Мониторинг изоляции трансформатора
Осуществляйте мониторинг возникающих нарушений изоляции в трансформаторах путем комплексного анализа данных о частичных разрядах, растворенных газах, состоянии проходных изоляторов и соответствующих тепловых показателях.
Разработайте стратегию мониторинга изоляции с учетом типа трансформатора, структуры изоляции, степени важности оборудования и механизмов выхода из строя, которые необходимо отслеживать.
Почему состояние изоляции трансформатора имеет значение
Изоляция трансформатора на протяжении всего срока службы подвергается воздействию комплекса нагрузок:
- ●Электрическое напряжение
- ●Термическая нагрузка
- ●Механическая нагрузка
- ●Влажность
- ●Старение
- ●Загрязнение
- ●Деятельность по сбросу
- ●Ненормальные условия эксплуатации
Износ изоляции может прогрессировать постепенно, прежде чем серьезный отказ трансформатора станет заметным снаружи.
Ни одно отдельное измерение не может в полной мере охарактеризовать состояние изоляции трансформатора. При оценке необходимо комплексно учитывать активность частичных разрядов, растворенные газы, связанные с замыканием, состояние вводов, тепловые параметры и историю эксплуатации — полную картину см. в Мониторинг трансформаторов.
На какие элементы системы изоляции трансформатора следует обратить внимание?
- ●Изоляция обмотки — изоляция между проводниками обмотки, витками и участками обмотки.
- ●Основная изоляция — изоляция между обмотками, сердечником, баком и другими высоковольтными элементами.
- ●Внутренние контакты и связи — высоковольтные внутренние соединения и переходные зоны.
- ●Втулки — изолирующий интерфейс между трансформатором и внешней энергосистемой.
- ●Изоляция из масляной бумаги — это относится к масляным трансформаторам, в которых изоляционное масло и целлюлозная изоляция действуют совместно.
- ●Твердая изоляция сухого типа — это актуально для трансформаторов сухого типа, в которых особенно важны твердая изоляция и тепловые условия.
Конструкция изоляции и соответствующие методы контроля различаются в зависимости от типовой схемы трансформатора — см. Мониторинг масляных трансформаторов и Контроль температуры трансформаторов сухого типа.
Частичные разряды как ранний сигнал предупреждения о повреждении изоляции
Возникновение частичных разрядов может быть связано с локальными дефектами изоляции или электрическими напряжениями внутри высоковольтных изоляционных конструкций.
- ●Обнаружение формирующейся разрядной активности
- ●Отслеживайте изменения с течением времени
- ●Сравнение аномальных тенденций
- ●Оценка состояния теплоизоляции опор
- ●Помогите определить приоритеты для дальнейших проверок
Мониторинг частичных разрядов позволяет получить важные данные, однако данные о частичных разрядах следует интерпретировать с учётом конструктивных особенностей трансформатора, условий эксплуатации и другой информации о его состоянии.
Анализ растворенных газов для оценки состояния внутренней изоляции
В случае масляных трансформаторов изменения в составе растворённых газов могут служить химическим признаком возникновения тепловых или электрических отклонений.
- ●Электрический разряд
- ●Внутренний перегрев
- ●Разложение теплоизоляции
- ●Тенденции развития неисправностей
Методы DGA и мониторинга частичных разрядов позволяют отслеживать различные аспекты состояния трансформатора и могут давать взаимодополняющие данные.
Мониторинг состояния изоляции втулок
Проходные изоляторы трансформатора являются важнейшими высоковольтными изоляционными элементами, соединяющими внутреннюю электрическую систему трансформатора с внешней сетью.
- ●Износ теплоизоляции
- ●Нестандартное поведение диэлектрика
- ●Изменения, связанные с ёмкостью
- ●Нарушения в области тока утечки
- ●Анализ изменений состояния втулок
Состояние вводов следует рассматривать отдельно от состояния внутренней изоляции обмоток, поскольку в трансформаторе может возникнуть проблема с вводами даже при нормальных показателях других контрольных параметров трансформатора.
Как тепловая нагрузка влияет на изоляцию трансформатора
Термические нагрузки могут ускорить износ изоляции, поэтому их следует учитывать в рамках более комплексной оценки состояния изоляции.
- ●Постоянный перегрев обмотки
- ●Местные достопримечательности
- ●Ухудшение характеристик при охлаждении
- ●Высокая нагрузка
- ●Многократные термоциклы
См. Мониторинг горячих точек обмоток трансформатора и Мониторинг температуры трансформатора для системы прямого измерения тепловых параметров.
Почему при мониторинге изоляции следует учитывать несколько сигналов
| Доказательства, касающиеся состояния | Что это может помочь выявить | Соответствующий мониторинг |
|---|---|---|
| Активность частичных разрядов | Возможные локальные дефекты электрической изоляции | Мониторинг частичных разрядов |
| Ненормальная динамика содержания растворенного газа | Возможная развивающаяся тепловая или электрическая неисправность в масляных трансформаторах | DGA |
| Изменение состояния втулки | Возможное ухудшение изоляции втулки | Мониторинг втулок |
| Постоянно возникающая горячая точка в обмотке | Термические нагрузки, которые могут ускорить старение изоляции | Контроль температуры намотки |
| Повторяющаяся тенденция к аномальной температуре | Возможные условия охлаждения или термической нагрузки, требующие дальнейшей оценки | Мониторинг температуры |
Ценность мониторинга изоляции трансформатора заключается в сопоставлении соответствующих данных, а не в опоре на результаты одного-единственного измерения.
Контроль PD, DGA и втулок — в чём разница?
Мониторинг частичных разрядов
Электроразрядная активность внутри или вблизи изоляционных конструкций.
DGA
Химические признаки возникновения тепловых и электрических отклонений в трансформаторном масле.
Мониторинг втулок
Состояние изоляции высоковольтных проходных изоляторов, находящихся в критическом состоянии.
Эти методы мониторинга дополняют друг друга, поскольку позволяют отслеживать различные аспекты или проявления состояния изоляции трансформатора.
Онлайн-мониторинг и периодические испытания изоляции
Периодические испытания
- ●Подробный плановый осмотр
- ●Офлайн-диагностика
- ●Проверка технического обслуживания
- ●Лабораторные / полевые испытания
Онлайн-мониторинг
- ●Постоянный обзор тенденций
- ●Выявление изменений в состоянии оборудования в период между проверками
- ●Дистанционный мониторинг
- ●Более раннее выявление развивающихся аномалий
Онлайн-мониторинг не заменяет всех периодических испытаний трансформаторов. Он позволяет получать непрерывную информацию о состоянии оборудования в промежутках между плановыми проверками.
Мониторинг изоляции в различных системах трансформаторов
Силовые трансформаторы
Комплексная оценка состояния изоляции критически важных трансформаторов высокой стоимости.
Мониторинг силовых трансформаторов →
Маслонаполненные трансформаторы
Объедините данные PD, DGA, втулок и тепловые показатели для оценки состояния масляного трансформатора.
Мониторинг трансформаторов в масляной ванне →
Трансформаторы подстанций
Непрерывный мониторинг состояния изоляции трансформаторов, критически важных для работы подстанций.
Мониторинг трансформаторов подстанций →
Мониторинг горячих точек обмоток трансформатора
Контролируйте термические нагрузки, которые могут способствовать старению изоляции.
Мониторинг горячих точек на обмотке →Планирование мониторинга теплоизоляции новых и существующих трансформаторов
Новые проекты по трансформаторам
- ●Положения о мониторинге PD
- ●Встроенные датчики температуры
- ●Мониторинг втулок
- ●DGA для масляных трансформаторов
- ●Архитектура мониторинга
- ●Интеграция с системой SCADA
При проектировании и вводе трансформатора в эксплуатацию можно учитывать точки мониторинга и интерфейсы.
Модернизация существующих трансформаторов
- ●Онлайн-мониторинг профессионального развития
- ●Модернизация системы DGA
- ●Мониторинг втулок
- ●Интеграция имеющихся датчиков
- ●Интеграция системы мониторинга температуры
- ●Дистанционный сбор данных
Возможные варианты конфигурации системы мониторинга зависят от конструкции трансформатора, имеющегося контрольно-измерительного оборудования и доступных точек монтажа.
От сигналов о состоянии изоляции до данных мониторинга
См. Мониторинг трансформаторов для получения полной картины мониторинга по объекту.
Рекомендуемые продукты для мониторинга изоляции трансформаторов
Три основных продукта, предназначенных для мониторинга состояния изоляции — никаких посторонних товаров, добавленных лишь для заполнения ассортимента.
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора
Для непрерывного мониторинга активности частичных разрядов, связанных с развивающимися нарушениями в изоляции трансформатора.
Система онлайн-мониторинга содержания растворенных газов (DGA)
Для мониторинга динамики содержания растворенных газов, что может служить признаком зарождающихся тепловых и электрических неисправностей в масляных трансформаторах.
Система мониторинга проходных изоляторов трансформатора
Для контроля изменений состояния критически важных высоковольтных проходных изоляторов трансформаторов.
Сопутствующие решения для мониторинга трансформаторов
Мониторинг частичных разрядов
Электрические признаки возникновения локальных дефектов изоляции.
Анализ растворённых газов
Химические признаки возникновения тепловых и электрических нарушений.
Мониторинг втулок
Состояние изоляции высоковольтных проходных изоляторов, находящихся в критическом состоянии.
Мониторинг трансформаторов
Полная картина — температура, DGA, PD, вводные муфты и многое другое — всё в одном месте.
Какая информация поможет нам подобрать конфигурацию системы мониторинга изоляции?
Информация о трансформаторе
- ●Тип трансформатора
- ●Номинальная мощность
- ●Уровень напряжения
- ●Возраст / срок эксплуатации
Информация о текущем состоянии
- ●Результаты предыдущих программ профессионального развития
- ●История DGA
- ●Информация об испытаниях втулок
- ●Нарушения температурного режима
- ●Известные проблемы с изоляцией
Требования к мониторингу
- ●Новый проект или модернизация
- ●Обязательные функции мониторинга
- ●Имеющиеся датчики
- ●Имеющееся контрольно-измерительное оборудование
- ●Требования к удаленному мониторингу
Имеющиеся протоколы испытаний, чертежи трансформаторов или существующие данные мониторинга могут помочь в оценке подходящих вариантов мониторинга.
В каких случаях следует рассмотреть возможность внедрения системы онлайн-мониторинга теплоизоляции?
Часто задаваемые вопросы
Что входит в мониторинг изоляции трансформатора?
Как правило, он объединяет данные о частичных разрядах, растворенном газе, состоянии проходников и соответствующую тепловую информацию, выбранную в зависимости от типа трансформатора и требований проекта.
Каковы основные причины износа изоляции трансформатора?
Со временем на это могут влиять электрические нагрузки, тепловые нагрузки, механические нагрузки, влага, старение, загрязнение и нестандартные условия эксплуатации.
Позволяет ли мониторинг частичных разрядов выявлять проблемы с изоляцией?
Мониторинг частичных разрядов может помочь выявить зарождающуюся разрядную активность и способствовать оценке состояния изоляции, однако его результаты следует интерпретировать в совокупности с другими данными о состоянии оборудования, а не использовать в качестве самостоятельного метода диагностики.
В чём заключается разница между мониторингом частичных разрядов и анализом газов в масле (DGA)?
При мониторинге PD отслеживается активность электрических разрядов непосредственно в системе изоляции, тогда как при мониторинге DGA отслеживаются газы, связанные с неисправностями и растворённые в трансформаторном масле — это разные виды данных, которые часто используются совместно.
Почему проходники трансформатора необходимо контролировать отдельно?
В трансформаторе может возникнуть проблема с вводом, даже если остальные показатели его работы находятся в норме, поэтому состояние ввода требует отдельного контрольного мониторинга.
Как температура обмотки влияет на срок службы изоляции трансформатора?
Длительный перегрев и термические циклы могут ускорить старение изоляции, поэтому термические нагрузки учитываются в рамках более комплексной оценки состояния изоляции.
Можно ли одновременно использовать системы PD, DGA и мониторинга втулок?
Да — совокупность этих сигналов, как правило, дает более полную информацию, чем результаты какого-либо одного измерения, поскольку каждый из них отражает свой аспект состояния изоляции.
Можно ли модернизировать существующие трансформаторы, оснастив их системой онлайн-мониторинга изоляции?
Во многих случаях да, хотя возможные варианты конфигурации зависят от конструкции трансформатора, имеющихся измерительных приборов и доступных точек монтажа.
Заменяет ли онлайн-мониторинг изоляции периодические испытания трансформаторов?
Нет — онлайн-мониторинг позволяет получать постоянную информацию о состоянии оборудования в промежутках между плановыми проверками, а не заменяет периодические испытания.
Разработайте стратегию мониторинга изоляции с учетом фактического риска, связанного с трансформатором
Состояние изоляции трансформатора невозможно оценить на основании одного-единственного измерения. Сообщите нам тип вашего трансформатора, историю эксплуатации, имеющееся контрольно-измерительное оборудование и известные проблемы с изоляцией, чтобы мы могли определить, какие показатели состояния следует отслеживать.
