Аналіз принципів побудови та функціональних можливостей систем моніторингу стану високовольтних силових трансформаторів

Abstract

У статті наведено результати аналізу принципів побудови та функціональних можливостей систем, що використовуються для моніторингу стану високовольтних силових трансформаторів. Проаналізовано основні функції сучасних систем моніторингу, що використовуються для діагностики стану обладнання електричних мереж як в Україні, так і за її межами. На підставі аналізу встановлено, що найбільш характерними функціями систем моніторингу є виявлення дефектів, що швидко розвиваються, і безперервний контроль параметрів, необхідних для прогнозування та оцінки стану обладнання. Показано, що ефективність систем моніторингу буде визначатися як точністю засобів вимірювання, так і адекватністю використовуваних в процесі обробки результатів вимірювань моделей прогнозу і діагностики. Розглянуто вимоги до обладнання, дотримання яких дозволяє забезпечувати ефективне та економічно обґрунтоване використання систем моніторингу. Проаналізовано типову архітектуру сучасних систем моніторингу, розглянуто основні елементи таких систем. Також розглянуто основні рівні обробки інформаційних потоків, щореалізуються в рамках систем моніторингу стану силових трансформаторів. Наведено докладний опис і дано обґрунтування використання діагностичних параметрів для моніторингу стану основних вузлів силових трансформаторів, таких як аналіз розчинених в маслі газів, часткові розряди, струм, напруга і потужність трансформаторів, температура масла в різних місцях трансформатора, комутаційні та атмосферні перенапруги, струми короткого замикання, деформація обмоток та інших.Наведено вихідні параметри, які повертають системи моніторингу. Впровадження сучасних систем і технічних засобів моніторингу стану високовольтних силових трансформаторів дозволить знизити ризики виникнення аварійних ситуацій і, як наслідок, зменшити економічні втрати, пов’язані із заміною пошкоджених трансформаторів і недовідпуском електричної енергії.

The article presents the results of analysis of construction principles and functionality of systems used to monitor the condition of high-voltage power transformers. The main functions of modern monitoring systems used to diagnose the condition of electrical network equipment both in Ukraine and abroad were analysed. Based on the analysis it was found that the most characteristic functions of monitoring systems are the detection of rapidly developing defects and continuous control of parameters necessary to predict and assess the state of equipment. It is shown that efficiency of monitoring systems will be determined by both accuracy of measuring instruments and adequacy of prediction and diagnostic models used in the process of measurement results processing. Requirements to the equipment which observance allows providing effective and economically reasonable use of monitoring systems are considered. The typical architecture of modern monitoring systems is analysed, the basic elements of such systems are considered. Basic levels of information flow processing within the systems for monitoring the condition of power transformers have been considered. A detailed description and justification for using diagnostic parameters for monitoring the main components of power transformers such asdissolved gases analysis, partial discharges, current, voltage and power of transformers,oil temperature in different transformer locations, switching and atmospheric overvoltages, short-circuit currents, deformation of windings and others are presented. The output parameters returned by monitoring systemsare given. The introduction of modern systems and technical means of monitoring the condition of high-voltage power transformers will reduce the risks of emergencies and, consequently, reduce the economic losses associated with the replacement of damaged transformers and under-release of electrical energy.