«Анализ и опыт применения систем мониторинга силовых трансформаторов»

Анализ и опыт применения систем мониторинга силовых трансформаторов

ООО «МТК Бизнес.Оптима»Докладчик : Рудченко Игорь АлимовичГенеральный директор

XII Новосибирский инновационно-инвестиционный форум

«Инновационная Энергетика»

11.11.2016г.

Мониторинг и диагностика силовых трансформаторов.Контролируемые параметры

Давление

Уровень

Давление

Состояние РПН

Нагрузка, ввода

Система охлаждения

Температура

ПрочееГазосодержаниеВлагосодержание

Частичные разряды

Законодательная база

Хроматография является на сегодняшний день основным методом для получения сведений о состоянии маслонаполненного электро оборудования (далее МНЭО), применяемым как в России, так и за рубежом. Порядок отбора проб и интерпретации результатов определяются согласно РД 153-34.0-46.302-00 «Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворённых в масле» и РД 34.46.303-98 «Методические указания по подготовке и проведению хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов»

Международные стандарты

Наиболее часто употребляемые в международной практике стандарты – МЭК 60599 «Электрооборудование с пропиткой минеральным маслом при эксплуатации. Руководство по интерпретации результатов анализа растворенных и свободных газов» и МЭК 60567 «Электрооборудование маслонаполненное. Отбор проб газа и масла для анализа свободных и растворенных газов». В разделе 5.1 стандарта IEEE C57.140-2006 «Руководство IEEE по оценке состояния трансформаторов с жидким наполнителем» также подчёркивается важность диагностики состояния трансформатора именно по результатам хроматографического анализа.

Образование горючих газов. Теория.

• Серверон БОР TM1 – контроль водорода и влаги.

– Общая индикация о состоянии трансформатора без детализации типа проблемы

– Простота монтажа и возможность применения для трансформаторов до 10МВА

• Серверон БОР TM8 – контроль 8-ми газов– Полная диагностика в реальном времени на

основании непрерывного газоанализа– Для наиболее критичных трансформаторов

Контроль растворенных газов – от 1 газа до 8-ми газов

Реализация проекта хроматограф TM8.

Показать эскиз установки СМ ПХАРГ

Пример №1, применение он-лайн хроматографа для диагностики маслонаполненного оборудования

Информация об объекте:Предприятие Омское ПМЭСПодстанция ЗаряНомер по однол.схеме Р-532 фидер «С»Зав. номер 1500631Введен в эксплуатацию 2005Тип РОМБС-60000/500УХЛ1

Пример №1 установка прибора

Результаты поточного ХАРГ в графическом виде:

Пример №1

Пример №1 Диагностика:

Пример №1 Диагностика:

Пример №1

Результаты сравнения ХАРГ в табличном виде:

Дата

H2 CH4 C2H2 C2H4

TM8Лабор.

хр-ф ΔГранич.

концентр TM8Лабор.





хр-ф Δ

Гранич. концент

р1 05.12.2014 706,5 700 6,5

250

78,9 82,5 -3,6

600

0 0,2 -0,2

30

8,2 8,5 -0,3

3002 25.12.2014 716,3 696 20,3 81,7 86,7 -5 0 0,3 -0,3 8,7 8,5 0,23 21.01.2015 792,5 544 248,5 87,4 81,6 5,8 0 0,3 -0,3 8,5 7,5 14 12.02.2015 840,2 801,9 38,3 90,6 93,9 -3,3 0 0,2 -0,2 8,5 8,4 0,1

Дата

C2H6 CO CO2

TM8Лабор.




концентрTM8 Лабор.


концентр1 05.12.2014 8,5 8,4 0,1

200

635,8 638,5 -2,7

1000

2517,8 2830,0 -312,2

40002 25.12.2014 9,4 8,6 0,8 632,7 605,9 26,8 2659,0 2390,2 268,83 21.01.2015 9,8 8,9 0,9 631,8 531,2 100,6 2568,9 2223,0 345,94 12.02.2015 9,4 9,39 0,01 638,2 587,9 50,3 2536,0 2182,8 353,2

И лабораторный и поточный ХАРГ, показывают превышение водорода выше граничных значений.

Результаты ХАРГ в графическом виде:

5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/150

100200300400500600700800900

1000 Водород (H2), ppm

ХАРГ ТМ8

5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/150

102030405060708090

100 Метан (CH4), ppm

ХАРГ ТМ8

5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/150

2

4

6

8

10 Ацетилен (C2H2), ppm

ХАРГ ТМ8

5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/150

10

20

30

40

50 Этилен (C2H4), ppm

ХАРГ ТМ8

Пример №1


5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/150

10

20

30

40

50Этан (C2H6), ppm

ХАРГ ТМ8

5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/150

200

400

600

800

1000Оксид углерода (CO), ppm

ХАРГ ТМ8

5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/150.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00Диоксид углерода (CO2), ppm

ХАРГ ТМ8

Пример №1

Пример №1

Анализ результатов:

1) Показания лабораторного хроматографа за 21.01. по водороду значительно отличаются от показаний за другие даты. По всей видимости 21.01 были допущены ошибки при пробозаборе.

2) Показания лабораторного хроматографа и поточного хроматографа TM8 практически по всем газам близки. Имеется расхождения по показаниям водорода и угарного газа за 21.01. По остальным газам расхождения не превышают 15 %.

3) Нижняя граница показаний по ацетилену для прибора Серверон БОР ТМ8 составляет 1 ppm, при значениях меньше 0,5 ppm отображается «0».

Пример №1

Выводы:

1) Прибор Серверон БОР TM8 показал работоспособность при низких температурах (до -35 град). При этом стабильность показаний сохранилась.

2) Показания лабораторного хроматографа и поточный TM8 в основном коррелируют. При этом показания поточного хроматографа TM8 более стабильные, т.к. они не зависят от «человеческого фактора».

3) Получение результатов Серверон БОР TM8 производится дистанционно. Анализ показаний прибора TM8 происходит автоматически.

4) Подтверждена возможность использования поточного ХАРГ для мониторинга состояния трансформатора на основании анализа растворенных в трансформаторном масле газов согласно РД 153-34.0-46.302-00.

Пример №2, применение он-лайн хроматографа для диагностики маслонаполненного оборудования

Информация об объекте:Предприятие ЭЧ-7Подстанция РЖДНомер по однол.схеме ТМР-2 КВ-2Зав. номер 23211Введен в эксплуатацию 1969Тип УТМРУ-63000/35

Установка прибора:

Пример №2

Результаты поточного ХАРГ в графическом виде:Пример №2

Диагностика:Пример №2

Диагностическое заключение:

Анализ результатов по методики «треугольник Дюваля» показывает высокотемпературный перегрев.

Заключение лабораторного ХАРГ также говорит о дефекте термического характера в диапазоне высоких температур.

Вывод:Диагностическое заключение по результатам измерения лабораторного ХАРГ и поточного Серверон БОР TM8 совпадают.

Пример №2

Результаты сравнения ХАРГ в табличном виде:

И лабораторный ХАРГ, и ТМ8 показывают превышение этилена на 80% выше допустимых значений. Уровень ацетилена также близок к критическим показаниям у обоих приборов.

Дата

H2 CH4 C2H2 C2H4

TM8Лабор.







хр-ф Δ

Гранич. концент

р1 16.01.2015 6,1 0 6,1

100

20,9 20,2 0,7

100

9,7 9,6 0,1

10

185,6 191,5 -5,9

1002 20.01.2015 5,9 9,7 -3,8 20,1 27,5 -7,4 9,7 11,2 -1,5 185,6 223,6 -383 23.01.2015 6,4 3,6 2,8 21 23,8 -2,8 9,7 9,8 -0,1 182,9 203,8 -20,94 25.02.2015 6,9 0 6,9 25,2 26,4 -1,2 9,7 10 -0,3 190 208,3 -18,35 26.03.2015 10,5 10 0,5 35,6 38,3 -2,7 10,5 10,8 -0,3 208,5 230,8 -22,3

Дата

C2H6 CO CO2

TM8Лабор.




концентр

TM8Лабор.


концентр 1 16.01.2015 32 27,7 4,3

50

54 30,1 23,9

600

1468,30 1045,6 422,7

8000

2 20.01.2015 31,2 31,4 -0,2 54,5 45 9,5 1446,70 988,1 458,6 3 23.01.2015 31,4 29,4 2 54 29,1 24,9 1404,60 1031,6 373 4 25.02.2015 32,5 30,2 2,3 50,5 39,8 10,7 1379,10 1175,6 203,5 5 26.03.2015 34,2 32,2 2 49,4 48,7 0,7 1398,5 1294 104,5

Пример №2


1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/201502468

101214161820

Водород (H2), ppm

ХАРГ ТМ8

1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/201505

101520253035404550 Mетан (CH4), ppm

ХАРГ ТМ8

1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/20150

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20Ацетилен (C2H2), ppm

ХАРГ ТМ8

1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015100125150175200225250275300 Этилен (C2H4), ppm

ХАРГ ТМ8

Пример №2


1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/20150

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50 Этан (C2H6), ppm

ХАРГ ТМ8

1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/20150

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Оксид углерода (CO), ppm

ХАРГ ТМ8

1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/20150

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000Диоксид углерода (CO2), ppm

ХАРГ ТМ8

Пример №2

Анализ результатов:

1) Показания лабораторного хроматографа за 20.01. по всем газам отличаются от показаний за другие даты. По всей видимости 20.01. были допущены ошибки при пробозаборе.

2) Показания лабораторного хроматографа и поточного Серверон БОР TM8 для газов со значениями близкими к граничным концентрациям или превышающими различаются (этилен, ацетилен) не более, чем на 15 %.

3) Показания по водороду различаются в 1,5-2 раза. Это связано с низкой концентрацией водорода, значения находятся на пределе обнаружения. При этом показания водорода не являются критичными для данного трансформатора.

Пример №2

Выводы:

1) Прибор Серверон БОР TM8 показал работоспособность при низких температурах (до -25 град). При этом стабильность показаний сохранилась.

2) Показания лабораторного хроматографа и поточного TM8 в основном коррелируют. При этом показания поточного ХАРГ ТМ8 более стабильные, т.к. они не зависят от «человеческого фактора».

3) Получение результатов прибора TM8 производится дистанционно. Анализ показаний прибора TM8 происходит автоматически.

4) Подтверждена возможность использования поточного ХАРГ для анализа состояния МНЭО и диагностики дефектов согласно РД 153-34.0-46.302-00.

Пример №2

Пример №3Результаты сравнения трендов поточного и лабораторного ХАРГ:

В представленных выше руководящих документах, важными положениями являются указывающие на обеспечение высокой точности измерений и корректности проводимой на их основе диагностики. Точность измерений напрямую влияет на результаты диагностики, поэтому особенно важно, чтобы метрологические характеристики средства измерения (хроматографа, газоанализатора) имели подтверждение, исходящее не из документации производителя, являющегося, очевидно, заинтересованной стороной, а от независимого официального эксперта. Поэтому необходимо отметить отдельно, что при выборе системы газоанализа необходимо также уделять повышенное внимание вопросу присутствия рассматриваемой системы в государственном реестре средств измерений.

Метрологическая сертификация

Свидетельство о соответствии треб. РоссетейО внесении в Госреестр средств измерений

Разрешительная документация

Точность измерений Мишель Дюваль, разработавший инструмент диагностики «треугольники Дюваля» неоднократно демонстрировал на своих лекциях, что низкая точность измерений будет приводить к тому, что вместо одних, реально развивающихся дефектов, будут диагностироваться другие, что ставит под сомнение общую пользу от установки систем диагностики, вместо которых вполне можно будет устанавливать индикаторы растворённых газов, лишь приблизительно показывающие концентрации и обеспечивающие такую же недостоверную картину о развивающихся дефектах.

Доклад Мишеля Дюваля на семинаре организованном компанией ООО «МТК Бизнес.Оптима» 4-5 июня 2014 г.

Необходимость точности измерений Всё вышесказанное совершенно определенно разделяет устройства онлайн анализа на онлайн хроматографы – то есть, приборы соответствующие действующим РД и иные анализаторы с иными показателями точности. Очевидно, что пользователю принципиально важно понимать разницу между показателями, выданными устройством мониторинга, обладающим погрешностью в 5%, в 25-30% или устройством, погрешность которого в принципе не подтверждена Российскими институтами и декларируется лишь в рекламных брошюрах.

Критерии диагностики

Важным диагностическим критерием является также уровень относительной скорости нарастания газосодержаний, по которой делается вывод степени опасности развития дефекта. В пункте 6.6 РД 153-34.0-46.302-00 определяется факт наличия быстроразвивающегося дефекта при относительной скорости нарастания газа/газов более 10% в месяц. Наличие отдельной сигнализации по скорости нарастания газосодержаний в связи с этим может также рассматриваться как дополнительное преимущество.

Обобщение

При внедрении приборов автоматического диагностирования маслонаполненного оборудования мы видим своей целью обеспечение предприятий энергосистем не только данными достаточного уровня точности, но и применимыми с точки зрения действующих РД. Подход к оценке устройств подобного класса, применяемых для эксплуатации на предприятиях и в компаниях, очевидно определён нормативными положениями, применяемыми, например, при аттестации оборудования. Сегодня важно обеспечить пользователя максимальным объемом достоверной информации для обоснованного и справедливого выбора наилучшего технического решения для повышения надежности и безопасности в работе МНЭО.

Спасибо за вниманиеВаши вопросы?

ООО «МТК Бизнес.Оптима» Тел.: +7(495)739-42-50

email: [email protected]

Business

«Анализ и опыт применения систем мониторинга силовых трансформаторов»