эти два метода дают разные данные и часто используются совместно.
Почему необходимо контролировать уровень и давление трансформаторного масла?
Уровень и давление масла могут помочь выявить потерю масла, признаки утечки, аномальные изменения уровня и ненормальные условия эксплуатации резервуара.
Можно ли модернизировать существующий масляный трансформатор, оснастив его системой онлайн-мониторинга?
Во многих случаях — да. Проекты по модернизации не всегда требуют полной замены существующей инфраструктуры мониторинга — это зависит от имеющегося оборудования и условий реализации проекта.
Можно ли интегрировать имеющиеся датчики трансформаторов в новую систему мониторинга?
Существующие датчики зачастую можно интегрировать в зависимости от типа их сигнала, установленного оборудования и доступных интерфейсов.
Можно ли подключить данные мониторинга трансформаторов к системе SCADA?
Да. Функции мониторинга могут быть интегрированы с системой SCADA, центром управления или платформами удаленного мониторинга через уровень связи и шлюз.
Требуется ли для каждого масляного трансформатора мониторинг газов в масле (DGA), частичных разрядов (PD), проходных вводов и переключателя обмоток (OLTC)?
Нет. Окончательную конфигурацию системы мониторинга следует выбирать с учетом состояния трансформатора, степени его важности, имеющегося контрольно-измерительного оборудования и целей проекта, а не в виде фиксированного пакета.
Как следует выбирать контрольные функции для существующего трансформатора?
Учитывайте тип трансформатора, его номинальные характеристики, возраст и историю эксплуатации, степень важности оборудования, условия нагрузки, имеющиеся датчики и контрольно-измерительное оборудование, известные точки риска, необходимые параметры мониторинга, существующую систему SCADA / систему управления, а также стратегию технического обслуживания.
Планируете установку нового трансформатора или модернизацию?
Сообщите нам тип трансформатора, его номинальные характеристики, имеющиеся измерительные приборы, требования к мониторингу и потребности в интеграции системы. Мы поможем определить подходящие точки мониторинга и разработать архитектуру мониторинга с учетом конкретных требований вашего проекта.
