Автоматизированная система мониторинга и технического диагностирования (АСМД) трансформаторного оборудования

Категория: Автоматизированные системы мониторинга и управления подстанций и энергосистем

Аттестована в ПАО "Россети"
под № IIЗ-56/23.

Автоматизированная система мониторинга и технического диагностирования трансформаторного оборудования на базе технических решений ООО «Прософт-Системы» предназначена для измерения, регистрации и обработки основных диагностических параметров трансформаторного оборудования, определения технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса в непрерывном режиме.

АСМД соответствует требованиям СТО 56947007‑29.200.10.011.

Функции системы

Контроль параметров электрической сети на стороне ВН, СН, НН;
Контроль тепловых параметров:
- температуры верхних/нижних слоев масла;
- температуры обмотки;
- температуры наиболее нагретой точки обмотки (по максимально загруженной стороне ВН, СН, НН);
- температуры на входе и выходе охладителей;
- температуры РПН;
- температуры окружающей среды;
Диагностирование развивающихся дефектов маслонаполненного оборудования в соответствии с требованиями РД 153-34.0-46.302;
Контроль содержания влаги, растворенной в трансформаторном масле, с оценкой тенденции изменения состояния;
Контроль состояния системы охлаждения и определение ее эксплуатационного ресурса;
Контроль и регистрация положения и числа переключений РПН;
Регистрация электромагнитных частичных разрядов (на базе системы контроля разрядной активности ООО «ВИКС»);
Контроль качества эксплуатационных масел и содержания газов (на базе прибора контроля качества эксплуатационных трансформаторных масел ООО «ВИКС»);
Вибродиагностика контролируемого объекта (на базе датчиков вибрации ООО "Прософт-Системы" и ООО «ВИКС»);
Выполнение расчетно-аналитических моделей;
Обмен данными со смежными устройствами и системами по стандартным протоколам IEC 61850 (GOOSE, MMS), IEC 60870-5-104, Modbus и др.;
Импорт измеренных величин, характеризующих режимное состояние контролируемого объекта в рабочем режиме, а так же при перенапряжениях и к.з.;
Формирование отчета о текущем состоянии контролируемого трансформаторного оборудования.

Методы контроля и диагностики

Система АСМД осуществляет измерение диагностических параметров отдельных устройств и узлов контролируемых объектов, и определяет их техническое состояние по расчетно-аналитическим моделям в режиме реального времени, в том числе:

контроль активной, реактивной мощностей, полной мощности и cosφ по сторонам контролируемого объекта;
контроль параметров изоляции высоковольтных вводов согласно ГОСТ 20074‑83, ГОСТ 10693‑81;
контроль допустимых кратковременных повышений напряжения на стороне ВН согласно ГОСТ 1516.3‑96, ГОСТ 11677‑85;
контроль допустимых систематических и аварийных перегрузок согласно ГОСТ 14209‑97;
контроль температуры наиболее нагретой точки обмотки согласно ГОСТ 14209‑97 и МЭК 60076‑7;
преобразование данных относительного влагосодержания масла в абсолютное. Расчет влагосодержания твердой изоляции в местах перегрева;
определение температуры образования пузырьков газа;
контроль старения изоляции обмоток согласно ГОСТ 14209‑97. Прогноз старения и общего износа согласно МЭК 60076-7;
выполнение расчета нагрузочной способности трансформаторного оборудования согласно ГОСТ 14209‑97, МЭК 60076-7 и МЭК 60076-2;
контроль режима работы системы охлаждения, определение эффективности и остаточного ресурса компонентов системы охлаждения;
контроль состояния устройства РПН, определение механического и электрического износа контактов;
расчет параметров основной изоляции высоковольтных вводов: значений тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ1), емкости изоляции (С1);
комплексная оценка технического состояния силового оборудования на текущий момент эксплуатации с учетом критериев оценки, определенных Приказом Минэнерго России № 676 от 26.07.2017.

Структура и состав АСМД

Архитектура системы соответствует требованиям СТО 56947007‑29.200.10.011 и является трёхуровневой (рис 1).

Уровень I — первичные датчики и измерительные системы (объем поставки определяется на этапе заполнения карты заказа на АСМД и согласно требованиям заказчика).

Уровень II — шкаф мониторинга в составе с контроллером присоединения ARIS-42xx, обеспечивающим:

сбор и первичную обработку сигналов, полученных от первичных датчиков и систем уровня I;
выполнение расчетно-аналитических моделей;
хранение данных за весь срок службы трансформаторного оборудования;
самодиагностику компонентов АСМД и каналов связи со смежными системами и датчиками;
формирование отчета о текущем состоянии контролируемого трансформаторного оборудования;
графическое отображение текущего состояния оборудования на панели ИЧМ (опционально).

Уровень III — реализуется на базе программно-технических средств АСУ ТП объекта автоматизации, построенной на базе SCADA систем. Выполняет следующие функции:

хранение данных за весь срок службы трансформаторного оборудования;
визуализация состояния контролируемых и рассчитываемых параметров, срабатывания предупредительной и аварийной сигнализации;
отображение архивной информации по контролируемым параметрам в виде таблиц, трендов и отчётов;
дистанционное конфигурирование и проверка исправности устройств нижних уровней.

Рисунок 1 - Архитектура АСМД

Шкаф системы мониторинга (ШСМ)

Шкаф мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования предназначен для установки в непосредственной близости с трансформаторным оборудованием. В шкафу мониторинга предусмотрена система самодиагностики, и, при фиксации недопустимого технологического состояния того или иного оборудования, формируется сигнал «Неисправность».

Основные технические характеристики ШСМ

рабочая температура с системой микроклимата	-60…+55°С
степень защиты	IP54, IP55
механические факторы	по группе М6
цепи питания: постоянным током (по схеме с АВР) переменным током	220 В 220 В, 50 Гц
потребляемая мощность: по цепям постоянного тока по цепям переменного тока при включенных обогревателях	не более 220 Вт не более 750 ВА

Надежность и безопасность

средний срок службы — 20 лет;
среднее время восстановления (с использованием ЗИП) — 30 мин.;
передача данных на верхний уровень по резервированной ВОЛС с непрерывным контролем состояния цифровой линии связи;
автоматическое установление связи с оборудованием верхнего уровня системы;
соответствие самым жестким требованиям по ЭМС.

Настройка и конфигурирование

Конфигурирование АСМД осуществляется с помощью встроенного WEB-интерфейса контроллеров ARIS-42xx.

Работа с системой не требует дополнительного программного обеспечения и осуществляется с помощью: