Система мониторинга трансформаторов Димрус TDM-35S

Мониторинг и диагностика силовых трансформаторов с литой изоляцией с рабочим напряжением 6/35 кВ TDM-35S от производителя "Димрус".

Силовые трансформаторы с литой изоляцией обмоток находят все большее практическое применение. Наряду с наличием существенных достоинств, эксплуатация таких трансформаторов выявила также ряд специфических проблем, связанных с конструктивным исполнением обмоток. Используемый для изоляции обмоток сухих трансформаторов эпоксидный компаунд вследствие воздействия повышенных температур и механических воздействий может растрескиваться, что в конечном итоге может завершиться пробоем изоляционных промежутков в обмотках и аварийным выходом трансформатора из эксплуатации.

Для своевременного выявления и контроля скорости развития возникающих в изоляции обмоток трансформатора опасных дефектов необходимо контролировать два наиболее важных параметра рабочую температуру обмоток трансформатора, а также возникновение и развитие в обмотках высокочастотной разрядной активности, которая практически всегда сопровождает возникновение дефектов в монолитной изоляции. Для проведения непрерывного контроля этих параметров фирмой DIMRUS разработаны две диагностические системы система мониторинга марки TDM-10S для оперативного контроля технического состояния силовых распределительных трансформаторов 6/10 кВ с литой изоляцией, а также более сложная и эффективная система марки TDM-35S для мониторинга силовых трансформаторов с рабочим напряжением 35 кВ.

Система диагностического мониторинга марки TDM-35S предназначена для оперативного контроля технического состояния и управления эксплуатацией силовых распределительных трансформаторов 10/35 кВ с сухой (литой) изоляцией. Эта система мониторинга является, по сравнению с системой TDM-10S, более эффективной благодаря использованию расширенного набора первичных датчиков и реализации в программном обеспечении более информативных диагностических методов оценки технического состояния контролируемого трансформатора.

Для этого в системе TDM-35S используется несколько диагностических методов

• Контроль нагрузочных режимов работы трансформатора при помощи трансформаторного датчика IFCT-5
• Регистрация температурных режимов работы трансформатора при помощи дистанционного датчика марки IRT. В качестве опции в системе TDM-35S могут быть использованы от одного до четырех контактных датчиков температуры марки Pt-100. В любом случае система температурного мониторинга TDM-35S позволяет не только контролировать температуру обмоток трех фаз и магнитопровода трансформатора, но и управлять работой системы охлаждения трансформатора. При превышении температурой обмоток заданных пороговых значений прибор системы TDM-35S может последовательно включать выходные реле управления двумя группами вентиляторов охлаждения трансформатора
• Контроль состояния изоляции обмоток трансформатора на основании регистрации и анализа частичных разрядов в диапазоне СВЧ (UHF) при помощи электромагнитных антенн марки ВА-2. Диагностические алгоритмы экспертной системы в программном обеспечении TDM-35S позволяют определить тип дефекта в изоляции, оценить степень опасности выявленного дефекта для дальнейшей эксплуатации трансформатора. Используемые в системе технические средства диагностики могут частично локализовать место возникновения дефекта, анализируя разницу во времени прихода импульса частичного разряда к разным датчикам
• Анализ режимов работы силового трансформатора с учетом температуры и влажности окружающей среды за счет использования комплексного датчика позволяет оценить эффективность работы системы охлаждения трансформатора, прогнозировать уменьшение остаточного ресурса изоляции
• Контроль технического состояния конструкции трансформатора по параметрам вибрации. Вибрационный датчик системы мониторинга обычно устанавливается на нижней раме магнитопровода трансформатора, рядом с сердечником. На основании анализа интегральных параметров и спектров вибрационных сигналов во встроенной экспертной системе диагностируются различные электромеханические дефекты в конструкции трансформатора

Расширенный в системе TDM-35S набор контролируемых параметров трансформатора, по сравнению с системой TDM-10S, позволяет более корректно определять остаточный ресурс компаундной изоляции обмоток и рассчитывать оптимальное время проведения ремонтов всего трансформатора.

Установка диагностического оборудования системы мониторинга TDM-35S на трансформаторе

Прибор системы мониторинга TDM-35S устанавливается рядом с контролируемым трансформатором. Все первичные датчики системы TDM-35S монтируются непосредственно на трансформаторе. При монтаже системы необходимо использовать максимально короткие сигнальные кабели от датчиков до прибора для уменьшения электромагнитных помех. В зависимости от конструкции силового трансформатора с сухой изоляцией существуют особенности монтажа первичных датчиков. В наибольшей мере эти особенности касаются выбора мест для установки датчиков частичных разрядов СВЧ диапазона частот, при помощи которых контролируется состояние литой компаундной изоляции и проводится локация мест возникновения дефектов.

Две направленные электромагнитные антенны СВЧ диапазона марки BA-2 располагаются с двух сторон трансформатора с литой изоляцией. Они направляются на обмотки трансформатора, для чего крепятся внутри защитного ограждения трансформатора или на дополнительных стойках. Третья СВЧ антенна марки BA-1, имеющая ненаправленную чувствительность, располагается сверху защитного ограждения и предназначена для регистрации внешних импульсов электромагнитных помех. Синхронное сравнение параметров импульсных сигналов с трех антенн позволяет системе контроля частичных разрядов максимально корректно отстраиваться от внешних высокочастотных помех и даже проводить пространственную локацию мест возникновения дефектов в изоляции.

Кольцевой датчик тока нагрузки трансформатора марки IFCT-5 монтируется на проводнике вторичной цепи измерительного трансформатора тока. При помощи информации от этого датчика рассчитывается температура наиболее нагретой части обмотки, что важно для прогнозирования остаточного ресурса твердой изоляции обмоток трансформатора.

Как и все другие системы производства фирмы ДИМРУС, предназначенные для организации непрерывного диагностического мониторинга силовых распределительных трансформаторов 6-35 кВ, система марки TDM-35S легко интегрируется в информационную среду цифровой подстанции или предприятия при помощи трех встроенных в нее цифровых интерфейсов передачи информации

• Гальванически изолированный интерфейс RS-485. Этот проводной защищенный интерфейс связи обладает удовлетворительной скоростью передачи информации, но требует прокладки по подстанции информационных кабельных линий связи. Этот интерфейс всегда реализован в приборе
• Беспроводной интерфейс связи марки Wi-Fi. Особенно удобен этот интерфейс при автономном использовании системы мониторинга, когда информация о текущем состоянии трансформатора будет периодически считываться персоналом при обходах оборудования с использованием смартфона или планшета. Антенна этого интерфейса беспроводной связи монтируется на верхней стороне корпуса прибора системы мониторинга
• Вместо интерфейса Wi-Fi, имеющего достаточно ограниченный радиус работы, особенно в условиях промышленного предприятия, в приборе системы мониторинга марки TDM-35S может быть смонтирован беспроводной интерфейс марки LoRa, который может передавать информацию в систему АСУ-ТП на расстояние в несколько километров. Вторым достоинством этого интерфейса связи является наличие двойного шифрования передаваемой информации

Для отображения информации о режимах работы системы мониторинга и о текущем техническом состоянии трансформатора в приборе системы TDM-35S установлены информационные элементы индикации и релейные устройства сигнализации

• Три цветных ярких светодиода на крышке прибора, отражающие техническое состояние трансформатора – норма, тревожное состояние, предаварийное. Информационный экран для сообщений о критических значениях контролируемых параметров и выявленных дефектах трансформатора
• Два сигнальных реле, отображающие информацию о текущем статусе системы мониторинга и выявлении предаварийных технических состояний контролируемого трансформатора

Для управления системой охлаждения трансформатора в системе дополнительно установлены два реле, предназначенные для управления вентиляторами системы охлаждения трансформатора в зависимости от температуры обмоток.

Особенности монтажа прибора TDM-35S

Стандартно измерительный прибор системы мониторинга TDM-35S поставляется в герметизированном защитном металлическом корпусе. В таком конструктивном исполнении прибор системы мониторинга может быть смонтирован рядом с контролируемым трансформатором в условиях производственного цеха или подстанции без дополнительной защиты. Если предполагается монтировать систему мониторинга на территории открытой подстанции, то необходимо предусматривать использование шкафа наружного исполнения для защиты оборудования от внешних климатических воздействий. В этом случае для самого прибора нет необходимости использовать герметизированный корпус, достаточно применить более дешевый сборный металлический корпус.