Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мониторинг состояния трансформаторов - это процесс сбора и обработки данных, связанных с различными параметрами трансформаторов, с целью прогнозирования и предотвращения выхода трансформатора из строя. Это делается путем наблюдения за отклонением параметров трансформатора от ожидаемых значений. Трансформаторы являются наиболее важным активом системы передачи и распределения электроэнергии . Отказ трансформатора может вызвать перебои в подаче электроэнергии , опасность для людей и окружающей среды, а также дорогостоящее изменение маршрута или покупку электроэнергии у других поставщиков. Отказ трансформатора может происходить по разным причинам. Перебои в работе трансформатора и отказы обычно возникают в результате пробоя диэлектрика., деформации обмотки, вызванные стойкостью к короткому замыканию , горячими точками обмотки и магнитной цепи , электрическими помехами , ухудшением изоляции , молнией, ненадлежащим обслуживанием, неплотными соединениями, перегрузкой, выходом из строя вспомогательного оборудования, такого как устройства РПН , вводы и т. д. [1] Интеграция ' Мониторинг отдельных причин позволяет контролировать общее состояние трансформатора. Важными аспектами мониторинга состояния трансформаторов являются: [2]

Тепловое моделирование [ править ]

Срок службы трансформатора частично определяется способностью трансформатора отводить генерируемое внутри тепло в окружающую среду. [3] Сравнение фактических и прогнозируемых рабочих температур может обеспечить точную диагностику состояния трансформатора и может указывать на ненормальную работу. Последствия повышения температуры могут быть не внезапными, а постепенными до тех пор, пока они не выходят за пределы допустимого уровня. Среди этих последствий - ухудшение изоляции.экономически важно. Изоляция очень дорогостоящая, поэтому ее ухудшение нежелательно. Тепловое моделирование - это разработка математической модели, которая прогнозирует температурный профиль силового трансформатора с использованием принципа термического анализа. Тепловая модель используется для определения верхней температуры масла и температуры горячей точки (максимальной температуры в системе изоляции обмотки) повышения температуры.

Анализ растворенного газа [ править ]

Основная статья: Анализ растворенного газа

Газы образуются в результате разложения трансформаторного масла и твердых изоляционных материалов. Газы генерируются гораздо быстрее, когда возникает электрическая неисправность. [4] Обычные причины аварийных газов подразделяются на три категории: коронный разряд или частичный разряд , термический нагрев и искрение . Эти неисправности можно обнаружить, оценив количество углеводородных газов, водорода и оксидов углерода, присутствующих в трансформаторе. Разные газы могут служить маркерами для разных типов неисправностей. Концентрация и соотношение отдельных газов позволяют предсказать, произошла ли неисправность и какого типа она может быть. [5]

Анализ частотной характеристики [ править ]

Когда трансформатор подвергается воздействию высоких токов из-за токов короткого замыкания, механическая конструкция и обмотки подвергаются серьезным механическим нагрузкам, вызывающим движение и деформации обмотки. Это также может привести к повреждению изоляции и межвитковым замыканиям. [6] Анализ частотной характеристики (FRA) - это ненавязчивый, очень чувствительный метод обнаружения неисправностей движения обмотки и оценки деформации, вызванной потерей зажимного давления или силами короткого замыкания. Метод FRA включает измерение импеданса обмоток трансформатора с синусоидальным входом низкого напряжения, изменяющимся в широком диапазоне частот. [7]

Анализ частичного разряда [ править ]

Частичный разряд (ЧР) возникает, когда локальное электрическое поле превышает пороговое значение, что приводит к частичному пробою окружающей среды. Его совокупное действие приводит к ухудшению качества изоляции. [8] ЧР инициируются наличием дефектов во время его изготовления или выбором более высокого напряжения, продиктованного конструктивными соображениями. Для обнаружения этих частичных разрядов и контроля прочности изоляции можно проводить измерения. ЧР проявляются в виде резких импульсов тока на выводах трансформатора, характер которых зависит от типов изоляции, дефектов, используемых измерительных схем и датчиков. [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Арвинд Дхингра, Сингх Хушдип и Кумар Дипак, «Контроль состояния силового трансформатора: обзор». Конференция и выставка по передаче и распределению, 2008. T&D. IEEE / PES. IEEE, 2008 г.
  2. ^ WH Tang и QH Wu, «Мониторинг состояния и оценка силовых трансформаторов с использованием вычислительного интеллекта», Springer, 2011 г.
  3. ^ Тан, WH, QH Wu, и ZJ Ричардсон. «Тепловая модель силового трансформатора на основе эквивалентной тепловой цепи». Электроэнергетические приложения, IEE Proceedings-. Vol. 149. № 2. ИЭПП, 2002.
  4. ^ Emsley, AM, и GC Стивенс. «Обзор химических показателей деградации бумажной целлюлозной изоляции в масляных трансформаторах». Наука, измерения и технологии, Труды IEE-. Vol. 141. № 5. ИЭПП, 1994.
  5. ^ Ван, Диан. Диагностика неисправностей силовых трансформаторов на основе онтологии. Дисс. Ливерпульский университет, 2011 г.
  6. ^ Абу-Elanien, Ахмед Е.Б., и ММА Салама. «Обследование по мониторингу состояния трансформаторов». Энергетика, 2007 Конференция по большим инженерным системам. IEEE, 2007.
  7. ^ Гонсалес, Карлос и др. «Подход к диагностике трансформатора с использованием метода анализа частотной характеристики». IEEE Industrial Electronics, Ежегодная конференция IECON 2006-32. IEEE, 2006 г.
  8. ^ Бартникас, Р. "Частичные разряды. Их механизм, обнаружение и измерение". Диэлектрики и электрическая изоляция, IEEE Transactions on 9.5 (2002): 763-808.
  9. ^ Stone, GC, и др. «Практическая реализация сверхширокополосных детекторов частичных разрядов». Электрическая изоляция, IEEE Transactions on 27.1 (1992): 70-81.
  • Гизеке, Дж. Л. Оценка состояния трансформатора с использованием метода HFCT. статью на сайте transformers-magazine.com июль 2016 г.