Системы мониторинга
Системы мониторинга (СМ) параметров силового трансформаторного оборудования класса напряжений 110-1250кВ предназначены для непрерывного измерения и регистрации основных параметров трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов в процессе эксплуатации. Современные системы СМ позволяют выявлять дефекты в работе силовых трансформаторов и другого оборудования ПС на ранней стадии их развития, а следовательно принимать решение по ликвидации дефектов до возникновения аварийных ситуаций. Это не только предотвращает значительные ущербы, но и сокращает время простоя, снижает затраты на ремонты и продляет срок службы трансформаторов.
БПА является представителем и сервис-партнером компании ООО «Энергоавтоматизация», г. Запорожье – производителя СМ (систем независимого контроля - СНК) типа SAFE-Т. БПА осуществляет продвижение систем SAFE-Т на территории РФ, выполняет лицензионное производство, оказывает услуги по монтажу и пуско-наладке, гарантийному и сервисному обслуживанию SAFE-Т, а также приборов непрерывного контроля газо-влагосодержания в трансформаторном масле типа Calisto, производства компании Morgan Schaffer Inc, Канада.
Функциональные возможности СНК:
- осуществление непрерывного контроля состояния силового трансформаторного оборудования в режиме “on-line”;
- своевременное предоставление информации оперативному персоналу для контроля и регулирования режимов работы оборудования и своевременного принятия необходимых мер при предаварийных режимах, а также информации для анализа аварийных режимов;
- анализ состояния силового трансформаторного оборудования по накопленным за весь период эксплуатации архивам параметров и событий.
Системы SAFE-Т и приборы Calisto аттестованы в ФСК ЕЭС.
Контролируемые параметры SAFE-Т:
Структурное построение SAFE-Т:
Обозначения, приятые на на схеме:
АТ1, АТ2 – автотрансформаторы,
УШР – управляемый шунтирующий реактор,
Приб_Вв – прибор контроля качества изоляции вводов,
Calisto – прибор контроля Н2 и влаги, растворенных в масле,
БМ – блок мониторинга,
ШС – шкаф системный,
БКС – оборудование блока концентрации сети,
АРМ – автоматизированное рабочее место оператора,
ИБП – источник бесперебойного питания
Конкурентные преимущества СНК SAFE-T:
- база данных параметров трансформаторного оборудования формируется и хранится на твёрдотельном диске в блоке мониторинга (БМ), что обеспечивает надежное сохранение первичной информации непосредственно после её считывания в цепи: Контролируемый объект (первичные датчики) → БМ → Ethernet → БКС → Ethernet → АРМ;
- БМ могут работать автономно в течение длительного периода времени (не менее 30 лет) при отключенном АРМе. При этом будут выполняться все функции по сбору, обработке и накоплению информации с контролируемого объекта;
- базы данных АРМа за период времени отключения восстанавливаются с баз данных БМ автоматически;
- операционная система и интерфейс оператора русифицированы;
- система предоставляет возможность удалённого контроля и просмотра с оперативными данными и работы с базой данных стандартным браузером посредством встроенного Web-сервера;
- система имеет возможность интеграции в АСУ ТП подстанции;
- для защиты системы от несанкционированного доступа используется электронный ключ;
- при изготовлении систем использованы высоконадёжные компоненты от ведущим мировых производителей.
Одним из основных элементов системы мониторинга является датчики газо-влагосодержания. Рекомендация БПА - приборы Calisto, которые являются воплощением 15-летнего опыта работы компании Morgan Schaffer Inc (Канада) в сфере производства приборов непрерывного мониторинга и портативных анализаторов газа и новейших технологий измерений растворенного водорода, угарного газа и воды.
Предел чувствительности приборов Calisto позволяет получить такие точные результаты измерений, которые превосходят аналогичное оборудование в данной отрасли промышленности.
Примеры реализованных проектов:
Поставка систем мониторинга SAFE-T
Система непрерывного контроля типа SAFE-T получила большое распространение в России, Казахстане и Украине. Полный референс внедрений представлен на сайте компании-разработчика – Энергоавтоматизация, г. Запорожье. (http://www.enera.com.ua/company/introduction/)
Типовая система SAFE-T построена по трех-уровневой схеме:
- Уровень I включает в себя исполнительные механизмы и первичные датчики, которые обеспечивают измерение и фиксирование параметров, характеризующих состояние объекта. Первичные датчики и измерительные системы должны иметь стандартный выход сигнала и интерфейс (RS232, RS485, Ethernet, 0(4)-20 mA, 0-10 В, Pt100). Перечень управляющих воздействий, измеряемых и контролируемых параметров, а также состав первичных датчиков и измерительных систем для конкретного объекта контроля определяется при разработки ТЗ и фиксируется в договоре.
- Уровень II предназначен для сбора информации от первичных датчиков и включает блок мониторинга (БМ), который осуществляет реализацию локальных управляющих алгоритмов и информационный обмен с уровнем III (автоматизированным рабочим местом оператора), а также накопление и хранение данных от первичных датчиков на твердотельном диске. Весь комплекс технических средств уровня II, устанавливается в специальном шкафу, расположенном вблизи контролируемого объекта.
- Уровень III включает в себя шкаф системный (ШС) с блоком концентрации сети (БКС) и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. БКС обеспечивает информационную связь блока мониторинга с АРМ. АРМ осуществляет визуализацию состояния контролируемых и рассчитываемых параметров трансформаторного оборудования, отображение сигналов срабатывания аварийной и предупредительной сигнализации. АРМ обеспечивает накопление, хранение и обработку баз данных технического состояния трансформаторного оборудования
Функциональные возможности системы:
- контроль электрических параметров (токи, напряжения, активные, реактивные мощности, cosФ) сторон ВН, СН, НН;
- контроль качества изоляции вводов ВН, СН с регистрацией абсолютных значений тангенсаугла диэлектрических потерь, емкости изоляции и их изменений;
- контроль характеристик и локации ЧР в узлах силового оборудования (прибор не входит в комплект поставки СНК);
- контроль газо- и влагосодержания в трансформаторном масле (прибор не входит в комплект поставки СНК);
- контроль температуры обмоток;
- контроль температуры верхних слоев масла;
- контроль температуры нижних слоев масла;
- контроль эксплуатационного ресурса устройства регулирования под напряжением (РПН) в т.ч. продолжительность работы на текущей (каждой) отпайке, кол-во переключений общее, продолжительность переключения, регистрация отказов;
- контроль эксплуатационного ресурса системы охлаждения;
- контроль допустимых систематических и аварийных перегрузок;
- контроль отработанного ресурса и прогнозирование срока эксплуатации трансформаторного оборудования на основе расчетных моделей в режиме реального времени, с выдачей рекомендаций по оптимизации режимов работы;
- контроль срабатывания технологических защит;
- вывод оперативной и архивной информации на дисплей автоматизированного рабочего места оператора (АРМ) с обеспечением возможность автоматической диагностики контролируемого силового оборудования подстанции с одного АРМ оператора;
- формирование сигналов предупредительной и аварийной сигнализации по всем
- контролируемым параметрам;
- запись и хранение полученной информации в течении всего периода эксплуатации оборудования с автоматическим созданием резервного копирования данных технического состояния оборудования в процессе работы; база данных измеренных параметров формируется и хранится на твердотельном диске в контроллере блока мониторинга (БМ) с обеспечением сохранности информации непосредственно считанной с первичных датчиков сроком не менее 30 лет (требование Распоряжения №538р);
- СНК обеспечивает автономный сбор, обработку и накопление измеренной информации;
- любые отказы в системе мониторинга не приводят к выходу из строя первичных датчиков и измерительных систем (аналоговых и релейных), к потере информации с функционирующих устройств, а так же формированию ложных сигналов;
- несанкционированное снятие первичного питания с СНК не приводит к потере накопленной информации;
- автономная работа СНК в течение 60 мин при пропадании гарантированного питания (требование Распоряжения №538р);
- самодиагностика СНК;
- интеграция СНК в АСУ ТП (по протоколу ОРС или МЭК 60870-5-104);
- удалённый просмотр оперативных и архивных данных через встроенный WEB-сервер.
Перечень математических моделей и экспертных оценок, реализуемых типовой системой SAFE-T:
Модель |
Описание |
Временные превышения напряжения на стороне ВН |
Анализ и регистрация в соответствии с требованиями ГОСТ 1516.3-96. |
Мощность контролируемого оборудования |
Постоянный расчет активной и реактивной мощности, cosj по сторонам ВН, СН, НН |
Температура наиболее нагретой точки обмотки |
Постоянный расчет температуры наиболее нагретой точки обмотки по данным температуры верхних слоев масла (измеренной датчиком) и нагрузки в соответствии МЭК 60076-7. |
Содержание влаги в изоляции. Температура образования пузырьков пара |
Преобразование данных относительного влагосодержания масла в абсолютное. Расчет влагосодержания твердой изоляции в местах перегрева. Определение температуры закипания, запас по температуре
закипания. |
Старение изоляции |
Расчет старения изоляции по температуре наиболее нагретой точки
обмотки и расчетному влагосодержанию твердой изоляции. Прогноз старения и общего износа. ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91), МЭК 60076-7.
|
Состояние и эффективность системы охлаждения |
Расчет температуры верхних слоев масла по
МЭК 60076-7 или ГОСТ 14209-97 и сравнение ее с фактической. Непрерывный контроль режима работы системы охлаждения (уровней охлаждения).
|
Состояние устройства РПН |
Расчет перепада температур масла в основном баке и баке контактора РПН. Определение механического и электрического износа контактов. |
Оценка состояния основной изоляции высоковольтных вводов ВН, СН |
Расчет параметров основной изоляции высоковольтных вводов
(тангенс угла диэлектрических потерь, емкость и их изменения) на основе данных от внешнего прибора контроля
|
Нагрузочная способность трансформатора |
Расчет нагрузочной способности трансформатора по ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91) или МЭК 60076-7. Допустимые величины и время перегрузки без ущерба для общего срока службы. |
Характеристики ЧР |
Определение характеристик разрядной активности ЧР в АТ на основе данных от внешнего прибора контроля. |
Комплексная оценка состояния оборудования в «текущий» момент эксплуатации |
Комплексная оценка технического состояния силового оборудования на
«текущий» момент эксплуатации в соответствии с распоряжением ОАО
«ФСК ЕЭС» от 02.08.2011 № 538р с учетом требований РД 34.45- 51.300-97. |
Техническое обслуживание и восстановление систем мониторинга мониторинга типа SAFE-T (Энергоавтоматизация), T-Monitor (АББ),
Силами компании БПА выполнен комплекс работ по техническому обслуживанию и восстановлению систем мониторинга различных производителей(Энергоавтоматизация, АСУ-ВЭИ, АББ), установленных на подстанциях ФСК ЕЭС:
МЭС Центра:
- Московское ПМЭС: СМ типа SAFE-T на ПС Бескудниково, ПС Чагино, ПС Западная
- Валдайское ПМЭС: СМ типа T-Monitor на ПС Калининская, СМ типа SAFE-T на ПС Бологое;
- Верхне-Донское ПМЭС: СМ типа СУМТО на ПС Северная, СМ типа SAFE-T на ПС Липецкая;
- Волго-Окское ПМЭС: СМ типа T-Monitor на ПС Звезда.
МЭС Северо-Запада:
- Ленинградское ПМЭС: СМ типа SAFE-T на ПС Ленинградская, СМ типа Hydran M2 на ПС Ржевская
- Новгородское ПМЭС: СМ типа СУМТО на ПС Новгородская, СМ типа СУМТО на ПС Юго-Западная, СМ типа SAFE-T на ПС Чудово, СМ типа SAFE-T на ПС Окуловская,
- Выборгское ПМЭС: СМ типа SAFE-T на ПС Каменногорская
- Брянское ПМЭС: СМ типа SAFE-T на ПС Талашкино
- Карельское ПМЭС: СМ типа T-Monitor на ПС Княжегубская, СМ типа Calisto на ПС Лоухи
МЭС Сибири:
- Омское ПМЭС: ПС Таврическая
МЭС Урала:
- Южно-Уральское ПМЭС: СМ типа Calisto на ПС Новометаллургическая
Работы по восстановлению и обслуживанию СМ силового оборудования выполнялись в два этапа.
Этап 1: Техническое обследование СМ (инспекция), включая:
- Определение текущего состояния эксплуатируемых СМ;
- Составление уточненной дефектной ведомости (ведомости объемов работ) с указанием видов производимых работ, физических объемов и коэффициентов на условия производства работ;
- Разработка плана-графика работ по восстановлению и техническому обслуживанию СМ;
- Согласование дефектной ведомости и план-графика работ с Заказчиком;
- Составление для каждой СМ локального сметного расчета по ее восстановлению и техническому обслуживанию;
Этап 2: Восстановление и техническое обслуживание СМ, включая:
- поставку оборудования, материалов и запасных частей, требуемых для производства работ. Стоимость оборудования, материалов и запасных частей должна быть определена в на Этапе 1 и зафиксирована в локальных сметных расчетах;
- восстановление и проведение технического обслуживания СМ, установленных на силовом оборудовании в объеме согласно п.5. и результатов инспекции СМ;
- Оформление документации по итогам выполнения работ: актов выполненных работ, протоколов испытаний.