TDM - система мониторинга технического состояния силовых трансформаторов

Система TDM (Transformer Diagnostics Monitor) предназначена для непрерывного контроля и анализа технического состояния силовых высоковольтных трансформаторов. Применяется для регистрации и сбора информации в режиме непрерывного мониторинга и контроля. Позволяет анализировать параметры состояния основных подсистем трансформатора, формировать комплексное заключение о состоянии трансформатора.

Для проведения оперативной оценки общего технического состояния трансформатора при помощи системы мониторинга марки TDM анализируется состояние следующих подсистем и элементов трансформатора:

1. Контроль технического состояния маслонаполненных вводов трансформатора. В процессе контроля за состоянием вводов ведется измерение токов проводимости, расчет тангенсов угла потерь, величины С1.
2. Контроль изменения геометрии обмоток трансформатора при помощи оперативного расчета параметра Zk после каждого аномального воздействия на обмотки трансформатора.
3. Контроль состояния РПН трансформатора по температуре бака, акустическим частичным разрядам, вибрации в процессе коммутации, мощности, потребляемой приводным электродвигателем РПН.
4. Контроль температурных режимов работы трансформатора и управление системой охлаждения трансформатора. Оценка технического состояния маслонасосов и вентиляторов системы охлаждения.
5. Регистрация перенапряжений и импульсных токовых воздействий на обмотки трансформатора, контроль работы защитных реле трансформатора.
6. Контроль параметров состояния трансформатора, определяемых другими диагностическими системами, например, влажность масла.

На основании ряда частных диагнозов имеется возможность интегральной оценки состояния трансформаторов, прогнозирования развития состояния и дефектов. Важным преимуществом системы является возможность анализа трендов развития дефектов и определение остаточного ресурса.

Все основное оборудование системы мониторинга располагается рядом с трансформатором. Оно монтируется в защитном шкафу и состоит из 5 основных модулей.

• Модуль 1. Объединяет центральный вычислительный модуль системы, имеющий интерфейсы со всеми диагностическими подсистемами и с системой АСУ-ТП верхнего уровня. Здесь же располагаются вторичные приборы систем контроля температурных режимов трансформатора и влажности масла.
• Модуль 2. В модуле монтируется система контроля вводов трансформатора по токам проводимости аналогичная прибору R1500/6.
• Модуль 3. В нем смонтирована система контроля технического состояния РПН трансформатора.
• Модуль 4. В нем монтируется система управления охлаждением трансформатора и контроля технического состояния маслонасосов и вентиляторов.
• Модуль 5. Регистратор перенапряжений и воздействия импульсных токов на обмотки трансформатора.

Основные свойства системы мониторинга марки TDM

• Оперативная оценка технического состояния трансформатора в режиме "on-line", выявление дефектов состояния.
• Формирование и выдача рекомендаций об особенностях эксплуатации трансформатора, необходимости и сроках проведения ремонтных работ.
• Управление системой охлаждения трансформатора и работой устройства РПН.
• Регистрация текущей информации о нормальных и предаварийных событиях в трансформаторе.
• Интеграция системы мониторинга трансформатора в систему диспетчерского управления (АСДУ) энергосистемы.

Модели подсистем трансформатора, используемые при диагностике

• Анализ влияния режимов работы на состояние изоляции обмоток, определение нагрузочной способности и вычисление срока службы трансформатора в соответствии с ГОСТ 14209-97.
• Диагностика состояния маслонаполненных вводов на основе временных и температурных зависимостей токов проводимости и тангенсов угла потерь вводов.
• Анализ возникновения деформаций обмоток на основе оперативного расчета параметра Zk после электродинамических воздействий на обмотки трансформатора.
• Определение технического состояния РПН на основе анализа вибрационных и энергетических параметров, зарегистрированных в процессе коммутации.
• Управление и анализ технического состояния элементов системы охлаждения по параметрам пусковых и рабочих режимов электродвигателей.
• Использование в диагностических моделях дополнительной информации от датчика влажности.

Параметры технического состояния трансформатора, контролируемые системой TDM

Система охлаждения трансформатора:

• Температура масла в верхней точке баке трансформатора.
• Уровень масла в баке трансформатора.
• Температура и влажность окружающей среды.
• Состояние элементов системы охлаждения (включение - отключение насосов и вентиляторов).
• Режим работы системы охлаждения - ручной / автоматический.

Состояние обмоток трансформатора:

• Максимальная расчетная температура обмотки трансформатора.
• Наличие изменений формы обмоток после электродинамических воздействий.

Нагрузочные и эксплуатационные параметры:

• Токи трех фаз трансформатора, сторона ВН или НН.
• Напряжения трех фаз, сторона ВН и НН. Определяются по токам проводимости вводов.

Состояние маслонаполненных вводов трансформатора:

• Контроль тангенса угла потерь вводов и величины емкости С1.
• Давление во вводах, высокий - низкий порог.

Состояние и режим работы РПН трансформатора:

• Температура бака РПН, сравнительно с температурой бака трансформатора.
• Вибрационный контроль состояния привода и наличия дуги в контакторе.
• Акустический контроль частичных разрядов в баке РПН.
• Положение РПН.
• Уровень масла в баке РПН.

Сигналы с наиболее ответственных реле защиты и блокировки трансформатора:

• Состояние газового реле.
• Давление в баке трансформатора.

Датчики, стандартно поставляемые с системой мониторинга марки TDM

• Датчики марки DB-1 (DB-2), предназначенные для регистрации токов проводимости маслонаполненных вводов.
• Датчик вибрации и акустический датчик частичных разрядов, совмещенные в одном корпусе, для регистрации процессов внутри РПН.
• Датчики температуры для стационарного монтажа на поверхности бака трансформатора и РПН.
• Датчики влажности и температуры окружающей среды, совмещенные в одном корпусе.
• Измерительные трансформаторы тока 5/5 ампер (выбирается по параметрам объекта мониторинга) для регистрации токов одной фазы трансформатора, тока электродвигателя РПН и токов электродвигателей системы охлаждения.
• Емкостные датчики для напряжения НН трансформатора (только для 6-10 кВ), необходимые для контроля изменения геометрических размеров обмоток (с использованием параметра Zk).

Дополнительные возможности, которые могут быть реализованы системой TDM

Система мониторинга TDM ориентирована на выполнение диагностических функций и предназначена для оперативной оценки технического состояния трансформатора. Поэтому она может являться составной частью более сложных систем, учитывающих качество и количество электроэнергии, имеющих расширенные функции регистраторов и анализаторов режимных и аварийных ситуаций в узлах энергосистем.

Встроенные в систему мониторинга функции диагностики могут быть расширены дополнительными подсистемами.

• Регистрация и анализ частичных разрядов во вводах и внутри трансформатора. В качестве технических средств для этого применяется модифицированная версия прибора CCM-12, производства нашей фирмы, учитывающая особенности диагностики ЧР в трансформаторах.
• Анализ растворенных газов в масле. Для этой цели к системе подключается прибор фирмы HYDRAN или другой фирмы с аналогичными функциями.
• Подключение аналоговых сигналов от других систем и приборов контроля и диагностики, состав которых определяется при каждой конкретной инсталляции системы.

Реальная техническая конфигурация системы и ее функциональные свойства определяются по согласованию с Заказчиком.

Краткое техническое описание и комплект поставки система мониторинга и диагностики технического состояния трансформаторов "TDM" для группы автотрансформаторов 500/220 kV (437кб)

TDM - система диагностического мониторинга трансформаторного оборудования. Техническое описание модулей системы TDM (468 кб)

Сравнение эффективности внедрения систем мониторинга и проведения комплексного обследования трансформаторов (152 кб)