Обзор системы онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформаторов
Этот Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора используется для непрерывного обнаружения частичных разрядов и оценки состояния изоляции трансформатора. Он осуществляет мониторинг сигналов частичных разрядов, поступающих из изоляции трансформатора, в области проходных муфт, по путям заземления и с датчиков, установленных на корпусе трансформатора, при этом трансформатор продолжает работать.
Система предназначена для силовых трансформаторов на подстанциях, электростанциях, станциях возобновляемых источников энергии и промышленных объектах. Она предоставляет данные в режиме реального времени, информацию о сигналах тревоги и диагностические показатели для специалистов по техническому обслуживанию, которым необходимо выявлять дефекты изоляции до того, как они приведут к серьезным авариям.
Мониторинг частичных разрядов в трансформаторах
Частичные разряды в изоляции трансформатора часто являются ранним признаком старения изоляции, наличия внутренних пустот, поверхностных разрядов, ослабления контактов, плавающего потенциала или других диэлектрических дефектов. Онлайн-мониторинг частичных разрядов позволяет операторам непрерывно отслеживать активность частичных разрядов, а не полагаться исключительно на периодические автономные испытания на наличие частичных разрядов.
| Цель мониторинга | Что помогает выявить эта система | Стоимость технического обслуживания |
|---|---|---|
| Состояние изоляции | Сигналы внутреннего разряда, поверхностного разряда, коронного разряда и плавающего разряда | Раннее предупреждение о выходе изоляции из строя |
| Динамика деятельности PD | Рост разряда, фазовая концентрация и аномальное усиление импульса | Поддерживает профилактическое обслуживание с учетом состояния оборудования |
| Состояние сигнализации | Уровень PD превышает заданный порог | Помогает операторам реагировать до того, как неисправность усугубится |
| Риск, связанный с трансформатором | Ненормальные характеристики разряда, связанные с дефектами изоляции | Повышает эффективность управления трансформаторным парком |
Архитектура онлайн-системы мониторинга частичных разрядов
Система состоит из датчиков частичных разрядов, контроллера мониторинга частичных разрядов, интерфейсов связи и программного обеспечения для мониторинга. Датчики собирают сигналы, связанные с разрядами, с различных точек. Контроллер осуществляет сбор и обработку сигналов. Программное обеспечение отображает данные о тревогах, графики PRPD, исторические кривые и диагностическую информацию.
| Компонент системы | Функция | Типичное местоположение |
|---|---|---|
| Датчики PD | Прием сигналов частичных разрядов в диапазонах УВЧ, ВЧ и ультразвуковых частот | Резервуар трансформатора, заземляющий кабель, масляный клапан или выбранная точка контроля |
| Хост мониторинга PD | Принимает, отбирает образцы и обрабатывает сигналы PD с каналов датчиков | Шкаф управления, шкаф с монитором или панель мониторинга |
| Программное обеспечение для мониторинга | Отображает показатели PRPD и PRPS, кривые тренда, сигналы тревоги и исторические записи | Компьютер диспетчерской или рабочая станция мониторинга |
| Интерфейс связи | Передаёт данные PD и состояние аварийных сигналов во внешние системы | SCADA, платформа мониторинга подстанций или система управления активами |
Датчики обнаружения частичных разрядов
 |
 |
 |
Система мониторинга частичных разрядов трансформатора может использовать различные технологии датчиков в зависимости от конструкции трансформатора, условий установки и целей мониторинга. УВЧ-, HFCT- и ультразвуковые датчики обеспечивают различные пути прохождения сигнала для обнаружения частичных разрядов и перекрестной проверки.
| Тип датчика | Мониторинг пропускной способности | Способ установки | Основная цель |
|---|---|---|---|
| Датчик частичных разрядов в диапазоне УВЧ | от 300 МГц до 3000 МГц | Масляный клапан, разъемный порт или соединительный элемент бака трансформатора | Обнаруживает сверхвысокочастотные электромагнитные сигналы, исходящие от внутренней активности частичного разряда |
| Датчик частичных разрядов HFCT | от 100 кГц до 50 МГц | Установка с зажимом на заземляющий кабель или заземляющий контур проходной втулки | Обнаруживает высокочастотный импульсный ток, генерируемый частичным разрядом |
| Ультразвуковой датчик частичных разрядов | от 20 кГц до 200 кГц | Магнитный монтаж или монтаж на поверхности бака трансформатора | Обнаруживает акустическую эмиссию, вызванную процессом частичного разряда внутри трансформатора |
Анализ паттернов PRPD и диагностика ПД
Анализ характера частичных разрядов (PRPD) используется для отображения взаимосвязи между амплитудой разряда и фазовым положением. Он помогает операторам и инженерам-диагностикам определить, является ли характер разряда случайным шумом, коронным разрядом, поверхностным разрядом, внутренним разрядом или иным типом частичного разряда, связанным с изоляцией.
Дисплей PRPD
График PRPD содержит информацию о частичных разрядах с разрешением по фазам, необходимую для идентификации типов разрядов и оценки степени их серьезности.
Визуализация PRPS
На экране PRPS отображается динамика импульсной последовательности во времени, что позволяет отслеживать повторения, кластеризацию и тенденции развития.
Величина и фаза разряда
Система регистрирует данные о величине и фазе разряда для анализа состояния изоляции и настройки сигнализации.
Обзор исторических тенденций
Кривые тренда позволяют сравнивать текущую активность PD с данными прошлых периодов, что облегчает выявление аномального роста.
Технические характеристики
| Пункт спецификации | Стандартная / Дополнительная конфигурация |
|---|---|
| Название продукта | Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора |
| Объект мониторинга | Частичные разряды в силовом трансформаторе и состояние изоляции |
| Содержание раздела «Обнаружение» | Величина разряда, фаза разряда, трехмерная картина PRPD |
| Диапазон рабочих температур | от -20 °C до +125 °C |
| Диапазон измерения | от -80 дБм до -20 дБм |
| Диапазон мониторинга | ≤20 000 пК |
| Сопротивление линии передачи | ≥12 мВ/мА |
| Полоса пропускания УВЧ-датчика | от 300 МГц до 3000 МГц |
| Полоса пропускания датчика HFCT | от 100 кГц до 50 МГц |
| Полоса пропускания ультразвукового датчика | от 20 кГц до 200 кГц |
| Частота дискретизации | 200 МГц/с |
| Настройка канала | 4 или 6 каналов, настраиваемые |
| Согласованность каналов | ≤0,5 дБм |
| Степень защиты | Опция защиты датчика по стандарту IP68 |
| Интерфейс связи | RJ45 Ethernet, RS485 |
| Источник питания | Переменный ток от 90 В до 240 В, от 50 Гц до 60 Гц |
| Размеры хоста | 483 мм × 89 мм × 300 мм, монтаж в стойку 2U |
| Способ установки | Корпус для установки в шкаф, для монтажа на панель, экранный шкаф или конвергентный шкаф |
Функции хост-модуля системы мониторинга частичных разрядов
| Функция | Описание | Использование в системах мониторинга трансформаторов |
|---|---|---|
| Сбор сигналов | Сбор сигналов PD с выбранных каналов датчиков | Непрерывный мониторинг частичных разрядов трансформатора |
| Подавление шума | Подавляет помехи и способствует распознаванию сигнала | Повышает надежность мониторинга на подстанциях |
| Настройка порогового значения сигнализации | Позволяет настраивать уровни сигнализации PD в соответствии с требованиями объекта | Поддерживает оповещение о неисправности трансформатора |
| Хранение данных | Хранит записи PD для анализа исторических данных и сравнения тенденций | Обеспечивает проведение проверки технического обслуживания |
| Выходные данные связи | Передаёт данные мониторинга во внешние системы | Подключается к системам SCADA или платформам мониторинга активов |
Онлайн-мониторинг и испытания трансформатора на частичные разряды
A испытание трансформатора на частичные разряды обычно проводится в ходе заводских испытаний, ввода в эксплуатацию или планового технического обслуживания. Оно позволяет получить результаты испытаний в конкретный момент времени. Онлайн-мониторинг частичных разрядов направлен на непрерывное отслеживание состояния трансформатора во время его работы.
| Пункт | Онлайн-мониторинг частичных разрядов | Офлайн-тестирование частичных разрядов |
|---|---|---|
| Цель | Непрерывный мониторинг динамики ПД и сигналов тревоги | Периодические испытания или приемочные испытания |
| Рабочее состояние | Трансформатор продолжает работать | Обычно проводится в период тестирования или при остановке системы |
| Значение данных | Долгосрочные тенденции, сигналы тревоги и формирование закономерностей | Результат разового теста или диагностическая моментальная картина |
| Наилучшее применение | Мониторинг критически важных трансформаторов | Заводские испытания, ввод в эксплуатацию или периодический осмотр |
Области применения систем контроля частичных разрядов в трансформаторах
Мониторинг частичных разрядов в силовых трансформаторах
Система предназначена для онлайн-мониторинга состояния изоляции крупных масляных силовых трансформаторов на подстанциях и электростанциях.
Мониторинг трансформаторов подстанций
Постоянный мониторинг частичных разрядов помогает эксплуатационным бригадам выявлять аномальную активность разрядов в важных трансформаторных установках.
Мониторинг состояния промышленных трансформаторов
Промышленные предприятия могут использовать эту систему для сокращения внеплановых простоев, связанных с повреждениями изоляции трансформаторов.
Мониторинг проходных вводов трансформатора и цепей заземления
Датчики HFCT можно устанавливать на цепях заземления для обнаружения высокочастотных импульсных сигналов, связанных с активностью частичных разрядов.
Мониторинг изоляции трансформаторного масла
УВЧ- и ультразвуковые датчики могут обеспечивать внутреннее обнаружение частичных разрядов в системах масляно-бумажной изоляции трансформаторов.
Как выбрать систему контроля частичных разрядов трансформатора
| Элемент выбора | Что необходимо подтвердить |
|---|---|
| Тип трансформатора | Масляный трансформатор, трансформатор сухого типа или специальный трансформатор |
| Цель мониторинга | Предупреждение о потере изоляции, анализ динамики частичных разрядов, мониторинг проходных изоляторов или диагностика неисправностей |
| Метод с использованием датчика | Конфигурация датчиков: УВЧ, HFCT, ультразвуковая или комбинированная |
| Количество каналов | 4-канальная, 6-канальная или конфигурация, разработанная специально для конкретного проекта |
| Положение при установке | Поверхность резервуара, масляный клапан, цепь заземления втулки, заземление сердечника или расположение шкафа |
| Требования к коммуникации | Подключение к локальному программному обеспечению, сети Ethernet, интерфейсу RS485, системе SCADA или платформе мониторинга активов |
Рекомендуемая информация о проекте
| Обязательные данные | Пример |
|---|---|
| Номинальная мощность трансформатора | Уровень напряжения, мощность, масляная или сухая конструкция |
| Условия установки | Подстанция, электростанция, промышленный объект или станция возобновляемой энергетики |
| Доступ к датчику | Доступ к масляному клапану, доступ к поверхности резервуара, доступ к заземляющему кабелю или прокладка кабеля в шкафу |
| Каналы мониторинга | Количество точек датчиков УВЧ, HFCT и ультразвуковых датчиков |
| Требования к результатам | Программное обеспечение для локального мониторинга, Ethernet (RJ45), RS485 или интеграция с системой SCADA |
| Требования к системе сигнализации | Пороговое значение сигнализации, записи о событиях, отображение трендов и требования к диагностическим отчетам |
Часто задаваемые вопросы
Что такое система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора?
Это система мониторинга, которая непрерывно регистрирует сигналы частичных разрядов в трансформаторах и предоставляет данные для оценки состояния изоляции.
Какие датчики используются для контроля частичных разрядов трансформатора?
В зависимости от конструкции трансформатора и требований к мониторингу в системе могут использоваться датчики УВЧ, датчики HFCT и ультразвуковые датчики.
В чём заключается разница между онлайн-мониторингом и тестированием на частичные разряды?
Онлайн-мониторинг обеспечивает получение данных о динамике частичных разрядов в режиме работы трансформатора. При испытаниях на частичные разряды результат, как правило, фиксируется в конкретный момент времени.
Может ли система отображать паттерны PRPD?
Да. Дисплеи PRPD и PRPS можно использовать для анализа формы разряда и анализа результатов диагностики частичных разрядов.
Можно ли подключить его к системе SCADA?
Да. Хост мониторинга можно настроить с использованием интерфейсов Ethernet (RJ45) и RS485 для интеграции с внешней системой мониторинга.
Где установлены датчики?
К типичным местам относятся поверхность бака трансформатора, отверстие клапана для слива масла, заземляющий кабель, путь заземления проходника и отдельные участки прокладки кабеля в шкафу.
Какая информация необходима перед выбором?
Необходимо уточнить тип трансформатора, доступ к датчикам, количество каналов мониторинга, условия установки, требования к связи и логику срабатывания сигнализации.
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора для предупреждения о повреждении изоляции
Система онлайн-мониторинга частичных разрядов трансформатора обеспечивает непрерывное обнаружение частичных разрядов, анализ PRPD, вывод сигналов тревоги и интеграцию с системами связи для контроля состояния изоляции трансформатора. Она подходит для силовых трансформаторов на подстанциях, электростанциях и в промышленных электрических системах, где требуется раннее предупреждение о неисправностях изоляции и долгосрочный мониторинг состояния оборудования.
