Мониторинг состояния подстанций для критически важных энергооборудования
Централизованный мониторинг состояния трансформаторов подстанций и других критически важных высоковольтных объектов с объединением данных о температуре, газах в изоляторе (DGA), частичных разрядах, вводах и переключателях под нагрузкой (OLTC) для удаленных и автономных объектов.
Почему непрерывный мониторинг состояния имеет важное значение для современных подстанций
Как правило, на подстанции в одном месте сосредоточено несколько наиболее важных и дорогостоящих объектов сети — трансформаторы, проходные муфты, переключатели отводов и другое высоковольтное оборудование, которое должно надежно функционировать в период между плановыми проверками.
Поскольку многие подстанции осматриваются лишь периодически, а некоторые вообще не находятся под постоянным наблюдением, изменения в их состоянии, возникающие в промежутках между осмотрами, могут оставаться незамеченными до следующей проверки. Непрерывный мониторинг позволяет операторам отслеживать фактическое поведение этих объектов в повседневной эксплуатации, а не полагаться исключительно на выборочные проверки, проводимые в определенные моменты времени.
Это имеет значение для широкого спектра объектов — посмотрите, как эти соображения применимы в более широком контексте Энергосистема и коммунальные услуги, и как они конкретно применяются к одному критически важному объекту в Мониторинг трансформаторов подстанций.
Что необходимо контролировать на электрической подстанции?
Программа мониторинга состояния подстанции, как правило, охватывает трансформаторы и другое критически важное высоковольтное оборудование, с которым связаны наибольшие эксплуатационные и финансовые риски в случае возникновения невыявленной неисправности.
- ●Трансформеры — температура обмотки, зоны повышенной температуры, температура масла, его уровень и давление, эффективность охлаждения.
- ●Состояние изоляции — анализ растворенных газов (DGA) и мониторинг частичных разрядов (PD).
- ●Втулки — динамика состояния критически важных высоковольтных проходников.
- ●OLTC — режим работы устройства переключения выводов под нагрузкой.
- ●Прочее высоковольтное оборудование — дополнительные критически важные объекты, выявленные в рамках анализа рисков подстанции.
См. также: Мониторинг трансформаторов · Мониторинг температуры трансформатора · Мониторинг трансформаторов подстанций
Мониторинг состояния трансформаторов на подстанциях
Трансформаторы подстанций зачастую относятся к числу оборудования, замену которого в сжатые сроки осуществить наиболее сложно и дорого, что делает постоянный мониторинг их состояния одной из главных задач операторов подстанций.
- ●Термические условия при изменяющейся нагрузке
- ●Состояние изоляции с течением времени
- ●Состояние втулок и устройства плавного регулирования напряжения (OLTC)
- ●Состояние масляной системы
Приоритеты мониторинга обычно устанавливаются с учетом степени важности трансформатора, его возраста, профиля нагрузки и сложности его замены.
Мониторинг температуры и «горячих точек» трансформаторов подстанций
Температура «горячих точек» обмотки является одним из наиболее наглядных показателей тепловой нагрузки на трансформатор подстанции, особенно в условиях изменяющейся нагрузки.
Прямое измерение температуры намотки с помощью оптоволоконных датчиков обеспечивает получение данных о горячих точках в режиме реального времени, дополняя традиционные показания температуры масла и позволяя составить более полную картину теплового состояния критически важных трансформаторов подстанций.
Продукт: Система измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков для масляных трансформаторов
Мониторинг изоляции трансформатора и выявление внутренних неисправностей
Анализ растворённых газов
Отслеживает динамику содержания растворенного газа в трансформаторном масле, что помогает выявлять зарождающиеся тепловые или электрические отклонения внутри масляных трансформаторов.
Мониторинг втулок, регулятора напряжения под нагрузкой (OLTC) и вспомогательных систем трансформатора
От сигналов о ненормальном состоянии до необходимости проведения технического обслуживания
| Контролируемый параметр | Возможный сигнал | Типичный следующий шаг |
|---|---|---|
| Намотка / Температура масла | Длительное или повторяющееся аномальное повышение | Просмотр истории нагрузки и показателей эффективности охлаждения |
| Анализ растворённых газов | Нарастающие основные тенденции в газовой отрасли | Проанализировать соотношения газов и спланировать последующий отбор проб |
| Частичный разряд | Усиление разрядной активности | Согласовать с DGA и запланировать проверку |
| Втулка | Тенденция изменения аномальных состояний | Запланировать осмотр или испытание втулки |
| OLTC | Нестандартный режим работы | Проверить записи о переключении выводов и состояние механизма |
| Уровень масла | Неожиданное падение | Проверьте на наличие утечек и убедитесь в правильности показаний датчиков |
| Давление | Показания вне диапазона | Перед возобновлением работы необходимо выяснить причину |
| Охлаждение | Снижение эффективности охлаждения | Проверить вентиляторы, насосы и радиаторы |
Сигналы наиболее полезны, когда их анализируют в совокупности и в контексте истории нагрузки, а не как отдельные сигналы тревоги.
Как разработать систему мониторинга состояния подстанции
Определить критически важные активы
Для начала составьте рейтинг трансформаторов подстанций и другого высоковольтного оборудования с учетом степени важности, срока эксплуатации и сложности замены.
Определить приоритеты мониторинга
Определите, какие параметры состояния — температура, результаты анализа газов в аккумуляторе (DGA), давление разряда (PD), состояние втулки, переключатель переменного тока (OLTC), состояние масляной системы — имеют наибольшее значение для каждого объекта.
Анализ имеющихся датчиков и устройств мониторинга
Прежде чем заказывать дополнительное оборудование, проверьте, какие измерительные приборы и средства мониторинга уже установлены.
Планирование централизованной интеграции данных и систем
Разработайте план сбора, хранения и предоставления данных с различных объектов для диспетчерской и систем SCADA.
Централизованный мониторинг оборудования нескольких подстанций
На большинстве подстанций установлено более одного трансформатора или другого критически важного объекта. Объединение данных об их состоянии в единую картину, как правило, дает больше пользы, чем анализ каждого объекта в отдельности.
- ●Одновременный мониторинг нескольких трансформаторов
- ●Обзорность в различных отсеках трансформатора
- ●Централизованная система сигнализации на всей подстанции
- ●Исторические тенденции по каждому активу
- ●Сравнение активов между собой
- ●Определение приоритетов технического обслуживания на объекте
Централизованный обзор упрощает сравнение динамики состояния трансформаторных отсеков и позволяет определить, где следует в первую очередь провести техническое обслуживание.
См. также: Мониторинг трансформаторов подстанций
От полевых датчиков до систем SCADA на подстанциях и центров управления
Окончательный вариант интеграции зависит от существующих систем и доступных интерфейсов каждой подстанции.
Дистанционный мониторинг автономных подстанций
Многие подстанции работают с минимальным штатом постоянных сотрудников на месте или вовсе без них, что делает удаленный мониторинг подстанций важной частью повседневной эксплуатации, а не просто удобством, к которому прибегают время от времени.
Мониторинг подстанций в автоматическом режиме позволяет непрерывно отслеживать данные о состоянии критически важных объектов из центрального пункта, что снижает необходимость в периодических выездах на объекты для выявления возникающих проблем. В сочетании с онлайн-мониторингом подстанций по нескольким объектам это способствует более раннему выявлению аномальных тенденций и более обоснованному планированию технического обслуживания на объектах, посещение которых зачастую затруднительно или сопряжено с высокими затратами.
Мониторинг подстанций передачи и распределения электроэнергии
Подстанции передачи электроэнергии
Как правило, в них размещаются крупные и дорогостоящие силовые трансформаторы, непредвиденный отказ которых может повлиять на обширные участки сети.
- ●Дорогостоящие и труднозаменимые трансформаторы
- ●Более широкие последствия для сети в случае возникновения неисправности
- ●Часто оправдывает необходимость более тщательного мониторинга
Распределительные подстанции
Как правило, охватывают большое количество небольших объектов, где централизованный и удаленный мониторинг помогает эффективно управлять множеством объектов.
- ●Большее количество небольших объектов
- ●Воспользуйтесь преимуществами централизованного удаленного мониторинга
- ●Объем мониторинга часто определяется в зависимости от степени критичности активов
См. также: Энергосистема и коммунальные услуги · Мониторинг силовых трансформаторов
Проект строительства новой подстанции или модернизация существующего объекта?
Проекты строительства новых подстанций
- ●С самого начала следует спланировать расположение датчиков и точек мониторинга
- ●Выбрать функции мониторинга для каждого объекта
- ●Синхронизация с проектированием системы SCADA и системы управления
- ●Своевременно разработайте централизованную архитектуру данных
Модернизация существующих подстанций
- ●Проанализировать имеющиеся датчики и устройства мониторинга
- ●Внедрить мониторинг там, где в настоящее время видимость ограничена
- ●Модернизация систем сбора данных и подключения
- ●По возможности интегрировать с существующими системами управления
Почему стоит выбрать INNO для мониторинга состояния подстанций?
- ●Портфель решений для мониторинга трансформаторов — опции мониторинга температуры, DGA, частичных разрядов, проходных изоляторов, трансформатора с переключателем под нагрузкой (OLTC) и масляной системы для оборудования подстанций.
- ●Мониторинг температуры с помощью оптоволоконных датчиков — измерение «горячих точек» на обмотках трансформаторов, установленных на подстанциях, имеющих критическое значение.
- ●Разнообразные функции мониторинга — функции можно комбинировать с учетом структуры активов и профиля риска каждой подстанции.
- ●Поддержка новых проектов и модернизации — Архитектуру мониторинга можно спроектировать для новых подстанций или внедрить на уже существующих объектах.
- ●Интеграция систем мониторинга — данные с различных объектов могут быть систематизированы для централизованного анализа и интеграции в систему управления.
Рекомендуемые средства мониторинга для подстанций
Система измерения температуры с использованием оптоволоконных датчиков
Прямое измерение температуры в «горячих точках» обмоток масляных трансформаторов.
Система онлайн-мониторинга DGA
Непрерывный мониторинг динамики содержания растворенных газов в трансформаторном масле.
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов
Непрерывный мониторинг разрядной активности для оценки состояния изоляции.
Система мониторинга проходных изоляторов трансформатора
Мониторинг состояния критически важных высоковольтных проходников.
Система онлайн-мониторинга OLTC трансформатора
Мониторинг рабочего состояния устройства переключения отводов под нагрузкой.
Контроль температуры, уровня и давления масла
Основные параметры масляной системы в единой системе мониторинга.
Связанные приложения для мониторинга подстанций
Мониторинг трансформаторов подстанций
Мониторинг состояния, ориентированный на один критически важный трансформатор подстанции.
Узнать больше →
Мониторинг силовых трансформаторов
Комплексный мониторинг состояния критически важных трансформаторов высокой стоимости.
Узнать больше →Мониторинг изоляции трансформатора
Анализ данных ДГА и частичных разрядов для оценки состояния изоляции.
Узнать больше →Мониторинг горячих точек обмоток трансформатора
Прямое термическое измерение при реальной рабочей нагрузке.
Узнать больше →Соответствующие решения для мониторинга
Мониторинг трансформаторов
Посмотреть решение →Мониторинг температуры трансформатора
Посмотреть решение →Мониторинг температуры с помощью оптоволоконных датчиков
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
Энергосистема и коммунальные услуги
Мониторинг состояния сетей передачи и распределения электроэнергии.
Узнать больше →
Производство электроэнергии
Мониторинг повышающих трансформаторов генераторов и оборудования электростанции.
Узнать больше →
Возобновляемые источники энергии
Мониторинг трансформаторных установок, используемых в ветровой и солнечной энергетике, а также в системах накопления энергии.
Узнать больше →Какая информация помогает нам подобрать конфигурацию системы мониторинга подстанции?
Информация о подстанции
- ●Передача или распределение
- ●Количество критически важных активов
- ●В режиме с оператором или без оператора
- ●Новый проект или существующий сайт
Трансформатор / Информация об активе
- ●Тип и номинальные характеристики трансформатора
- ●Возраст и критичность
- ●OLTC / конфигурация проходных втулок
- ●Система охлаждения
Существующие системы мониторинга и интеграции
- ●Существующие датчики и устройства
- ●Действующая система SCADA / система управления
- ●Требования к удаленному мониторингу
- ●Обязательные функции мониторинга
Часто задаваемые вопросы о мониторинге состояния подстанций
Что такое мониторинг состояния подстанций?
Речь идет о непрерывном мониторинге таких параметров, как температура, результаты газоанализа (DGA), частичные разряды, состояние вводов и трансформатора с переключателем обмоток (OLTC) на важнейших объектах подстанции, а не о том, чтобы полагаться исключительно на периодические осмотры.
Каким объектам обычно уделяется первоочередное внимание в системе мониторинга подстанции?
Трансформаторы подстанций, как правило, являются первоочередными объектами, за ними следуют другие высоковольтные устройства, отнесенные к категории критически важных или труднозаменяемых.
Чем мониторинг трансформаторов подстанций отличается от общего мониторинга электроподстанций?
Мониторинг трансформаторов на подстанции осуществляется в отношении отдельного агрегата, тогда как программа мониторинга всей подстанции охватывает несколько трансформаторов и другое критически важное оборудование, мониторинг которых осуществляется комплексно.
В чем заключается удаленный мониторинг подстанций?
Дистанционный мониторинг подстанций обеспечивает передачу данных о состоянии, полученных с полевых датчиков и контрольных устройств, в центральный пункт, благодаря чему персоналу не нужно находиться на объекте для оценки состояния оборудования.
Можно ли эффективно осуществлять мониторинг подстанций, не требующих постоянного присутствия персонала?
Да — автоматический мониторинг подстанций основан на непрерывном сборе данных и дистанционном анализе, а не на регулярном присутствии персонала на объекте.
Как осуществляется интеграция системы онлайн-мониторинга подстанций с системой SCADA?
Данные о состоянии, как правило, собираются с помощью локальных устройств мониторинга и шлюза, а затем передаются в системы SCADA подстанций или системы диспетчерских центров в зависимости от имеющихся на каждом объекте интерфейсов.
Можно ли добавить систему мониторинга оборудования подстанции на существующий объект?
Во многих случаях — да, хотя возможные варианты настройки зависят от возраста оборудования, его конструкции и имеющихся измерительных приборов.
Ограничивается ли мониторинг высоковольтного оборудования только трансформаторами?
Нет — хотя приоритет обычно отдается трансформаторам, программа мониторинга подстанции может по мере необходимости распространяться и на другое критически важное высоковольтное оборудование.
Разработайте стратегию мониторинга состояния оборудования вашей подстанции
Предоставьте информацию об активах вашей подстанции, её схеме расположения и имеющемся оборудовании для мониторинга, и мы поможем разработать подходящую конфигурацию системы мониторинга технического состояния.
