Мониторинг трансформаторов в системах возобновляемой энергетики
Мониторинг состояния трансформаторов, используемых в ветровых и солнечных электростанциях, а также в системах накопления энергии, с объединением данных о температуре, изоляции и состоянии трансформатора для условий удаленной эксплуатации и работы с переменной нагрузкой.
Осуществлять мониторинг основных повышающих трансформаторов и другого критически важного трансформаторного оборудования на объектах возобновляемой энергетики, где нагрузка, тепловые условия и условия доступа для технического обслуживания могут со временем значительно изменяться.
Почему в сфере возобновляемой энергетики важна информация о состоянии трансформаторов
Трансформаторы для систем возобновляемой энергетики могут подвергаться частым изменениям нагрузки и тепловых режимов в связи с колебаниями мощности ветровых, солнечных установок или накопителей энергии.
- ●Изменчивая мощность генерации
- ●Повторные изменения нагрузки
- ●Термоциклирование
- ●Отдаленные районы
- ●Автономные подстанции
- ●Ограниченный плановый осмотр
- ●Сезонные изменения в работе
- ●Высококачественные повышающие трансформаторы
Онлайн-мониторинг помогает операторам отслеживать динамику состояния трансформаторов в период между выездами на объект и выявлять зарождающиеся отклонения, которые могут потребовать вмешательства со стороны технического персонала.
См. также: Мониторинг силовых трансформаторов · Мониторинг трансформаторов подстанций
Что следует контролировать в трансформаторах для систем возобновляемой энергетики?
- ●Термические условия — температура в зоне намотки, температура верхнего слоя масла, изменения температуры в зависимости от нагрузки, реакция системы охлаждения.
- ●Внутреннее состояние — динамика содержания растворенных газов, активность частичных разрядов, состояние изоляции.
- ●Ключевые компоненты — состояние втулок, состояние регулятора напряжения под нагрузкой (OLTC), если применимо.
- ●Состояние масляной системы и вспомогательных систем — температура масла, уровень масла, давление, состояние систем охлаждения (при необходимости).
Функции мониторинга должны учитывать тип трансформатора, конфигурацию объекта, профиль нагрузки, степень важности оборудования и имеющиеся измерительные приборы.
Мониторинг тепловой реакции трансформатора при изменяющейся мощности возобновляемых источников энергии
- ●Резкие или повторяющиеся изменения нагрузки
- ●Ежедневные циклы выработки солнечной энергии
- ●Изменение объёма выработки электроэнергии ветровыми электростанциями
- ●Повторяющиеся циклы нагрева и охлаждения
- ●Сохраняющиеся различия в «горячих точках»
- ●Реакция системы охлаждения
Анализ динамики температур становится более полезным, когда тепловые характеристики трансформатора оцениваются с учетом фактической рабочей нагрузки и меняющихся условий выработки энергии из возобновляемых источников.
См. также: Мониторинг горячих точек обмоток трансформатора · Мониторинг температуры трансформатора
Мониторинг главных повышающих трансформаторов на ветровых и солнечных электростанциях
Промышленные электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, обычно используют важнейшие повышающие трансформаторы, установленные между генерирующими установками и точкой подключения к энергосистеме.
- ●Температура в зоне намотки
- ●Температура трансформаторного масла
- ●DGA
- ●Частичный разряд
- ●Состояние втулки
- ●Хладопроизводительность
- ●OLTC, если применимо
В случае дорогостоящих главных трансформаторов сочетание данных о температуре с сигналами о состоянии изоляции и масла позволяет получить более полную картину их технического состояния.
Риски, связанные с трансформаторами для систем возобновляемой энергетики, и методы их мониторинга
| Рабочие условия | Возможная проблема | Соответствующий мониторинг |
|---|---|---|
| Повторное возникновение высокой температуры обмотки | Может свидетельствовать о термической нагрузке | Мониторинг температуры / «горячих точек» |
| Частые термоциклы | Может способствовать повторному тепловому воздействию | Мониторинг динамики температуры |
| Нетипичная динамика содержания растворенного газа | Может помочь выявить зарождающееся внутреннее тепловое или электрическое нарушение | DGA |
| Усиление частичных разрядов | Может свидетельствовать о возникающем нарушении изоляции | Мониторинг PD |
| Изменение состояния втулки | Обеспечивает оценку степени износа изоляции втулок | Мониторинг втулок |
| Ненормальный уровень / давление масла | Обеспечивает оценку состояния нефтяной системы | Контроль уровня и давления масла |
| Недостаточная эффективность охлаждения | Может снизить тепловыделение | Контроль температуры и охлаждения |
Отдельные показатели помогают оценить состояние; их следует рассматривать в совокупности, а не как самостоятельный диагноз.
Как выбрать систему мониторинга трансформаторов для объекта, работающего на возобновляемых источниках энергии
Определить критически важные трансформаторные объекты
Разграничьте основной повышающий трансформатор, коллекторные трансформаторы, трансформаторы подстанций и вспомогательные трансформаторы.
Ознакомьтесь с профилем деятельности
Следует учитывать переменную нагрузку, суточные и сезонные колебания выработки электроэнергии, условия на удаленных объектах, автоматизированный режим работы и критическую важность трансформаторов.
Анализ имеющейся контрольно-измерительной аппаратуры
Уточните, что уже установлено: датчики температуры, системы WTI/OTI, DGA, PD, системы мониторинга проходных изоляторов и существующие системы удаленного мониторинга.
Выберите необходимые функции мониторинга
Настройте функции мониторинга с учетом стоимости активов, уровня риска, а также требований к удаленному управлению и техническому обслуживанию.
Не каждый трансформатор на объекте возобновляемой энергетики требует одинаковой степени мониторинга. Для критически важных главных трансформаторов и удаленных объектов может потребоваться более всесторонний онлайн-мониторинг технического состояния.
Контроль температуры намотки оптоволоконных кабелей для критически важных повышающих трансформаторов
- ●Измерение «горячих точек» с прямой обмоткой — измерить фактическую температуру в выбранных точках обмотки.
- ●Электрическая изоляция — подходит для условий эксплуатации с высоковольтной трансформаторной изоляцией.
- ●Защита от электромагнитных помех — Оптический датчик позволяет измерять температуру в условиях сильных электромагнитных помех.
- ●Многоточечный мониторинг — сравнить динамику температуры в разных фазах и в выбранных участках обмотки.
- ●Планирование новых трансформаторов — Расположение встроенных датчиков и трассировка оптоволоконных линий могут быть запланированы на этапе изготовления трансформатора.
Продукт: Система измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков для масляных трансформаторов
Дистанционный мониторинг трансформаторов на объектах распределенной возобновляемой энергетики
Объекты возобновляемой энергетики могут располагаться в удаленных или необслуживаемых местах.
- ●Централизованный мониторинг сигналов тревоги
- ●Динамика состояния объектов исторического наследия
- ●Снижение зависимости от частых выездных проверок объектов
- ●Обзор нескольких трансформаторных объектов
- ●Планирование удалённого технического обслуживания
- ●Сравнение условий эксплуатации на различных объектах
Окончательная интеграция зависит от имеющегося на объекте оборудования и доступных системных интерфейсов. См. также: Мониторинг трансформаторов подстанций.
Дополнительные сигналы о неисправностях для трансформаторов, используемых в системах возобновляемой энергетики
Анализ растворённых газов
Обеспечивает диагностику возникающих тепловых и электрических отклонений в масляных трансформаторах.
Мониторинг частичных разрядов
Предоставляет информацию о состоянии, связанном с нарастанием разрядной активности изоляции.
Мониторинг компонентов масляных систем и трансформаторов
Мониторинг трансформаторов в различных сферах применения возобновляемых источников энергии
Ветровая энергия
- ●Переменный выход
- ●Удаленные объекты
- ●Основные повышающие трансформаторы
- ●Системы сбора
- ●Тенденции в области теплотехники
Солнечная энергия
- ●Ежедневные циклы нагрузки
- ●Высокая дневная нагрузка на трансформатор
- ●Основные повышающие трансформаторы
- ●Удаленные подстанции
- ●Централизованный мониторинг
Накопление энергии
- ●Двунаправленность / смена рабочих профилей
- ●Повторные изменения нагрузки
- ●Термическое состояние трансформатора
- ●Дистанционный мониторинг
Почему потребители возобновляемой энергии выбирают INNO
- ●Портфель решений для мониторинга трансформаторов — опции мониторинга температуры, DGA, частичных разрядов, проушин, регулятора напряжения под нагрузкой (OLTC) и масляной системы.
- ●Экспертиза в области измерения температуры с помощью оптоволоконных датчиков — варианты измерения «горячих точек» с прямой обмоткой для критически важных задач, связанных с терморегулированием трансформаторов.
- ●Гибкая настройка мониторинга — Функции мониторинга можно выбирать в зависимости от типа трансформатора, требований к объекту и имеющегося оборудования.
- ●Поддержка проектов по удаленному обслуживанию и модернизации — Архитектуру мониторинга можно спроектировать с учетом новых трансформаторов или существующих объектов возобновляемой энергетики в зависимости от имеющихся датчиков и интерфейсов.
Новый проект в сфере возобновляемой энергетики или модернизация существующего объекта?
Новый проект
- ●Планирование точек измерения параметров трансформатора
- ●Выберите необходимые функции мониторинга
- ●Рассмотрим вопрос о встроенном датчике температуры обмотки
- ●Планирование удаленного мониторинга
- ●Интерфейсы систем координат
Модернизация существующего объекта
- ●Проанализировать имеющиеся датчики температуры
- ●Проанализировать имеющиеся устройства мониторинга
- ●При необходимости добавить систему мониторинга DGA, PD и втулок
- ●Модернизация системы сбора данных
- ●По возможности обеспечить интеграцию с существующими системами сайта
Возможность установки новых оптоволоконных датчиков непосредственно внутри обмотки существующего трансформатора зависит от конструкции трансформатора и доступности к нему.
Рекомендуемые продукты для мониторинга трансформаторов в сфере возобновляемой энергетики
Практические варианты мониторинга основных повышающих трансформаторов и других важных трансформаторных установок, используемых в системах возобновляемой энергетики.
Система измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков для масляных трансформаторов
Комплексная оптоволоконная система для непосредственного измерения температуры в «горячих точках» на критически важных повышающих трансформаторах.
Многоканальная система измерения и мониторинга температуры на основе оптоволоконных технологий
Обеспечивает одновременный мониторинг нескольких мест намотки и фаз, подходит для критически важных главных трансформаторов.
Волоконно-оптический датчик температуры для мониторинга горячих точек обмоток трансформатора
Датчик, установленный в определённых точках обмотки, для получения данных о температуре в «горячих точках».
Система онлайн-мониторинга DGA для анализа растворённых газов в трансформаторном масле
Добавляет данные о химическом состоянии наряду с данными о температуре для критически важных трансформаторов, используемых в системах возобновляемой энергетики.
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора
Непрерывный мониторинг разрядной активности в качестве дополнительного сигнала о состоянии изоляции.
Система мониторинга проходных изоляторов трансформатора
Отслеживает изменения состояния важнейших проходных изоляторов высоковольтных трансформаторов.
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
Прямое измерение тепловой деформации при реальной рабочей нагрузке.
Мониторинг горячих точек на обмотке →
Мониторинг трансформаторов подстанций
Мониторинг состояния трансформаторов на подстанциях, в том числе на удаленных и не обслуживаемых персоналом объектах.
Мониторинг трансформаторов подстанций →Соответствующие решения для мониторинга
Мониторинг температуры с помощью оптоволоконных датчиков
Посмотреть решение →Мониторинг температуры трансформатора
Посмотреть решение →Мониторинг трансформаторов
Посмотреть решение →Анализ растворённых газов
Посмотреть решение →Мониторинг частичных разрядов
Посмотреть решение →Мониторинг втулок и регулятора напряжения под нагрузкой (OLTC)
Мониторинг втулок → Мониторинг OLTC →Связанные области применения в энергетике
Какая информация помогает нам подобрать конфигурацию системы мониторинга возобновляемых источников энергии?
Информация о сайте
- ●Ветровая / солнечная / системы накопления энергии
- ●Масштаб участка
- ●Количество трансформаторов
- ●Дистанционное / ручное управление
Информация о трансформаторе
- ●Тип трансформатора
- ●Номинальная мощность
- ●Напряжение
- ●Система охлаждения
Требования к мониторингу
- ●Обязательные параметры
- ●Имеющиеся датчики
- ●Существующие устройства мониторинга
- ●Требования к удаленному мониторингу
- ●Новый проект / модернизация
Часто задаваемые вопросы
Какие трансформаторы необходимо контролировать на электростанции, работающей на возобновляемых источниках энергии?
К типичным приоритетам относятся главный повышающий трансформатор, коллекторные трансформаторы и трансформаторы подстанций, при этом уровень мониторинга устанавливается в зависимости от степени важности оборудования.
Почему контроль температуры трансформаторов имеет важное значение на ветровых и солнечных электростанциях?
Мощность ветровых и солнечных электростанций часто меняется, и эта изменчивость приводит к колебаниям нагрузки на трансформаторы и их тепловых характеристик, которые можно отслеживать с течением времени с помощью системы мониторинга температуры.
Как изменчивая выработка энергии из возобновляемых источников влияет на температуру трансформатора?
Изменение мощности генератора приводит к изменению нагрузки на трансформатор, что влияет на температуру обмоток и масла, а также на работу системы охлаждения.
Можно ли измерить температуру «горячей точки» обмотки напрямую?
Да — оптоволоконные датчики температуры можно разместить в определённых точках обмотки для обеспечения прямого измерения, что проще всего сделать на этапе проектирования при изготовлении трансформатора.
Почему в трансформаторах для систем возобновляемой энергетики используются оптоволоконные датчики температуры?
Волоконно-оптические датчики обеспечивают электрическую изоляцию и устойчивость к электромагнитным помехам, что делает их пригодными для использования в условиях работы высоковольтных трансформаторов и вблизи силовой электроники.
Можно ли одновременно использовать систему DGA и мониторинг частичных разрядов?
Да — они дают взаимодополняющие химические и электрические данные и часто используются совместно в важнейших трансформаторах, предназначенных для систем возобновляемой энергетики.
Можно ли осуществлять удалённый мониторинг трансформаторов, работающих на возобновляемых источниках энергии?
Да — датчики состояния трансформаторов можно подключить через локальные устройства мониторинга и шлюз к системе SCADA или центру удаленного мониторинга, в зависимости от доступных на объекте системных интерфейсов.
Можно ли модернизировать существующие площадки с трансформаторами для ветровых или солнечных электростанций, оснастив их системой онлайн-мониторинга?
Во многих случаях да, хотя возможные варианты конфигурации зависят от конструкции трансформатора, имеющихся измерительных приборов и доступных точек монтажа.
Мониторинг критически важных трансформаторов для систем возобновляемой энергетики — от объекта до центра управления
Пришлите нам заявку по возобновляемым источникам энергии, информацию о трансформаторах, профиль эксплуатации и данные об имеющемся оборудовании для мониторинга. Мы поможем подобрать подходящие функции контроля температуры и технического состояния для критически важных трансформаторных установок.
