Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

Опыт применения новейшей технологии анализа трансформаторного масла
 

Практическая физико-химическая диагностика герметичных бумажно-масляных вводов в системе мониторинга

Аракелян В.Г.

 

 

Предложен алгоритм полномасштабной физико-химической диагностики состояния герметичного бумажно-масляного ввода в простейшей системе мониторинга на основе датчика давления, совмещённого датчика влажности-температуры и датчика температуры. Три простых миниатюрных датчика позволяют осуществить полноценный контроль бумажно-масляного ввода в системе мониторинга и предложить решение 25-ти задач функционального и диагностического контроля, включая непрерывный контроль пределов давления, определение состояния насыщения масла газами, определение утечки масла, расчет влажности масла и бумаги, общего количества воды в вводе, тангенса потерь, удельного сопротивления и степени полимеризации бумаги с оценкой остаточного ресурса по ряду показателей.

Ключевые слова: вводы, мониторинг, пределы давления, пределы температуры, физико-химическая диагностика, влагосодержание, степень полимеризации бумаги, ресурс

Ближайшее будущее больших электрических машин — непрерывный автоматический контроль состояния изоляции на базе интеллектуализованных программ. Данная статья — некоторый вклад в развитие этого направления.

Автоматические системы контроля масло наполненных трансформаторов обязательно охватывают контроль состояния установленных на нём вводов, потому что отказ ввода за частую приводит к катастрофическим последствиям вне зависимости от состояния транс форматора. Производство твёрдотельных вводов на основе бумажно-полимерной изоляции потеснило производство герметичных бумажно-масляных вводов и, вероятно, это вытеснение будет продолжаться и далее. Но в эксплуатации находится очень большое количество вводов с бумажно-масляной изоляцией, которые с течением времени требуют всё большего внимания.

Простейший диагностический физико-химический мониторинг вводов должен состоять из четырёх каналов информации: давления, влажности и двух каналов температуры. Наличие этих каналов позволяет решать широкий круг задач физико-химической диагностики, отвечая одному из важнейших принципов систем непрерывного контроля: высокой интеллектуализации программного обеспечения.

С развитием систем мониторинга изменился идеологический подход к решению диагностических задач: в программу обработки результатов в системе мониторинга полностью включаются программы диагностики, в то числе и диагностики по концентрации рас творённых газов, ранее существовавших самостоятельно и использовавшихся на месте по лучения аналитических данных. Все результаты лабораторных исследований вводятся в систему мониторинга и обрабатываются совместно с учётом особенности объекта (циркуляции масла, распределения температуры и пр.). В обязанности лабораторий входит только получение аналитических результатов, а их диагностическое использование и оценка осуществляются специалистом в системе мониторинга при наличии полного объёма информации о жизни объекта.

Принципиальная схема построения системы физико-химического мониторинга ввода

Контроль физико-химических параметров ввода осуществляется тремя датчиками: миниатюрным датчиком абсолютного давления, понкоплёночным совмещённым датчиком влажности-температуры и тонкоплёночным датчиком температуры  (рис. 1). Датчик давления и совмещённый датчик влажности-температуры вводится в контакт с изоляционным маслом посредством подсоединения к нижнему штуцеру вентиля, так чтобы обеспечить полное удаление воздуха из присоединённой системы при её заполнении маслом. Выносной датчик температуры приклеивается на обечайку и теплоизолируется от атмосферного воздуха. Место его установки быть согласовано с тепловой моделью ввода. Установленные датчики обеспечивают работу четырёх каналов информации: канала давления, канала влажности, канала температуры датчика и канала температуры корпуса.

 

Определение значений действующей температуры масла и бумаги и температуры около сильфонов, размещённых в вводе, возлагается на тепловую модель ввода: все значения связаны между собой и являются следствием конструкции ввода, токовой нагрузки, температуры масла в баке трансформатора и атмосферной температуры (эти параметры контролируются системой мониторинга трансформатора). Из меряемая температура обечайки, датчик которой располагается в максимальном удалении от бака трансформатора и в точке, в большей степени отражающей влияние атмосферной температуры, является реперной точкой для расчёта данных по тепловой модели. Канал информации «температура датчика» предназначен для поддержания постоянной темпера туры блока датчиков системы физико-химического мониторинга ввода (рис. 1), что создаёт благоприятные условия для работы системы. Но главная цель термостатирования — предотвращение конденсации воды в области датчика влажности.

Как один из вариантов, считываемые показания датчиков оцифровываются, суммируются до средних за минуту и хранятся в буфере до передачи по радиоканалу по запросу с верхнего уровня. Вся дальнейшая обработка данных осуществляется на верхнем уровне, на пульте управления энергопредприятия.

Диагностические задачи, решаемые в системе мониторинга ввода

По каналу «давление» контролируются верхний и нижний пределы давления в соответствии с данными завода-изготовителя.

По каналу «давление» в сочетании с тепло вой моделью осуществляются:

— расчёт коэффициентов уравнения зависимости давления на датчике от действующей температуры масла и температуры около сильфонов;

— определение утечки масла и объёма масла;

— определение состояния насыщения газами;

— расчёт допустимого нижнего и верхнего значения действующей температуры для установленных пределов давления.

По каналу «температура корпуса» (в сочетании с тепловой моделью) производятся:

расчёт действующей температуры масла (среднее интегральное значение);

— расчёт температуры около сильфонов, размещённых внутри ввода;

— расчёт действующей температуры бумаги (среднее интегральное значение);

— расчёт ресурса теплового старения. По каналу «влажность-температура» производят:

— контроль влажности масла при температуре датчика влажности;

— расчёт парциального давления воды.

По каналу «влажность» в сочетании с тепловой моделью осуществляются:

— расчёт относительной влажности в отдельностоящем баке сильфонов;

— расчёт относительной влажности при действующей температуре масла;

— расчёт относительной влажности при температуре сильфонов;

— определение влагосодержания масла;

— определение влажности бумаги;

— определение количества воды в вводе;

— определение тангенса потерь бумаги;

— определение удельного объёмного сопротивления бумаги;

— расчёт ресурса ввода по количеству воды. По каналу «влажность» в сочетании с тепловой моделью и данными лабораторного анализа масла осуществляются:

— расчёт степени полимеризации бумаги;

— расчёт ресурса ввода по степени полимеризации.

Дополнительно по данным анализа растворённых газов:

— диагностика развивающегося дефекта;

— расчёт ресурса парциального давления (с привлечением канала «влажность»);

— обеспечение безопасности следующего отбора пробы.

В расчётах используются ежеминутные значения (суммированные ежесекундные значения и усреднённые за минутный интервал) и значения, усреднённые за пятнадцатиминутный интервал. Кроме этого система осуществляет расчёт средних действующих значений температуры масла, сильфонов и бумаги за истекшие 365 сут.

 
 
Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Аракелян В.Г. Практическая физико-химическая диагностика герметичных бумажно-масляных вводов в системе мониторинга. Электротехника, №  10,  2009.– С.42-54.
Материал размещен на   www.transform.ru20.11.2009 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????