Системы контроля частичных разрядов для непрерывного мониторинга состояния изоляции трансформаторов
Наши онлайн-системы мониторинга частичных разрядов круглосуточно обнаруживают и отслеживают динамику частичных разрядов внутри силовых трансформаторов, превращая периодические автономные испытания в непрерывный прогнозный мониторинг трансформаторов, а также органично интегрируются с нашими решениями по мониторингу проходных вводов, переключателей обмоток под нагрузкой (OLTC), газов в изоляции (DGA) и температуры, обеспечивая полную картину состояния изоляции.
- Непрерывное онлайн-обнаружение PD вместо периодических офлайн-выборочных проверок
- Варианты диагностики частичного разряда с перекрестной проверкой: УВЧ, HFCT и ультразвуковые датчики
- Является частью комплексного решения для онлайн-мониторинга трансформаторов, а не автономным точечным датчиком
Что такое мониторинг частичных разрядов?
Частичный разряд (PD) — это локализованный электрический разряд, который лишь частично преодолевает изоляцию между проводниками; он является ранним индикатором дефектов изоляции, таких как внутренние пустоты, поверхностное пробегание, коронный разряд или контакты с плавающим потенциалом. При онлайн-мониторинге частичных разрядов на трансформаторе устанавливаются УВЧ-, HFCT- или ультразвуковые датчики, которые непрерывно регистрируют импульсы частичных разрядов и преобразуют их в полезные данные о состоянии изоляции.
- Датчики устанавливаются на масляном клапане, на поверхности бака или на заземляющем кабеле, в зависимости от типа датчика
- Импульсы PD подвергаются дискретизации, очищаются от электрических помех и преобразуются в паттерны PRPD/PRPS
- Анализ характерных признаков позволяет классифицировать тип разряда — внутренний, поверхностный, коронный или плавающий — и определить его динамику
- Вывод данных осуществляется через локальный дисплей, реле сигнализации, порт Ethernet RJ45 или интерфейс RS485/Modbus для интеграции в систему SCADA
Почему периодического тестирования на профессиональное развитие недостаточно
Заводские испытания или автономные испытания на частичные разряды дают результат лишь в конкретный момент времени. Онлайн-мониторинг частичных разрядов позволяет непрерывно отслеживать состояние изоляции во время эксплуатации трансформатора, устраняя «слепое пятно» между плановыми испытаниями.
- Активность PD может повыситься со стабильного уровня до уровня тревоги в период между запланированными датами проверок
- При проведении автономных испытаний, запланированных на период остановки оборудования, могут быть упущены особенности разряда, зависящие от нагрузки и температуры
- Электрические помехи на подстанции затрудняют ручную интерпретацию данных о частичных разрядах без непрерывной базовой линии
- Необнаруженный пробой ускоряет старение изоляции и повышает риск внеплановых отключений
Где возникает частичный разряд внутри трансформатора
Частичные разряды в силовом трансформаторе зачастую возникают в одной из трёх зон. Знание того, где обычно возникают разряды, помогает определить, какой тип датчика и какие компоненты из нашего ассортимента решений для мониторинга трансформаторов следует использовать в сочетании с системой контроля частичных разрядов.
| Зона источника PD | Типичная причина | Дополнительный мониторинг |
|---|---|---|
| Core & Coil Assembly | Пустоты в изоляции, проникновение влаги, загрязнение частицами, старение изоляции обмотки | Контроль температуры намотки / Мониторинг DGA |
| Втулка | Изменение ёмкости, увеличение диэлектрических потерь, загрязнение или попадание влаги в отвод проходного изолятора | Мониторинг втулок |
| Переключатель отводов под нагрузкой (OLTC) | Износ контактных поверхностей, образование электрической дуги при коммутации, сопротивление механизма | Мониторинг OLTC |
Рабочее напряжение, индуцированный паразитный магнитный поток и ухудшение изоляции под воздействием влаги или частиц являются основными факторами, которые чаще всего приводят к возникновению разрядов в одной из этих трёх зон — именно поэтому мониторинг частичных разрядов редко осуществляется с помощью одного-единственного изолированного датчика.
Комплексные решения для онлайн-мониторинга трансформаторов
Мониторинг частичных разрядов является одним из элементов комплексной системы мониторинга состояния трансформатора. Ознакомьтесь с остальными нашими онлайн-решениями для мониторинга трансформаторов, чтобы сформировать комплексную систему контроля состояния изоляции, необходимую для вашего оборудования.
Мониторинг трансформаторов
Наше комплексное решение для онлайн-мониторинга трансформаторов, объединяющее данные о температуре, газах в трансформаторе (DGA), частичных разрядах (PD), состоянии вводов и положении переключателя под нагрузкой (OLTC) в единый интерфейс мониторинга состояния.
Мониторинг температуры трансформатора
Онлайн-мониторинг намотки и температуры верхнего слоя масла, позволяющий выявлять тепловые нагрузки, которые часто связаны со старением изоляции и появлением частичных разрядов.
Мониторинг температуры с помощью оптоволоконных датчиков
Измерение температуры «горячих точек» обмотки с помощью диэлектрических волоконно-оптических датчиков, полностью невосприимчивых к электромагнитному полю трансформатора.
Мониторинг газового анализа трансформаторов
Непрерывный 7-газовый хроматографический анализ трансформаторного масла, используемый для подтверждения того, приводит ли обнаруженная активность частичных разрядов уже к образованию газов, характерных для неисправностей.
Мониторинг OLTC
Отслеживает ток, температуру, вибрацию, крутящий момент и положение переключателя фаз — выявляя механический износ, который может привести к образованию разрядов.
Мониторинг втулок
Мониторинг ёмкости, диэлектрических потерь и тока утечки во вводах, что естественным образом сочетается с обнаружением частичных разрядов на уровне вводов.
Partial Discharge & Related Condition Monitoring Products
Наше оборудование для мониторинга частичных разрядов поставляется напрямую с завода и разработано собственными силами; оно органично сочетается с нашими продуктами для мониторинга проходных вводов, переключателей обмоток под напряжением (OLTC), газов в трансформаторе (DGA) и температуры с помощью оптоволоконных датчиков, что обеспечивает всесторонний контроль за состоянием трансформатора.
Настройка датчика частичных разрядов
Тип датчика выбирается с учетом конструкции трансформатора, условий доступа при монтаже и зоны источника частичных разрядов, подлежащей мониторингу. Для повышения достоверности диагностики можно проводить перекрестную проверку с использованием УВЧ-, HFCT- и ультразвуковых датчиков.
| Тип датчика | Пропускная способность | Способ установки | Основная цель |
|---|---|---|---|
| Датчик частичных разрядов в диапазоне УВЧ | 300 МГц – 3000 МГц | Масляный клапан, разъем или соединительный патрубок бака | Обнаруживает сверхвысокочастотные электромагнитные сигналы, исходящие от внутреннего частичного разряда |
| Датчик частичных разрядов HFCT | 100 кГц – 50 МГц | Зажимной заземляющий кабель или заземляющий контур через вводную втулку | Обнаруживает высокочастотный импульсный ток, возникающий в результате диэлектрической разрядки |
| Ультразвуковой датчик пробиения | 20 кГц – 200 кГц | Магнитное крепление или монтаж на поверхности резервуара | Обнаруживает акустическую эмиссию, вызванную процессом частичного разряда внутри трансформатора |
Стандартная конфигурация хоста мониторинга поддерживает 4 или 6 каналов с однородностью каналов ≤0,5 дБм, диапазоном мониторинга ≤20 000 пКл и частотой дискретизации 200 МС/с. Точное количество каналов и набор датчиков настраиваются индивидуально для каждого проекта — обратитесь к нашей инженерной службе, чтобы подобрать конфигурацию, соответствующую вашему оборудованию.
Как работает онлайн-мониторинг частичных разрядов
Обнаружение импульсов
Датчики УВЧ, HFCT или ультразвуковые датчики регистрируют электромагнитный, токовый или акустический сигнал, генерируемый в момент разряда.
Фильтрация шума
Встроенная система обработки сигналов отделяет подлинные импульсы PD от шумов коммутации и внешних электромагнитных помех.
Сопоставление PRPD / PRPS
Импульсы сопоставляются с фазовым циклом переменного тока и последовательностью импульсов для построения диагностических шаблонов PRPD и PRPS.
Alarm & SCADA Output
Классификация шаблонов и анализ тенденций управляют значением на дисплее, сигнальным реле или выходом RJ45 Ethernet / RS485 в систему SCADA.
Что входит в состав системы контроля частичных разрядов?
Полная система мониторинга частичных разрядов состоит из датчиков частичных разрядов, контроллера мониторинга частичных разрядов, программного обеспечения для мониторинга и интерфейса связи. Датчики собирают сигналы разрядов с различных точек; контроллер осуществляет выборку и обработку сигналов; программное обеспечение отображает графики PRPD/PRPS, кривые трендов и сигналы тревоги.
- Датчики PD — варианты с УВЧ-, HFCT- и ультразвуковыми датчиками для перекрестного обнаружения
- Хост-устройство для мониторинга PD — сбор и обработка сигналов по 4 или 6 каналам
- Программное обеспечение для мониторинга — PRPD, PRPS, кривые тренда, сигналы тревоги и исторические записи
- Интерфейс связи — Ethernet (RJ45) и RS485 для подключения к системам SCADA или платформам управления активами
Дополнительные аксессуары
- Шкаф управления, шкаф с экраном или шкаф конвергенции для прокладки кабелей датчиков
- Защита датчика класса IP68 для монтажа на открытом воздухе или в масляной среде
- Разветвитель сигнала для совместного использования с установками корреляции DGA
Мониторинг частичных разрядов: разработка и индивидуальная настройка собственными силами
Мы разрабатываем и производим оборудование для мониторинга частичных разрядов «под ключ» — от УВЧ-, ВЧ- и ультразвуковых датчиков до контроллера мониторинга, — что позволяет нам гибко адаптировать конфигурацию системы мониторинга трансформаторов с учётом особенностей вашего оборудования, класса напряжения и требований к мониторингу состояния всего предприятия.
- Собственные исследования и разработки, а также производство датчиков PD и контрольного оборудования
- Конфигурации, адаптированные к классу напряжения, набору датчиков и количеству каналов
- Индивидуальные классы защиты корпусов и варианты монтажа для установки в помещениях, на открытом воздухе или в масляной среде
- Инженерная поддержка от первоначальной консультации до ввода в эксплуатацию
Часто задаваемые вопросы о мониторинге частичных разрядов
Что такое мониторинг частичных разрядов?
При мониторинге частичных разрядов используются УВЧ-, HFCT- или ультразвуковые датчики для непрерывного обнаружения локальных импульсов разряда внутри изоляции трансформатора, что позволяет своевременно получать информацию о состоянии изоляции в режиме реального времени.
В чём заключается разница между онлайн-мониторингом и испытанием на частичные разряды?
Испытание трансформатора на частичные разряды обычно проводится на заводе, при вводе в эксплуатацию или в рамках периодического технического обслуживания и дает результат, фиксирующий состояние на определенный момент времени. Онлайн-мониторинг частичных разрядов осуществляется непрерывно, пока трансформатор находится в эксплуатации, и позволяет отслеживать динамику частичных разрядов, а не получать разовый снимок состояния.
Что вызывает частичные разряды в трансформаторе?
К чистым причинам относятся пустоты в изоляции, загрязнение поверхности, проникновение влаги, производственные дефекты, а также постепенное старение изоляции под воздействием рабочего напряжения и паразитного магнитного потока.
Где обычно возникает частичный разряд?
Тремя наиболее распространенными зонами источника являются сердечник и катушка, втулка и устройство переключения обмоток под нагрузкой — состояние каждой из них можно контролировать с помощью отдельного специализированного решения в сочетании с системой обнаружения частичных разрядов.
Какие типы датчиков используются для контроля частичных разрядов?
К распространенным типам датчиков относятся УВЧ-датчики для регистрации электромагнитных импульсов, зажимы HFCT для измерения высокочастотного тока в грунте и ультразвуковые датчики для регистрации акустической эмиссии на поверхности резервуара.
Где обычно устанавливаются датчики частичных разрядов?
Датчики устанавливаются на масляном клапане или на стыке с резервуаром для УВЧ-измерения, на заземляющем кабеле для измерения методом HFCT или на поверхности резервуара для ультразвукового измерения.
Какова связь между частичным разрядом и анализом растворных газов (DGA)?
Эти два метода дополняют друг друга: мониторинг частичных разрядов позволяет в режиме реального времени обнаруживать сами электрические разряды, тогда как анализ газов, образующихся при разрядах (DGA), позволяет измерить содержание газов, которые могут образовываться в масле в результате разрядной активности с течением времени.
Можно ли применять мониторинг частичных разрядов на вводах трансформатора?
Да. Мониторинг частичных разрядов на уровне вводов можно реализовать с помощью отдельного датчика или в рамках интегрированной системы мониторинга вводов в сочетании с мониторингом ёмкости и диэлектрических потерь.
Имеет ли значение мониторинг частичных разрядов для переключателей выводов под нагрузкой (OLTC)?
Да. Контакты OLTC могут вызывать разрядную активность по мере износа, поэтому датчики PD часто используются в сочетании с мониторингом тока, вибрации и крутящего момента для проведения комплексной оценки состояния OLTC.
Что такое паттерн PRPD?
График фазоразрешенных частичных разрядов (PRPD) отображает зарегистрированные импульсы в зависимости от фазового цикла переменного тока, а его форма помогает классифицировать источник разряда, например, пустоту, поверхностный пробой или коронный разряд.
Можно ли интегрировать данные о частичных разрядах в систему SCADA?
Да. Хост-устройство мониторинга выводит данные через интерфейсы Ethernet (RJ45) и RS485/Modbus для интеграции с системами SCADA или централизованными платформами мониторинга состояния.
Каким образом мониторинг частичных разрядов способствует поддержанию исправности изоляции трансформатора?
Благодаря постоянному мониторингу динамики разрядов операторы могут выявлять зарождающиеся дефекты изоляции на ранней стадии, что позволяет проводить профилактическое техническое обслуживание, а не реагировать уже после возникновения неисправности.
Может ли система различать несколько источников разряда на одном объекте?
Да. В многоканальных конфигурациях данные с каждого датчика передаются независимо друг от друга, что помогает определить, из какой именно части объекта происходит утечка.
Какие форматы вывода данных хост-система мониторинга предоставляет операторам предприятия?
Показания могут выводиться в виде значения на локальном дисплее, сигнала тревоги, управляемого реле, или в виде цифрового сигнала по интерфейсу RJ45 Ethernet / RS485 для передачи в систему SCADA или на платформу мониторинга состояния оборудования.
Влияет ли установка датчика PD на диэлектрическую прочность трансформатора?
Нет. Датчики предназначены для неинвазивного монтажа на масляном клапане, поверхности бака или заземляющем кабеле, поэтому они не влияют на изоляционные или диэлектрические характеристики трансформатора.
Как часто требуется техническое обслуживание датчика частичных разрядов?
Техническое обслуживание, как правило, сводится к периодической проверке подключений датчиков и работоспособности управляющего устройства, поскольку сами датчики не имеют движущихся частей.
Может ли мониторинг частичных разрядов полностью заменить автономные диагностические испытания?
Онлайн-мониторинг призван дополнять, а не полностью заменять периодические диагностические проверки — он постоянно сигнализирует о том, когда и где требуется более тщательное офлайн-исследование.
В каких классах напряжения применяется мониторинг частичных разрядов?
Мониторинг диэлектрической пробиваемости применяется в силовых трансформаторах среднего и высокого напряжения на подстанциях, электростанциях, станциях возобновляемой энергетики и промышленных объектах.
Как классифицируется степень серьезности в системе мониторинга частичных разрядов?
Степень серьезности обычно классифицируется по величине разряда, фазовой концентрации, частоте повторения и направлению тренда во времени, при этом пороговые значения сигнализации настраиваются с учетом конкретного объекта и допустимого уровня риска.
Следует ли сочетать мониторинг частичных разрядов с другими системами мониторинга трансформаторов?
Да. Поскольку возникновение частичных разрядов часто связано с температурой обмоток, состоянием масла, изоляцией вводов или износом переключателя обмоток под нагрузкой (OLTC), мониторинг частичных разрядов наиболее эффективен в сочетании с нашими решениями для контроля температуры, анализа газов в масле (DGA), состояния вводов или переключателя обмоток под нагрузкой (OLTC), а не при использовании в одиночку.
Нам доверяют коммунальные предприятия и производители трансформаторов по всему миру
Наши системы мониторинга частичных разрядов используются на электроэнергетических предприятиях, у производителей трансформаторов и на промышленных объектах в развитых странах Северной Америки, Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона.
Благодаря непрерывному мониторингу состояния оборудования удалось выявить развивающийся дефект в виде пустоты за несколько месяцев до того, как он проявился бы в ходе следующего планового тестирования в режиме офлайн.
Команда инженеров-коммунальщиковФранция
Совместное использование датчиков PD и системы DGA позволило нам гораздо быстрее подтверждать, действительно ли при возникновении разряда образуются газы, свидетельствующие о неисправности.
Производитель трансформаторовЮжная Корея
Объединение мониторинга PD, втулок и OLTC на одной платформе позволило сделать наши оценки состояния изоляции гораздо более достоверными, чем при использовании какого-либо отдельного измерения.
Оператор энергосистемыСоединенные Штаты
Данные датчиков УВЧ и HFCT хорошо согласовывались друг с другом, а диаграммы PRPD позволили без труда проинформировать нашу команду технического обслуживания о дальнейших действиях.
Производитель силового оборудованияГермания
Не уверены, какая конфигурация системы мониторинга частичных разрядов подходит для вашего оборудования?
Сообщите нам тип вашего оборудования и источники разрядов, которые вызывают у вас опасения — наша команда инженеров порекомендует оптимальный набор датчиков и, при необходимости, дополнительные решения для мониторинга трансформаторов, которые можно использовать в комплексе с ними.
