Достоверная информация о состоянии силовых трансформаторов важна для всех электрических сетей. Поэтому на базе Санкт-Петербургского государственного политехнического университета был разработан комплекс СКИТ. Он предназначен для непрерывного измерения параметров состояния изоляции силовых трансформаторных установок. В процессе мониторинга система оперативно выявляет процессы старения и деформации изоляционных материалов, что способствует своевременному выявлению дефектов, предотвращает сбои в работе электрооборудования и позволяет оперативно выполнять ремонтные работы до того, как очаг повреждения достигнет критических размеров.
Наряду с мониторингом состоя- ния изоляции, функционал комплекса СКИТ обеспечивает подачу актуальной информации о других параметрах работы трансформаторов высших классов напряжения:
• О концентрации горючих газов, рас- творенных в масле;
• Об уровне механических примесей;
• О массовой доле влаги в трансформа- торном масле;
• О тангенсе высоковольтных вводов;
• О частичных разрядах в изоляции, которые определяются с помощью электрического и акустического ме- тодов с построением амплитудных спектров (ч. р.) и фазовых диаграмм по кажущемуся заряду;
• Об уровне масла в расширительном баке;
• О температуре верхних слоев масла;
• О качестве работы системы охлажде- ния с контролем температурных по- казателей на входе и выходе охлади- теля;
• О температуре на поверхности бака;
• О давлении масла во вводах и др.
В ходе измерений система структурирует информацию и подает ее либо в виде удобных таблиц, либо в виде графиков с детализацией показаний измерительных приборов, полученных в разное время, либо в виде цветных осциллограмм. Все данные хранятся в стандартной SQL базе и с помощью сервера могут быть переданы в любую автоматизированную систему управле- ния или удаленный компьютер. Система прошла промышленную эксплуатацию на базе Сургутской ГРЭС-2 и продемонстрировала безотказную работу в суровых климатиче- ских условиях, которыми отличаются районы Крайнего Севера.
Насколько это целесообразно?
Есть варианты! Степень целесообразности ис- пользования мониторинговых систем должна определяться экономическими показателями. В идеальном вариантерентабельность установки обусловлена возможностью снижения эксплуатационных затрат, повышением надежности электрооборудования и продлением срока его эксплуатации.
Однако в настоящее время не существует корректной методики, с по- мощью которой энергетики могли бы максимально точно определять экономическую эффективность от установки инновационного оборудования.
В то время как применяемые на практике методы отталкиваются от весьма приблизительных исходных параметров, что, в свою очередь, не гарантирует по- лучения оптимального результата. В то время как экономисты и ученые всего мира бьются над решением этой задачи, на практике для определения экономической целесообразности используется принцип экспертных оценок, согласно которому установку системы считают экономически целесообразной лишь в том случае, если затраты на ее приобретение не превышают определенный процент от стоимости основного электрооборудования. При этом у специалистов не должно возни- кать сомнений в надежности системы контроля.
В разных странах величина этого процента определяется исходя из опыта использования подобных мониторинго- вых комплексов в работе других видов оборудования. Так, в Японии за эталон принято считать показатель в 15%, а в США экономисты остановились на цифре в 9%. Учитывая определенные сложности, с которыми сталкивались российские энергетики на начальных этапах внедрения систем контроля, за основу была принята величина в 3%.
При таком подходе экономическая эффективность системы непрерывного мониторинга у экспертов не вызывает никаких сомнений. Например, если ее установить на 50 трансформаторных установках, которые эксплуатируются на протяжении нескольких десятилетий, то по крайней мере хотя бы один сбой в работе оборудования будет предупрежден. Таким образом, учитывая низкий порог рентабельности, установ- ка системы контроля себя оправдывает.
Однако, применив принцип экспертных оценок, разработчики комплекса СКИТ пришли к выводу, что для трансформаторов 110 кВ малой мощности стоимость базовой модели достаточно высока. Поэтому они предложили ее в нескольких вариантах:
• СКИТ А1 представляет собой автономную версию системы мониторинга с минимальной комплектацией. В первую очередь она предназначена для установки на трансформаторах, автотрансформаторах и реакторах мощностью до 40 МВт, напряжение которых не превышает 110 кВ. Комплекс устанавливается на радиатор системы охлаждения или термосифонный фильтр. Он оснащен специальными датчиками, которые позволяют контролировать уровень влажности твердой изоляции и тем- пературу трансформаторного масла. Полученная информация обрабатывается встроенным микроконтроллером, а результаты исследования выводятся на дисплей. Объема встроенной памяти достаточно для сохранения краткой истории показаний приборов, поступающих от датчиков в течение 1 месяца. На переднюю панель аппарата выведены светодиодные лампы, сигнализирующие о текущем состоянии трансформатора, что су- щественно облегчает работу обслу- живающего персонала и позволяет оперативно получать всю доступную информацию.
• СКИТ А2. Этот вариант является автономной версией комплекса в максимальной комплектации. Он раз- работан для трансформаторов, авто- трансформаторов и реакторов мощно- стью до 63 МВт, напряжением до 110 кВ. Встроенные датчики информиру- ют энергетиков об уровне растворен- ных в масле газов (водорода и суммы горючих газов), о влажности твердой изоляции, температуре масла, а также о количестве механических примесей в масле. Помимо этого система оснащена датчиком, определяющим тангенс высоковольтных вводов НК- методом. Принцип работы прибора аналогичен методике функционирования предыдущей версии комплекса.
• СКИТ С1 – это упрощенный вариант мониторинговой системы. Ее конструкция не предусматривает наличия быстродействующего аналого-цифрового преобразователя. Эта версия разработана для трансформаторных установок, автотрансформаторов и реакторов мощностью до 125 МВт, напряжением до 220 кВ. Функционал прибора позволяет контролировать уровень механических примесей и растворенных в масле газов, влажность твердой изоляции, температуру масла и tgб под рабочим напряжением НК-методом. Также система оборудована электрическими датчиками частичных разрядов (без функции снятия осциллограмм). Она может быть установлена на радиатор системы охлаждения, термосифонный фильтр или на устройство присоединения к измерительным выводам высоковольтных вводов и акустические датчики частичных разрядов, которые расположены на баке трансформатора. Все полученные данные прибор обрабатывает с помощью встроенного контроллера, после этого информация выводится на внутренний дисплей. В памяти системы результаты измерений сохраняются в течение одного месяца. Передняя панель устройства оснащена светодиодами, которые информируют персонал о состоянии оборудования. Функционал СКИТ С1 позволяет подключать прибор к локальной вычислительной сети для передачи собранных данных и со - общений о сбое в работе трансформа - тора на удаленный компьютер.
