TDM-10S - система мониторинга для силовых трансформаторов с литой изоляцией с рабочим напряжением 6-10 кВ

Назначение системы мониторинга для силовых трансформаторов с литой изоляцией с рабочим напряжением 6-10 кВ TDM-10S:

Система мониторинга марки TDM-10S предназначена для оперативного контроля технического состояния силовых трансформаторов 6÷10 кВ с сухой (литой) изоляцией. Для контроля текущего технического состояния сухих трансформаторов в системе мониторинга марки TDM-10S используются четыре диагностических метода:

• Контроль нагрузки трансформатора при помощи датчика тока марки IFCT-5, смонтированного на цепях измерительных трансформаторов тока;
• Регистрация и анализ температурных режимов работы трансформатора. Для этого используется датчик температуры Pt100;
• Контроль состояния изоляции обмоток трансформатора на основании регистрации и анализа разрядной активности в обмотках трансформатора. Для этого используется направленный датчик регистрации высокочастотных импульсов, располагаемый внутри защитного кожуха трансформатора, направленный на обмотки. При наличии высокого уровня внешних высокочастотных помех при помощи этого датчика будут регистрироваться не только частичные разряды, имеющие небольшую амплитуду, а также более интенсивные разрядные процессы в дефектных зонах изоляции обмоток трансформатора, которые будут превышать уровень помех;
• Контроль температуры и влажности окружающей среды. На основании использования этого параметра в системе мониторинга дополнительно оценивается эффективность охлаждения трансформатора, более корректно диагностируются поверхностные загрязнения и локальные повреждения литой изоляции обмоток трансформатора. Совместный учет нагрузки трансформатора, температуры обмоток, температуры и влажности воздуха и интенсивности разрядных процессов позволяет строить модели старения компаундной изоляции, определять ее остаточный ресурс;
• Контроль вибрации трансформатора. Датчик вибрации, устанавливаемый на нижней части сердечника трансформатора, дает возможность проводить оперативную диагностику состояния конструкции трансформатора, выявлять наличие ослаблений и механических дефектов различной природы. Эта информация также учитывается при определении остаточного ресурса трансформатора.

Установка TDM-10S на трансформаторе:

Прибор системы мониторинга TDM-10S устанавливается рядом с контролируемым силовым трансформатором с литой изоляцией. Все первичные датчики монтируются непосредственно на контролируемом трансформаторе или рядом с ним. При монтаже необходимо использовать максимально короткие сигнальные кабели от датчиков до прибора для уменьшения влияния электромагнитных помех.

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 контроля остаточного ресурса твердой изоляции обмоток.

Датчик климата (температуры и влажности окружающего воздуха) при монтаже системы на месте дополнительно подключать к прибору не нужно. Еще при изготовлении на заводе он сразу же монтируется на корпусе прибора в отдельном кабельном вводе (чувствительный элемент датчика немного выступает из корпуса кабельного ввода) и уже подключен к плате измерительного прибора.

Передающая антенна выбранного при заказе системы мониторинга беспроводного интерфейса связи (по выбору это может быть или Bluetooth, или LoRa) также заранее монтируется в верхней части корпуса измерительного прибора и не требует подключения при помощи внешней кабельной линии.

Внешние интерфейсы системы мониторинга для силовых трансформаторов с литой изоляцией с рабочим напряжением 6-10 кВ TDM-10S:

Как и все системы мониторинга силовых трансформаторов 6-35 кВ производства фирмы ДИМРУС, система TDM-10S после монтажа легко интегрируется в информационную АСУ-ТП подстанции или предприятия при помощи встроенных интерфейсов передачи информации:

• Гальванически изолированный проводной интерфейс марки RS-485. Этот промышленный защищенный интерфейс связи обладает удовлетворительной скоростью передачи информации и хорошей помехозащищенностью, но требует прокладки по подстанции линии связи;
• Стандартный беспроводной интерфейс марки Bluetooth. Особенно удобен этот интерфейс при автономном использовании системы мониторинга, когда информация о текущем состоянии трансформатора не передается в общую систему АСУ-ТП, а будет периодически считываться персоналом предприятия при проведении обходов оборудования с использованием стандартного смартфона или планшета с соответствующим программным обеспечением. Антенна этого интерфейса связи монтируется на верхней стороне корпуса прибора системы мониторинга;
• Беспроводной интерфейс связи марки LoRa. При помощи этого интерфейса информация может передаваться на большое расстояние, достигающее нескольких километров. Вторым достоинством интерфейса LoRa является использование в нем двойного шифрования информации.

Для отображения информации о текущем состоянии контролируемого трансформатора на крышке корпуса прибора TDM-10S установлены три цветных светодиода, отображающие работоспособность системы мониторинга и текущее техническое состояние контролируемого трансформатора – норма, тревожное состояние, предаварийное состояние.

Сам измерительный прибор системы мониторинга TDM-10S поставляется в защитном металлическом корпусе, показанном на рисунке. Прибор монтируется рядом с контролируемым трансформатором на наружной поверхности защитного кожуха. Это делается для того, чтобы обеспечить минимальную длину соединительных линий от внешних датчиков контроля параметров трансформатора.

Измерительный прибор системы TDM-10S может быть смонтирован и внутри защитного кожуха трансформатора, но в этом случае будет сложнее обеспечить необходимый температурный режим работы встроенной электроники прибора и организовать надежную работу беспроводных интерфейсов связи для передачи информации в систему АСУ-ТП.

Признаки дефектных состояний силовых трансформаторов с литой изоляцией, диагностируемые системами мониторинга марки TDM-10S и TDM-35S:

Для организации диагностического мониторинга сухих трансформаторов с литой изоляцией используются системы мониторинга двух марок. Эти системы различаются конфигурацией используемых технических средств регистрации параметров трансформатора. В результате системы имеют различную информативность и достоверность получаемых результатов.

Перечень контролируемых параметров систем мониторинга приведен в таблице 1:

Примечания к таблице:

⁽¹⁾ - по заказу система TDM-10S может быть поставлена с 2 датчиками температуры;

⁽²⁾ - дополнительная опция системы мониторинга;

⁽³⁾ - контроль и локация мест разрядной активности при помощи трех СВЧ антенн;

⁽⁴⁾ - контроль двух температурных порогов с включением 2 групп вентиляторов обдува.

Эти системы мониторинга предназначены для диагностического мониторинга трансформаторов с литой изоляцией и различаются количеством первичных датчиков и их типом.

В результате системы, с одной стороны, имеют различную достоверность получаемых диагностических заключений, а с другой стороны они различаются по стоимости. Чем больше количество датчиков и сложнее система, тем она дороже.

Перечень наиболее часто встречающихся локальных дефектных состояний силовых трансформаторов с литой изоляцией, выявляемых встроенной диагностической экспертной системой, приведен в таблице:

Достоверность выявления дефектных состояний контролируемого трансформатора в таблице П.2.2. иллюстрируется следующим образом:

(++) – достаточно высокая достоверность;

(+) – сравнительно невысокая достоверность.

Для каждой из трех контролируемых подсистем трансформатора: для изоляционной системы, для сердечника трансформатора и для его конструкции в программном обеспечении системы мониторинга строятся локальные математические модели.

Итоговая математическая модель трансформатора, его цифровой двойник, комплексно строится на основе объединения параметров локальных моделей всех контролируемых подсистем трансформатора с литой изоляцией.