Мониторинг трансформаторов подстанций
Непрерывный мониторинг ключевых трансформаторов подстанций: температура, растворённые газы, частичные разряды, вводы, переключатель трансформатора под нагрузкой (OLTC), состояние масляной системы и эффективность охлаждения.
Почему непрерывный мониторинг имеет важное значение для подстанций
Трансформаторы подстанций работают в режиме постоянной нагрузки, и у них практически нет запаса на случай внеплановых отключений, поэтому их состояние должно быть под контролем в любое время — а не только во время плановых осмотров.
- ●Непрерывная загрузка
- ●Термическая нагрузка
- ●Старение изоляции
- ●Внутренние неисправности
- ●Ухудшение характеристик при охлаждении
- ●Износ втулки
- ●Нарушения функции OLTC
- ●Удаленные / автономные подстанции
Периодический осмотр даёт лишь моментальный срез, тогда как онлайн-мониторинг позволяет отслеживать динамику состояния оборудования в промежутках между осмотрами — получите более полное представление в Мониторинг силовых трансформаторов.
За чем следует следить в работе трансформатора подстанции?
- ●Намотка и температура — температура в зоне нагрева, температура масла, эффективность охлаждения.
- ●Трансформаторное масло — анализ растворенных газов, состояние нефти.
- ●Изоляция — частичный разряд.
- ●Втулки — состояние изоляции.
- ●OLTC — рабочее состояние.
- ●Бак и принадлежности — уровень масла, давление, вентиляторы / насосы.
Мониторинг тепловой нагрузки при реальной рабочей нагрузке
Трансформаторы подстанций могут подвергаться переменным и порой высоким нагрузкам, поэтому для оценки их технического состояния важно иметь прямой доступ к данным о тепловых характеристиках.
- ●Зоны повышенного намотки
- ●Максимальная температура масла
- ●Повышение температуры под нагрузкой
- ●Реакция системы охлаждения
- ●Тенденции изменения температуры
Мониторинг растворённого газа для выявления развивающихся внутренних разломов
Изменения в динамике содержания растворенного газа могут служить химическим свидетельством изменения условий внутри трансформатора подстанции, заполненного маслом.
- ●Внутренний перегрев
- ●Электрический разряд
- ●Разложение теплоизоляции
- ●Тенденции развития неисправностей
Мониторинг частичных разрядов для оценки риска повреждения изоляции
Возникновение частичных разрядов может быть связано с появлением дефектов изоляции внутри высоковольтных узлов трансформатора.
- ●Появление дефектов в теплоизоляции
- ●Тенденции в области выбросов
- ●Раннее выявление аномалий
- ●Оценка состояния
Мониторинг критически важных компонентов трансформатора
В втулках и устройствах переключения выводов под нагрузкой могут возникать изменения состояния, не связанные с обмоткой трансформатора и масляной системой. Специализированный онлайн-мониторинг предоставляет службам технического обслуживания непрерывную информацию о динамике состояния в период между плановыми проверками.
Мониторинг втулок
Онлайн-мониторинг пробоек обеспечивает постоянный контроль состояния изоляции высоковольтных пробоек и помогает выявлять возникающие электрические отклонения в период между плановыми проверками.
- Тенденции изменения ёмкости и состояния диэлектрика
- Контроль тока утечки
- Сравнение фаз и анализ долгосрочных тенденций
- Сбор сигналов с контрольного отвода, если это применимо
Мониторинг OLTC
Система онлайн-мониторинга OLTC отслеживает режим работы переключателя отводов и помогает выявлять возникающие механические или электрические неисправности в ходе многократных операций переключения.
- Ток привода и рабочие характеристики
- Положение сенсорной кнопки и история переключений
- Количество операций и динамика состояний
- Данные о температуре, вибрации или времени, если они были настроены
Контроль температуры, уровня и давления масла
В случае масляных трансформаторов подстанций эти три параметра позволяют получить краткую картину рабочего состояния масляной системы и бака.
- ●Температура масла — позволяет оценивать тепловые условия и эффективность охлаждения.
- ●Уровень масла — помогает выявлять аномальные изменения объёма масла, его потерю или утечку.
- ●Давление — служит дополнительным индикатором ненормального давления в баке или масляной системе.
Встроенное устройство мониторинга объединяет в одном блоке функции измерения температуры, уровня и давления масла для контроля состояния трансформатора.
От аномального сигнала до необходимости технического обслуживания
| Наблюдаемое состояние | Возможная проблема | Соответствующий мониторинг |
|---|---|---|
| Повышение температуры обмотки | Может свидетельствовать о проблеме с нагревом или охлаждением | Мониторинг температуры |
| Необычная динамика изменения уровня газа | Может помочь выявить зарождающийся внутренний сбой | DGA |
| Усиление частичных разрядов | Может свидетельствовать о неисправности изоляции | Мониторинг PD |
| Изменение состояния втулки | Обеспечивает возможность оценки степени износа изоляции | Мониторинг втулок |
| Нарушение функции OLTC | Может свидетельствовать о механической или электрической неисправности | Мониторинг OLTC |
| Нарушение уровня / давления масла | Позволяет оценить проблему, связанную с нефтяной системой | Контроль уровня и давления масла |
Отдельные показатели помогают оценить состояние; их следует рассматривать в совокупности, а не как самостоятельный диагноз.
От полевых датчиков до системы управления подстанцией
Объединение всех контролируемых параметров в едином централизованном окне — вот что отличает мониторинг на уровне подстанции от мониторинга отдельного трансформатора.
- ●Централизованные сигналы тревоги
- ●Исторические тенденции
- ●Видимость на расстоянии
- ●Анализ состояния по нескольким параметрам
Локальные сигналы тревоги и удаленный мониторинг состояния
Местный мониторинг
- ●Локальное отображение
- ●Сигнализация
- ●Состояние охлаждения
Удаленный мониторинг
- ●Централизованные сигналы тревоги
- ●Исторические тенденции
- ●Дистанционный мониторинг
- ●Планирование технического обслуживания
Мониторинг состояния не заменяет систему защиты трансформатора.
Мониторинг одного трансформатора или нескольких объектов подстанции
Один критический трансформатор
Конфигурация целенаправленного мониторинга, построенная вокруг одного трансформатора подстанции, представляющего высокую ценность или высокий риск.
Мониторинг нескольких трансформаторов
Централизованная конфигурация, объединяющая несколько трансформаторов на одной подстанции в рамках единого окна мониторинга и сигнализации.
Архитектура мониторинга может масштабироваться в зависимости от количества трансформаторов и требований к мониторингу.
Типичные области применения систем мониторинга подстанций
Подстанции передачи электроэнергии
Высоковольтные подстанции, на которых работоспособность трансформаторов имеет решающее значение для надежности энергосистемы.
Распределительные подстанции
Подстанции, обеспечивающие электроснабжение конечных потребителей, где постоянный мониторинг состояния оборудования способствует надежности обслуживания.
Удаленные / автономные подстанции
Объекты, на которых отсутствует постоянный персонал, и где удаленный мониторинг играет особенно важную роль.
Подстанции, работающие на возобновляемых источниках энергии
Подстанции, обслуживающие ветровые, солнечные или другие объекты генерации на основе возобновляемых источников энергии с переменной нагрузкой.
Связанные области применения трансформаторов
Мониторинг силовых трансформаторов
Комплексный мониторинг состояния критически важных трансформаторов высокой стоимости.
Мониторинг силовых трансформаторов →
Мониторинг масляных трансформаторов
Данные по PD, DGA, втулкам и температурным характеристикам для оценки состояния масляных трансформаторов.
Мониторинг трансформаторов в масляной ванне →Мониторинг горячих точек обмоток трансформатора
Контролируйте термические нагрузки, которые могут способствовать старению изоляции.
Мониторинг горячих точек на обмотке →
Мониторинг изоляции трансформатора
Следует учитывать данные PD, DGA, состояние втулок и результаты термоанализа для оценки состояния изоляции.
Мониторинг изоляции трансформатора →Рекомендуемые системы мониторинга трансформаторов подстанций
Волоконно-оптический датчик температуры для мониторинга горячих точек обмоток трансформатора
Для непосредственного измерения температуры «горячих точек» обмотки.
Система онлайн-мониторинга содержания растворенных газов (DGA)
Для мониторинга динамики содержания растворенного газа в масляных трансформаторах.
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора
Для непрерывного мониторинга активности частичных разрядов.
Система мониторинга проходных изоляторов трансформатора
Для контроля изменений состояния критически важных высоковольтных проходников.
Система онлайн-мониторинга OLTC трансформатора
Для контроля рабочего состояния переключателя выводов под нагрузкой.
Система контроля температуры, уровня и давления трансформаторного масла
Для контроля состояния масляной системы и системы охлаждения.
Соответствующие решения для мониторинга
Мониторинг трансформаторов
Полная картина — температура, DGA, PD, вводные муфты и многое другое — всё в одном месте.
Мониторинг температуры трансформатора
Возможность непосредственного контроля температуры обмотки и масла.
Анализ растворённых газов
Химические признаки возникновения тепловых и электрических нарушений.
Мониторинг частичных разрядов
Электрические признаки возникновения локальных дефектов изоляции.
Мониторинг втулок
Состояние изоляции высоковольтных проходных изоляторов, находящихся в критическом состоянии.
Мониторинг OLTC трансформатора
Рабочее состояние устройства переключения выводов под нагрузкой.
Мониторинг трансформаторов подстанций обеспечивает полную картину состояния оборудования по всей Подстанции и в более широком смысле Энергосистема и коммунальные услуги сектор.
Проект строительства новой подстанции или модернизация существующего трансформатора?
Новый проект
- ●Планирование точек мониторинга
- ●Выбрать функции мониторинга
- ●План интеграции системы SCADA
Модернизация
- ●Проанализировать имеющиеся датчики
- ●Повторно использовать подходящие инструменты
- ●Добавить функции мониторинга
- ●По возможности интегрировать существующие системы
Какая информация помогает нам подобрать конфигурацию мониторинга?
Информация о трансформаторе
- ●Тип трансформатора
- ●Номинальная мощность
- ●Уровень напряжения
- ●Количество
Имеющееся оборудование
- ●Имеющиеся датчики
- ●Существующие устройства мониторинга
- ●Существующая система SCADA
Требования к мониторингу
- ●Обязательные параметры мониторинга
- ●Новый проект или модернизация
Часто задаваемые вопросы
Какие параметры следует контролировать на трансформаторе подстанции?
К типичным параметрам относятся: температура обмотки и масла, содержание растворенных газов, частичные разряды, состояние вводов, состояние трансформатора с переключателем обмоток под напряжением (OLTC), а также уровень масла, давление и состояние системы охлаждения.
Какие параметры являются наиболее важными для онлайн-мониторинга?
Это зависит от степени критичности трансформатора, его возраста и известных проблем — для критически важных или стареющих трансформаторов подстанций, как правило, целесообразно обеспечить более широкий диапазон параметров.
В чём заключается разница между защитой и мониторингом состояния?
Системы защиты обеспечивают отключение трансформатора в случае неисправности, тогда как мониторинг состояния позволяет отслеживать текущие тенденции для планирования технического обслуживания — мониторинг состояния не заменяет системы защиты.
Можно ли использовать мониторинг DGA и PD одновременно?
Да — они дают взаимодополняющие химические и электрические данные и часто используются совместно для получения более полной картины состояния.
Зачем проводить мониторинг втулок и регулятора напряжения под нагрузкой (OLTC)?
Оба эти элемента являются критически важными компонентами, в которых могут возникать неисправности независимо от состояния изоляции основной обмотки, поэтому их целесообразно контролировать с помощью специальных средств мониторинга.
Можно ли повторно использовать имеющиеся датчики трансформатора?
Во многих случаях модернизации — да, в зависимости от типа датчика, его состояния и совместимости с системой мониторинга.
Можно ли подключить данные мониторинга к системе SCADA?
Данные мониторинга, как правило, могут передаваться в систему SCADA или систему управления подстанцией в рамках общей архитектуры мониторинга; конкретные детали интеграции зависят от проекта.
Требуется ли для каждого трансформатора одинаковая конфигурация мониторинга?
Нет — необходимая конфигурация зависит от типа трансформатора, степени его важности, истории эксплуатации и требований, предъявляемых к объекту.
Создайте оптимальную архитектуру мониторинга для трансформаторов вашей подстанции
Сообщите нам тип трансформатора, количество трансформаторов, имеющиеся датчики и требования к мониторингу, чтобы мы могли подобрать оптимальную конфигурацию для вашей подстанции.
