Система управління трансформатором: моніторинг, діагностика, реалізація

В останнє десятиліття за кордоном дедалі активніше розробляються і впроваджуються засоби безперервного контролю (моніторингу) і діагностики трансформаторного обладнання.

Основні причини – економічні. Аварійний вихід з ладу великого трансформатора, вартість якого може досягати 10 млн дол., Загрожує енергокомпаніям збитками в сотні млн дол. Через перерви в енергопостачанні.

Тому природно прагнення контролювати стан трансформаторного обладнання, виявляти розвиваються дефекти і аномальні режими роботи і своєчасно формувати необхідні рекомендації персоналу. Успішному розвитку цього напрямку електроенергетики в великій мірі сприяли успіхи в галузі промислових засобів обчислювальної техніки, інформаційних технологій і поява на ринку широкого спектра первинних датчиків.

Для електроенергетики України використання систем моніторингу та діагностики є тим більш актуальним, що приблизно 50% експлуатованих в ЄЕС трансформаторів і реакторів виробили свій ресурс, і продовження їх терміну служби без впровадження сучасних засобів контролю практично неможливо.

Відзначимо також, що реалізація своєчасних і амбітних проектів ВАТ «ФСК ЄЕС» повної автоматизації підстанцій і подальшого переведення їх в не обслуговуються режим однозначно вимагає оснащення всього (в тому числі трансформаторного) обладнання системами моніторингу і діагностики.

В даний час на вітчизняному ринку споживачам пропонують свої системи управління, моніторингу та діагностики трансформаторного обладнання фірми Sterling Group, Alstom, Siemens, General Electrik. Нижче розглядається вітчизняна система управління, моніторингу та діагностики трансформаторного обладнання, розроблена за безпосередньої участі авторів в ГУП ВЕІ і ВАТ «Енергомережпроект». За своїми технічними характеристиками і виконуваних функцій система перевершує представлені в Україні зарубіжні зразки, при цьому її вартість в півтора рази менше, ніж у аналогів.

Система сертифікована Держстандартом України, здана міжвідомчої комісії, створеної ВАТ ФСК, і освоєна в серійному виробництві. У подану систему входять:

• шафа (шафи) управління і моніторингу типу ШУМТ-М (рис. 1);

• датчики температури масла у верхніх шарах і на виході системи охолодження;

• датчики температури масла в баку РПН; • датчики температури навколишнього повітря;

• датчики струму навантаження:

• безконтактні датчики положення РПН; • датчик вологості масла;

• датчик концентрації газів, розчинених в маслі;

• каналообразующая апаратура і кабельна продукція;

• АРМ обслуговуючого і оперативного персоналу для підстанцій, не оснащених АСУ ТП або програмно-технічними засобами інтеграції в АСУ ТП;

• програмне забезпечення АРМ для управління, конфігурації, параметризації, візуалізації, документування та архівування. Центральним ядром системи є шафа ШУМТ-М, що виконує наступні функції:

• збір і первинна обробка інформації від первинних датчиків;

• управління і контроль стану системи охолодження трансформатора;

• визначення енергоспоживання системи охолодження;

• контроль справності первинних датчиків;

• самодіагностику всіх елементів системи; • контроль стану газового реле;

• контроль харчування і стану відсічних клапанів;

• контроль справності шин 0,4 кВ силового харчування (основних і резервних);

• зв’язок з АСУ ТП або з АРМ. Технічні характеристики ШУМТ-М представлені в таблиці.

На вимогу замовника допускається збільшення числа вхідних аналогових і дискретних сигналів.

Конфігурація системи управління і моніторингу визначається на стадії розробки проекту прив’язки системи до конкретного трансформатора.

У проекті задаються тип і основні технічні характеристики кожної одиниці трансформаторного обладнання, номенклатура, місця установки і кількість датчиків, що підключаються. Для реалізації різних варіантів робочих проектів ШУМТ-М виконаний як «відкритий» програмно-апаратний комплекс, що дозволяє приймати інформацію від датчиків з аналоговим, дискретним виходом або оснащених послідовним інтерфейсом стандарту RS-485.

При цьому параметризація ШУМТ-М під вимоги конкретного проекту здійснюється дистанційно за допомогою програмних засобів АРМ. Основні завдання, що виконуються системою

1. Управління системою охолодження і забезпечення оптимального співвідношення між темпер
атурою масла і енергоспоживанням.

Застосовані технічні та програмні засоби забезпечують плавне включення електродвигунів маслонасосів і вентиляторів обдування, знижуючи в 3-5 разів кидки пускових струмів. При виникненні неповнофазних режимів, заклинювання підшипників і інших несправності включення електродвигунів блокується.

Реалізована можливість включення такої кількості маслонасосів і вентиляторів, яке забезпечує рівність температури верхніх шарів масла заданої уставки.

2. Контроль стану охолоджувачів та ефективності системи охолодження.

Оцінка проводиться шляхом контролю струмів всіх двигунів маслонасосів і вентиляторів обдування, а також по різниці температур на вході і виході системи охолодження.

3. Контроль температури верхніх шарів масла методом прямого виміру.

4. Контроль температури масла в баку РПН.

5. Контроль завантаження трансформатора методом прямого виміру фазних струмів первинної обмотки.

6. Розрахунок температури обмотки по виміряним значенням струмового навантаження і температури верхніх шарів масла.

7. Контроль поточного номера відгалуження РПН.

8. Контроль струму приводу РПН.

9. Контроль стану приводу РПН і виявлення відмов типу «самохід», «відмова в перемиканні», «застрявання», «втрата синхронізму».

10. Контроль вологості масла. 11. Контроль концентрації горючих газів, розчинених в маслі.

Отримана інформація передається в АСУ ТП або на АРМ оперативного персоналу енергопідприємства. На рис. 2 наведені екранні форми відображення інформації для одного з типовиконань системи.

Система впроваджена в експлуатацію на Виборзькому підприємстві Магістральних електричних мереж Північно-Заходу на шести однофазних трансформаторах 135 МВА і на двох згладжують реакторах в складі АСУ ТП підстанції.

Автор: Валуйськ А.О., Мордкович А.Г., канд. техн. наук, Цфасман Г.М., канд. техн. наук, ГУП ВЕІ ім. В.І.

Ссылка на основную публикацию