TOR-5 system monitorowania stanu transformatora

W tym artykule omówimy szczególne aspekty oceny diagnostycznej transformatora i skupimy się na systemach monitorowania transformatora online. Obecność takich systemów sprawia, że serwis transformatorów prostszy, wygodniejszy i tańszy.

Podejścia do klasyfikacji metod monitorowania stanu transformatorów

Istnieją różne podejścia do klasyfikacji metod monitorowania stanu transformatorów, które są określone przez atrybut leżący u podstaw klasyfikacji. Wyróżniamy bezpośrednie i pośrednie, a także offline i online metody oceny diagnostycznej.

Metody bezpośrednie są stosowane do elementu transformatora, którego stan musi zostać zdiagnozowany. Na przykład, aby zorientować się w stanie izolacji uzwojeń, rezystancja izolacji jest mierzona za pomocą megaomomierza. Pośrednie metody oceny diagnostycznej wykorzystują pośrednie elementy transformatora lub pośredni nośnik informacji. Olej izolacyjny jest zwykle używany jako nośnik informacji. W tym przypadku najpierw diagnostyka oleju transformatorowego przeprowadza się, a następnie na podstawie jej wyników wyciąga się wniosek o występowaniu określonych uszkodzeń w transformatorze.

Metody oceny diagnostycznej online są realizowane przy użyciu przyrządów i urządzeń podłączonych bezpośrednio do transformatora, „odczytujących” informacje i przesyłających je do użytkownika końcowego. Metody offline są realizowane przy użyciu instrumentów laboratoryjnych, które obsługują wcześniej pobrane próbki oleju izolacyjnego lub inne próbki (papierowe kawałki izolacji itp.).

Analiza chromatograficzna oleju transformatorowego

Analiza chromatograficzna jest jedną z najczęściej stosowanych metod diagnostycznej oceny stanu transformatora. W tym przypadku ropa jest nośnikiem użytecznych informacji reprezentowanych przez stężenia rozpuszczonych gazów, które zaczynają ewoluować wraz z rozwojem defektów. Do oceny diagnostycznej wykorzystuje się stężenia wodoru, acetylenu, etylenu, metanu, etanu, tlenku i dwutlenku węgla.

Istnieje wiele technik interpretacji wyników pomiarów i wykrywania defektów, które są realizowane za pomocą obliczeń i analiz lub grafiki. W pierwszym przypadku wyznaczane są stosunki liczbowe różnych par gazów i na podstawie uzyskanych wartości wyciąga się wniosek o obecności i rodzaju defektu. Klasyczną techniką graficzną jest Trójkąt Duvala, według którego najpierw konstruuje się trójkąt; następnie jest dzielony na kilka sektorów, a rodzaj defektu określa sektor, w który wchodzi punkt wykreślony na podstawie zmierzonych stężeń gazów.

Chromatograficzna analiza gazów rozpuszczonych jest potężną techniką oceny diagnostycznej, ale jej wdrożenie wymaga specjalnego sprzętu laboratoryjnego, który umożliwia ekstrakcję gazów z ropy naftowej (analizatory).

Monitoring oleju transformatorowego na podstawie wyników analiz laboratoryjnych

Oprócz funkcji informacyjnej olej pełni w transformatorze dwie inne funkcje systemotwórcze; obejmują one odprowadzanie ciepła z części grzejnych oraz izolację elementów przewodzących prąd. Dlatego ważne jest również monitorowanie stanu oleju. W tym celu najczęściej stosuje się metody laboratoryjne.

Najpierw z transformatora pobierane są próbki oleju; następnie próbki dostarczane są do laboratorium, gdzie są badane za pomocą specjalnych przyrządów. Aby zrozumieć stan oleju, określa się jego napięcie przebicia, tangens strat dielektrycznych, liczbę kwasową, napięcie międzyfazowe, zawartość wilgoci i zanieczyszczeń mechanicznych, barwę i inne parametry.

Główną wadą metod laboratoryjnych jest długi czas oczekiwania na wyniki. W nowoczesnych transformatorach poważne uszkodzenia mogą rozwinąć się w ciągu kilku dni lub godzin; dlatego po uzyskaniu raportu z analizy laboratoryjnej nie w każdym przypadku można wykonać wymaganą konserwację transformatora. Nie sprawdza się również zasada okresowego pobierania próbek, gdzie analizy przeprowadza się niezależnie od stanu oleju. Każdy właściciel jest zainteresowany tania konserwacja transformatora I redukcja kosztów analizy oleju transformatorowego; dlatego wskazane jest zwrócenie uwagi na systemy oceny diagnostycznej online.

Systemy monitoringu transformatorów TOR-5

Monitoring online transformatora stanowi doskonałą alternatywę dla długotrwałego oleju transformatorowego analiza. Zalety tego typu monitoringu są oczywiste:

• pełniejszy wgląd w stan transformatora, który trudno uzyskać jedynie za pomocą badań laboratoryjnych;
• pobieranie próbek nie jest wymagane, co zmniejsza nakład pracy ręcznej;
• oszczędność pieniędzy na zleceniach analiz w prywatnych laboratoriach.

GlobeCore rozwinął się systemu TOR-5 do monitorowania online stanu transformatora mocy. Służy do prowadzenia monitoringu transformatorów specjalnego przeznaczenia (trakcyjnych, kopalnianych, okrętowych, pieców elektrycznych, turbin wiatrowych i innych) oraz transformatorów o długiej żywotności.

GlobeCore System TOR-5 spełnia następujące funkcje:

1. Internetowa analiza oleju transformatorowego.
2. Wygodne informowanie użytkowników o stanie przekładnika prądowego za pośrednictwem interfejsu WWW.
3. Suszenie oleju transformatorowego, gdy zawartość wilgoci przekracza określone limity.

Układ TOR-5 pozostaje w pobliżu transformatora i jest z nim połączony rurociągami. Wszystkie ważne elementy systemu, w tym czujniki, znajdują się wewnątrz obudowy; stopień ochrony IP obudowy pozwala na pracę sprzęt do monitorowania online transformatora na dworze.

Monitorowanie parametrów transformatora przez system TOR-5

Za pomocą czujników system TOR-5 raz na minutę mierzy następujące parametry:

• temperatura górnego i dolnego oleju transformatora;
• aktywna woda w górnym i dolnym oleju transformatora;
• wilgotność względna górnego i dolnego oleju transformatora;
•  Temperatura otoczenia;
• wilgotność względna otaczającego powietrza.

Najwyraźniej pomiar wilgotności jest akceptowany jako parametr bazowy. Wiąże się to z tym, że zapobieganie zamoczeniu transformatora jest jednym z głównych zadań w serwisie.

Parametry oceniane przez system TOR-5

Wszystkie zmierzone dane są przesyłane przez Internet do serwera w chmurze, gdzie obliczane są dodatkowe parametry:

• zawartość wody w oleju górnym i dolnym transformatora;
• zawartość wody w izolacji stałej na górze i na dole transformatora;
• napięcie przebicia oleju;
• wskaźnik jakości oleju.

Tym samym ilość parametrów informacyjnych dostępnych w systemie TOR-5 jest większa niż ilość zainstalowanych czujników ze względu na zastosowanie algorytmów obliczeniowych.

Indeks jakości oleju jest kompleksowym wskaźnikiem charakteryzującym ogólny stan oleju transformatorowego. Wskaźnik ten dobrze koreluje ze stopniem starzenia się oleju; dlatego można to uznać za alternatywa dla pomiaru kwasowości online. Wskaźnik jakości oleju waha się od zera do jednego. Wartość zakresu 0,8–1 odpowiada dobremu stanowi oleju transformatorowego, a wartość zakresu 0–0,2 odpowiada złemu, zestarzałemu olejowi.

Cechy interfejsu sieciowego systemu TOR-5

Wszystkie wyniki pomiarów i obliczeń są wyświetlane na stronie internetowej, do której dostęp jest możliwy po podaniu hasła, a liczba użytkowników z dostępem jest nieograniczona. System jest dodatkowo chroniony przed włamaniem poprzez szyfrowanie, dzięki czemu uniemożliwione jest otrzymanie informacji przez osoby trzecie.

Wizualizacja danych stała się przyjazna dla użytkownika: na stronie internetowej wyświetlana jest lista stacji i transformatorów każdej stacji. Program zawiera również wyświetlanie transformatorów na mapie z przedstawieniem pomiarów i obliczeń w postaci wykresów i wykresów. Wybierając obiekt można uzyskać pełną informację o stanie oleju za cały okres po zainstalowaniu systemu TOR-5 przy transformatorze lub za wybrany okres czasu.

Nawet będąc na urlopie dyrektor zakładu elektroenergetycznego lub pracownik pododdziału serwisowego może zalogować się do systemu z dowolnego miejsca pracy i poznać stan floty transformatorów bez oczekiwania na wynik laboratoryjny i wyjeżdżania na miejsce eksploatacji urządzeń. Dzięki ciągłej akwizycji danych można ocenić dynamikę zmian stanu transformatora, co czyni system TOR-5 bardziej informacyjnym w porównaniu z okresowymi analizami laboratoryjnymi. Nawet jeśli z jakiegoś powodu nie ma połączenia z Internetem, żaden pomiar nie zostanie utracony: wszystkie dane są zapisywane, a po przywróceniu połączenia są przesyłane na serwer w trybie wsadowym.

Suszenie transformatora online za pomocą systemu TOR-5

Gdy wilgotność oleju osiągnie określoną wartość, system TOR-5 automatycznie przełącza się z trybu oceny diagnostycznej do trybu przetwarzania oleju.

Przetwarzanie oleju obejmuje:

• filtracja — zainstalowany jest filtr o dokładności filtracji 10 mikronów;
• suszenie oleju — woda jest absorbowana przez sorbent, podczas gdy olej jest kolejno pompowany przez adsorbery.

Po przywróceniu parametrów urządzenie TOR-5 automatycznie przełącza się pomiędzy trybami obróbki oleju i oceny diagnostycznej.

Przetwarzanie ropy naftowej poprzez przetłaczanie ropy przez adsorbery wypełnione sorbentem można uznać za tzw alternatywne suszenie transformatora. W tym przypadku olej pobierany jest systemem TOR-5 z dolnego punktu i wraca wysuszony do górnego punktu transformatora. Ze względu na ciągłą migrację wody transformatora z izolacji olejowej na papierową i odwrotnie, obieg oleju przez adsorbery umożliwia usuwanie wody nie tylko z oleju, ale również z izolacji papierowej. Zatem, suszenie ciągłe transformatora osiągnięte. System TOR-5 utrzymuje transformator w stanie suchym przez cały okres jego eksploatacji.

Dodatkowe funkcje — analizator strumienia wodoru

W przeciwieństwie do termicznego suszenia próżniowego, suszenie na bazie sorbentu nie wpływa na skład i ilość rozpuszczonych gazów w oleju. Dlatego czujniki, które służą do określenia np. zawartość wodoru w oleju można opcjonalnie dodać do systemu TOR-5.

Ciągła analiza gazów online pozwoli rozszerzyć możliwości systemu TOR-5 i sprawi, że diagnostyka oceny stanu transformatora będzie pełniejsza i bogatsza w informacje.

Korzyści z zastosowania systemu TOR-5

• wydłużona żywotność transformatorów dzięki ciągłemu monitorowaniu ważnych parametrów i terminowej obróbce oleju w trybie online;
• wydłużony czas między przeglądami serwisowymi transformatorów ze względu na okresową obróbkę oleju w trybie automatycznym;
• zaoszczędzone pieniądze dzięki zaprzestaniu korzystania z analiz laboratoryjnych;
• obniżone wydatki na ubezpieczenie transformatorów;
• zmniejszona liczba zaangażowanych wykwalifikowanych pracowników;
• ochrona środowiska dzięki zapobieganiu awariom transformatora związanym z rozpryskiwaniem oleju izolacyjnego.

Wszelkie pytania dotyczące użytkowania i działania systemu TOR-5 prosimy kierować na nasz adres e-mail podany w odpowiedniej sekcji serwisu.