Автоматизированная система контроля технического состояния силовых трансформаторов с длительным сроком эксплуатации

• Автор: Дашевский, Евгений Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ МОНИТОРИНГА ТРАНСФОРМАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

1.1 Анализ состояния парка силовых трансформаторов и автотрансфор

маторогз

1.1.1 Выводы по пункту 1.1.

1.2 Задачи, решаемые известными системами мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов
1.2.1 Требования ОАО ФСК ЕЭС к системам мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов

1.2.2 Задачи, решаемые системой

1.2.3 Задачи, решаемые системой СУМ ТО

1.2.4 Задачи, решаемые системой

1.2.5 Выводы по пункт 1.2
1.3 Алгоритмы мониторинга, используемые известными системами мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов
1.3.1 Требования ОАО ФСК ЕЭС к алгоритмическому обеспечению систем мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов
1.3.2 Алгоритмы, используемые системой .
1.3.3 Алгоритмы, используемые системой СУМ ТО
1.3.4 Алгоритмы, используемые системой
1.3.5 Выводы по пункту 1.3.
1.4 Техническая реализация известных систем мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов
1.4.1 Требования ОАО ФСК ЕЭС к способам реализации систем мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов
1.4.2 Техническая реализация системы
1.4.3 Техническая реализация системы СУМ ТО
1.4.4. Техническая реализация системы ТРЛ8.
1.4.5 Выводы по пункту 1.4
1.5 Способы интефации в АСУ ТП, используемые в известных системах мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов.
1.5.1 Требования ОАО ФСК ЕЭС к способам интеграции систем мониторинга силовых трансформаторов и автотрансформаторов в АСУ ТП.
1.5.2 Способ интеграции в АСУ ТП СУМ ТО
1.5.3 Выводы по пункту 1.5.
1.6 Выводы по главе 1
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ НАХОДЯЩИХСЯ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.
2.1 Оценка экономической эффективности системы мониторинга силовых трансформаторов, длительное время находящихся в эксплуатации.
2.2 Методика выбора устройства контроля газосодержания и влагосодержания трансформаторного масла для системы мониторинга силовых трансформаторов, длительное время находящихся в эксплуатации
2.3 Устройство сопряжения системы управления охлаждением и системы мониторинга силовых трансформаторов, длительное время находя
щихся в эксплуатации.
2.4 Контроль деформации обмоток силового трансформатора под рабо
чим напряжением
2.4.1 Анализ существующих методов контроля деформации обмоток силового трансформатора под рабочим напряжением.
2.4.2 Эквивалентная схема силового трансформатора
2.4.3 Моделирование в среде МабаЬ.
2.5 Система контроля состояния вводов с бумажномасляной изоляцией
2.5.1 Обзор методов контроля состояния вводов с бумажномасляной и ШРизоляцией конденсаторного типа
2.5.2 Система автоматизированного контроля изоляции вводов, отстро
енная от влияния атмосферных осадков на загрязннных поверхностях
2.5.3 Алгоритм отстройки системы автоматизированного контроля изоляции вводов от влияния атмосферных осадков на загрязннных поверхностях вводов.
2.6 Выводы по главе 2.
3 НЕЙРОННЫЕ СЕТИ В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ НАХОДЯЩИХСЯ
В ЭКСПЛУАТАЦИИ
3.1 Методы определения старения изоляции
3.1.1 Выводы по пункту 3.1
3.2 Определение требований к методу, используемому для решения задач моделирования концентрации газов в трансформаторном масле и моделирования относительной скорости термического износа изоляции.,
3.2.1 Общие сведения о нейронных сетях
3.2.2 Моделирование относительной скорости термического износа изоляции при помощи нейронных сетей.
3.2.3 Выбор типа и определение требований к нейронной сети, решающей задачу моделирования концентрации газов в трансформаторном
масле.
3.3 Применение нейросетевой модели относительной скорости термического износа изоляции в системе мониторинга силовых трансформаторов, длительное время находящихся в эксплуатации.
3.4 Определение экономической целесообразности включенияотключения электродвигателей вентиляторов системы охлаждения трансформатора.
3.5 Выводы по главе 3.
4 РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ДЛИТЕЛЬНОЕ ВРЕМЯ НАХОДЯЩИХСЯ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.
4.1 Структура разработанной системы мониторинга силовых трансформаторов, длительное время находящихся в эксплуатации.
4.2 Алгоритмической обеспечения системы мониторинга силовых транс
форматоров, длительное время находящихся в эксплуатации.
4.2.1 Общие положения
4.2.2 Алгоритмы контроля теплового состояния, повышения напряжения
и газосодержания трансформаторного масла.
4.2.3 Алгоритмы контроля состояния системы охлаждения. 1
4.3 Интерфейс АРМ оператора
4.4 Обеспечение электропитания системы мониторинга силовых трансформаторов, длительное время находящихся в эксплуатации и связи с
АСУ ТП, РЗА и ЦС. .
4.5 Лабораторные испытания системы мониторинга силовых трансфор
маторов, длительное время находящихся к эксплуатации.
4.6 Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


В условиях рыночной конкуренции снижение рентабельности оборудования приводит к потерям значительно большим, чем расходы на ремонты к потере конкурентоспособности 2. По данным ответов на вопросник, разосланный организаторами научнотехнической конференции Трансформаторостроение энергопредприятиям продолжительность эксплуатации силовых трансформаторов мощностью 0 МВЛ и выше, работающих в российских энергосистемах, показан в таблице 1. Таблица 1. Приведенные цифры показывают, что продолжительность эксплуатации около трансформаторов превысил лет, а около трансформаторов лет. Если не будет проводиться замена трансформаторов на новые, к г. Техническое перевооружение трансформаторов идет крайне медленно, в г. По данным РАО ЕЭС России, охватывающим тыс. В и выше, оборудования подстанций кВ прослужили более лет, лет, около менее лет 5. Это соответствует общему положению со старением оборудования в энергосистемах России. К г. Вт установленных на электростанциях России мощностей превысили минимальные сроки жизни, определяемые стандартами, к г. Вт, что составило более одной трети установленной мощности электростанций. В настоящее время износ основных фондов линий электропередачи ОАО ФСК ЕЭС превышает , подстанций треть воздушных выключателей кВ эксплуатируются свыше лет 2. По данным Генеральной инспекции по эксплуатации РАО ЕЭС России, доля повреждений при технологических нарушениях в эксплуатации маслонаполненного оборудования в г. Цифры удельной повреждаемости силовых трансформаторов магистральных линий шт. Суммарная мощность силовых трансформаторов в энергосистеме России на всех уровнях напряжений за счет нескольких ступеней трансформации в ,5 раза превышает установленную мощность генераторов. Так как повреждаемость трансформаторов непосредственно влияет на надежность энергосистемы в целом, понятно особое внимание к поддержанию их работоспособности. Этого требует и статистика повреждений аварии по вине трансформаторов в электрических сетях вызывают недоотпуска электроэнергии, а на электростанциях 2. Ранжирование видов повреждений по частоте их проявления, по данным анализа Генеральной инспекции РАО ЕЭС России 7 колонка А и НИЦ ЗТЗСервис 6 колонка Б, выглядит примерно одинаково табл. Таблица 1. Частота проявления разных видов дефектов показана причинами повреждений трансформаторов 0 кВ в сетях севера Польши статистика за года 8 табл. Таблица 1. Продолжение таблицы 1. РПН. В связи со всем вышесказанным, с целью повышения надежности работы силовых трансформаторов, как за рубежом, там и в России, осуществляется внедрение методов и средств оперативной диагностики, в частности систем мониторинга трансформаторного оборудования, обладающих наибольшей эффективностью в предупреждении аварий трансформаторов. Вышеупомянутые системы мониторинга в подавляющем большинстве случаев устанавливаются на новые трансформаторы, вводимые в эксплуатацию, но, как видно из 4, значительное количество отказов происходит на трансформаторах, уже находящихся в эксплуатации более лет. России. ВЫВОДЫ ПО ПУНКТУ 1. Процент оборудования, отработавшего номинальный срок службы, неуклонно растт. В этой связи возникает потребность в системах непрерывного контроля, способных предотвратить аварийный отказ контролируемого трансформаторного оборудования. Наибольшее количество дефектов приходится на следующие три компонента высоковольтные вводил, повреждения обмотки и РПН. При разработке СМ следует учитывать гот факт, что у силовых трансформаторов с длительным сроком эксплуатации аварийность выше. ОАО ФСК ЕЭС разработаны технические требования к СМ. Расчетноаналитические модели должны быть реализованы согласно нормативнотехнической документации НТД ОАО ФСК ЕЭС. Функции СМ, согласно НТД ОАО ФСК ЕЭС, разделяются на две группы обязательные пункты и необязательные пункты табл. Таблица 1. Контроль теплового состояния трансформаторного оборудования, в том числе а контроль температуры верхних слоев масла б контроль температуры наиболее нагретой обмотки по максимально загруженной стороне ВН, СИ, НН или общей обмотки в определение кратности и длительности .