ENERGY AUTOMATION LLC

Комплексна СМіД

Склалася загальносвітова тенденція до розробки інтелектуальних електроенергетичних систем (SmartGrid), яка нині ставить низку нових завдань перед експлуатаційною діагностикою: забезпечення надійності, зниження експлуатаційних витрат, перехід до "необслуговуваних" підстанцій (без постійного обслуговуючого персоналу).

Упродовж кількох десятків років безперебійна робота електроенергетичних систем як у нашій країні, так і за кордоном забезпечувалася завдяки планово-попереджувальній системі обслуговування високовольтного обладнання.

Існуючий підхід до впровадження систем безперервного контролю (СНК) у більшості випадків обмежується лише моніторингом силового обладнання (трансформаторів, автотрансформаторів, реакторів) або впровадженням розрізнених систем діагностики силового, вимірювального та захисного обладнання.

Чинний підхід до впровадження СНК не дозволяє забезпечити високі вимоги до надійності діагностичної інформації, оскільки використання розрізнених систем призводить або до недостатності інформації від первинних датчиків у системах, або до необґрунтованого здорожчання системи моніторингу через необхідність дублювання первинних датчиків і засобів вимірювання.

У таблиці наведено результати аналізу необхідності безперервної діагностики основних типів високовольтного обладнання.

Зведену таблицю отримано в результаті багаторічної роботи у сфері безперервної діагностики та співпраці з провідними експлуатуючими організаціями та виробниками обладнання.

У таблиці зазначено типи обладнання, стан якого доцільно безперервно контролювати під час експлуатації, а також критерії оцінки стану цього обладнання і первинні датчики, необхідні для цього.

Повторювані первинні датчики, які можна не встановлювати при комплексному підході, виділені жирним шрифтом.

Комплексна система безперервного контролю має будуватися із використанням єдиного центрального промислового контролера, який виконує функції збору, обробки, зберігання та видачі діагностичної інформації, із необхідною кількістю вторинних перетворювачів і без дублювання первинних датчиків.

Перелік обладнання для безперервного контролю при комплексному підході до діагностики

Об’єкт контролю	Критерії оцінки стану	Первинні датчики
Силові трансформатори (автотрансформатори) маслонаповнені, реактори маслонаповнені	тимчасові перевищення напруги; температури масла та обмотки; газо- і вологовміст масла; стан і ефективність системи охолодження; ресурс вентиляторів і маслонасосів системи охолодження; навантажувальна здатність; температура навколишнього середовища; розрахунок опору короткого замикання; часткові розряди в обмотках; робоча напруга; струм навантаження; потужності; залишковий ресурс ізоляції обмоток;	вимірювальні обмотки трансформаторів напруги; вимірювальні обмотки трансформаторів струму; датчик температури верхніх шарів масла в баку; датчик температури нижніх шарів масла в баку; датчик температури навколишнього середовища; прилад вимірювання газо- та вологовмісту масла; датчики наявності потоку масла в охолоджувачі; датчики температури на вході та виході охолоджувачів; релейні сигнали системи охолодження; датчик струму комплексної провідності ізоляції та ЧР у вводах і обмотках.
Пристрої РПН	струм через РПН; температура в контакторі РПН; споживана потужність приводом РПН; номер положення РПН; температура навколишнього середовища; температура верхніх шарів масла; комутаційний ресурс; тривалість перемикання;	вимірювальні обмотки трансформаторів струму; датчик температури масла в контакторі РПН; датчики струму й напруги приводу РПН; датчик температури навколишнього середовища; датчик температури верхніх шарів масла; релейні сигнали керування пристроєм РПН.
Високовольтні вводи	тангенс кута діелектричних втрат основної ізоляції (tgδ1); ємність основної ізоляції (С1); небаланс струмів провідності ізоляції трифазної групи; тиск у вводі (для маслонаповнених вводів); щільність елегазу (для елегазових вводів); динаміка зміни tgδ1; зміна С1; температурна залежність tgδ1; рівень часткових розрядів;	датчики струму комплексної провідності та часткових розрядів ізоляції вводів; датчик температури верхніх шарів масла в баку; датчик температури навколишнього середовища; датчик вологості навколишнього середовища; вимірювальні обмотки трансформаторів напруги; вимірювальні обмотки трансформаторів струму; денсиметр елегазу (для елегазових вводів).
Вимірювальні трансформатори струму (ТТ)	тангенс кута діелектричних втрат основної ізоляції (tgδ1); ємність основної ізоляції (С1); небаланс струмів провідності ізоляції трифазної групи; динаміка зміни tgδ1; зміна С1; температурна залежність tgδ1; рівень часткових розрядів; щільність елегазу (для елегазових);	датчики струму комплексної провідності та ЧР ізоляції ТТ; датчик температури навколишнього середовища; датчик вологості навколишнього середовища; вимірювальні обмотки трансформаторів напруги; вимірювальні обмотки трансформаторів струму; денсиметр елегазу (для елегазових).
Вимірювальні трансформатори напруги (ТН)	контроль міжвиткових замикань (вимірювання напруги розімкнутого трикутника 3U0).	вимірювальні обмотки трансформаторів напруги.
Обмежувачі перенапруг нелінійні (ОПН)	струм комплексної провідності; спектральний склад струму комплексної провідності; ступінь забруднення поверхні; кількість і характеристики струмів спрацювання; кількість і характеристики перенапруг;	вимірювальні обмотки трансформаторів напруги; датчик струму комплексної провідності; датчик вологості навколишнього середовища.
Високовольтні кабелі (ВК)	інтенсивність і розподіл імпульсів часткових розрядів в ізоляції; тангенс кута діелектричних втрат головної і міжфазної ізоляції; контроль симетрії ємностей і tgδ міжфазної ізоляції;	датчики в ланцюзі заземлення екрана кабелю; вимірювальні обмотки трансформаторів напруги.
Високовольтні вимикачі	комутаційний ресурс (кількість і номінальні значення комутованих струмів); час спрацювання; кількість пульсацій при спрацюванні; вібродіагностика; вимірювання струму і напруги приводу вимикача;	вимірювальні обмотки трансформаторів напруги; вимірювальні обмотки трансформаторів струму; датчики струму й напруги приводу вимикача; релейні сигнали керування пристроєм вимикача.

Отже, комплексний підхід до моніторингу основного обладнання підстанцій 35 кВ та вище дозволяє отримати такі переваги:

виключити дублювання первинних датчиків і, відповідно, зменшити їх загальну кількість приблизно на 40%;
зменшити сумарну кількість вхідних каналів вторинних засобів вимірювання приблизно на 30–50%;
підвищити достовірність діагностики за рахунок використання додаткової інформації, отриманої від інших підсистем (наприклад, сигнали від вимірювальних обмоток трансформаторів напруги завжди вводяться в систему моніторингу силового трансформатора і, як правило, не вводяться в системи контролю ізоляції вводів і трансформаторів струму, тоді як використання цього сигналу в зазначених системах суттєво підвищить точність діагностичної інформації);
підвищити зручність і ефективність діагностики за рахунок можливості використання єдиного сервера з комплексною програмною оболонкою для надання інформації персоналу підстанції та можливості інтеграції в системи планування ремонтів та обслуговування (АСУ ТОіР) верхнього рівня.

Під час комплектації підстанцій (станцій) системами моніторингу економічно та технічно доцільно розглядати об'єктом діагностики підстанцію (розподільчий пристрій) у цілому. У такому випадку питомі витрати на кожен об'єкт діагностики будуть мінімальними.Однак, враховуючи обмеження у фінансуванні, доцільно встановлювати моніторинг на найбільш дороговартісному та відповідальному обладнанні з можливістю подальшого розширення переліку контрольованого обладнання. На початковому етапі впровадження такий підхід призведе до незначного здорожчання системи безперервної діагностики — приблизно на 10–15%, із подальшою окупністю при нарощуванні кількості підсистем. Створення та впровадження комплексних систем моніторингу обладнання високовольтних підстанцій є основою для створення інтелектуальних електроенергетичних систем.

Development:

«Energy Automation LLC»