Анализ и опыт применения систем мониторинга силовых трансформаторов ПАО «Ленэнерго» с точки зрения производителя онлайн хроматографов

Page 1
background image

Page 2
background image

СЕТИ  РОССИИ

120

Анализ и опыт применения 
систем мониторинга 
силовых трансформаторов 
ПАО «Ленэнерго» с точки 
зрения производителя 
онлайн хроматографов

Данная статья инициирована публикацией, вышедшей в Ежеквартальном 
спецвыпуске № 1 журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ.  Передача и распределение» 
(июнь, 2016 год) и посвященной анализу выбора и опыта применения систем 
мониторинга силовых трансформаторов ПАО «Ленэнерго». Целый ряд поло-
жений этой публикации, в том числе выводов и заключений, определяет пре-
имущество прибора-газоанализатора индикаторного типа перед онлайн хрома-
тографом. Цель данной статьи — изложить собственную позицию в отношении 
сравнения, приведенного в указанной публикации.

Леонид ПОСПЕЕВ, начальник технического отдела ООО «МТК Бизнес.Оптима»

Андрей СЕЛИХАНОВИЧ, директор по развитию ООО «МТК Бизнес.Оптима»

д

и

а

г

н

о

с

т

и

к

а

д

иагн

о

с

т

и

к

а

ХАРГ

 —

ТРЕБОВАНИЯ

 

И

 

РЕАЛИЗАЦИЯ

 

Хроматография

 

является

 

на

 

сегодняшний

 

день

 

основным

 

методом

 

для

 

получения

 

све

-

дений

 

о

 

состоянии

 

маслонаполненного

 

обо

-

рудования

применяемым

 

как

 

в

 

России

так

 

и

 

за

 

рубежом

В

 

нашей

 

стране

 

порядок

 

отбора

 

проб

 

и

 

интерпретации

 

результатов

 

определя

-

ются

 

РД

 153-34.0-46.302-00 «

Методические

 

указания

 

по

 

диагностике

 

развивающихся

 

дефектов

 

трансформаторного

 

оборудова

-

ния

 

по

 

результатам

 

хроматографического

 

анализа

 

газов

растворенных

 

в

  

масле

» 

и

 

РД

 

34.46.303-98 «

Методические

 

указания

 

по

 

под

-

готовке

 

и

 

проведению

 

хроматографического

 

анализа

 

газов

растворенных

 

в

 

масле

 

сило

-

вых

 

трансформаторов

». 

Наиболее

 

часто

 

упо

-

требляемые

 

в

 

международной

 

практике

 

стан

-

дарты

 — 

МЭК

 60599 «

Электрооборудование

 

с

 

пропиткой

 

минеральным

 

маслом

 

при

 

экс

-

плуатации

Руководство

 

по

 

интерпретации

 

результатов

 

анализа

 

растворенных

 

и

 

сво

-

бодных

 

газов

» 

и

 

МЭК

 60567 «

Электрообо

-

рудование

 

маслонаполненное

Отбор

 

проб

 

газа

 

и

 

масла

 

для

 

анализа

 

свободных

 

и

 

рас

-

творенных

 

газов

». 

В

 

разделе

 5.1 

стандар

-

та

 IEEE C57.140-2006 «

Руководство

 IEEE 

по

 

оценке

 

состояния

 

трансформаторов

 

с

 

жид

-

ким

 

наполнителем

» 

также

 

подчеркивается

 

важность

 

диагностики

 

состояния

 

трансфор

-

матора

 

именно

 

по

 

результатам

 

хроматогра

-

фического

 

анализа

.

Среди

 

положений

 

указанных

 

выше

 

ру

-

ководящих

 

документов

 

важными

 

являются

 

такие

 

как

 

обеспечение

 

высокой

 

точности

 

из

-

мерений

 

и

 

корректности

 

проводимой

 

на

 

их

 

основе

 

диагностики

Точность

 

измерений

 

на

-

прямую

 

влияет

 

на

 

результаты

 

диагностики

поэтому

 

особенно

 

важно

чтобы

 

метрологи

-

ческие

 

характеристики

 

средства

 

измерения

 

(

хроматографа

газоанализатора

имели

 

под

-

тверждение

исходящее

 

не

 

из

 

документации

 


Page 3
background image

121

производителя

являющегося

очевидно

заинте

-

ресованной

 

стороной

а

 

от

 

независимого

 

офици

-

ального

 

эксперта

Поэтому

 

необходимо

 

отметить

 

отдельно

что

 

при

 

выборе

 

системы

 

газоанализа

 

необходимо

 

также

 

уделять

 

повышенное

 

внимание

 

вопросу

 

присутствия

 

рассматриваемой

 

системы

 

в

 

государственном

 

реестре

 

средств

 

измерений

.

Важным

 

диагностическим

 

критерием

 

является

 

также

 

уровень

 

относительной

 

скорости

 

нараста

-

ния

 

газосодержаний

по

 

котороому

 

делается

 

вывод

 

о

 

степени

 

опасности

 

развития

 

дефекта

В

 

пункте

 

6.6 

РД

 153-34.0-46.302-00 

определяется

 

факт

 

на

-

личия

 

быстроразвивающегося

 

дефекта

 

при

 

отно

-

сительной

 

скорости

 

нарастания

 

газа

/

газов

 

более

 

10% 

в

 

месяц

Наличие

 

отдельной

 

сигнализации

 

по

 

скорости

 

нарастания

 

газосодержаний

 

в

 

связи

 

с

 

этим

 

может

 

также

 

рассматриваться

 

как

 

дополни

-

тельное

 

преимущество

.

Именно

 

исходя

 

из

 

требований

 

этих

 

руково

-

дящих

 

документов

а

 

также

 

многолетнего

 

опыта

 

эксплуатации

производители

 

хроматографиче

-

ских

 

онлайн

-

устройств

 

выстраивают

 

свои

 

произ

-

водственные

 

процессы

крайне

 

скрупулезно

 

под

-

ходя

 

к

 

элементам

 

хроматографического

 

анализа

 

в

 

устройствах

которые

 

могут

 

вносить

 

искажения

 

в

 

результирующие

 

данные

.

Так

например

хроматографы

 

Серверон

 

серии

 

ТМ

 (

в

 

статье

 

ПАО

 «

Ленэнерго

» 

упомянут

 «Serveron 

ТМ

8») 

производятся

 

компанией

 Qualitrol (

локали

-

зованная

 

в

 

РФ

 

версия

 

Серверон

 

БОР

с

 

учетом

 

требований

 

международных

 

стандартов

Основ

-

ные

 

требования

 

стандартов

 

МЭК

использование

 

газа

-

носителя

 

чистоты

 99,999% 

или

 

лучше

  (

раз

-

дел

 7.5.3.7 

МЭК

 60567), 

использование

 

температу

-

ры

 70 º

С

 

для

 

температурной

 

стабилизации

 

пробы

 

растворенных

 

газов

 (

раздел

 7.5.3.7, 

таблица

 1), 

га

-

зовая

 

хроматография

 

как

 

основной

 

метод

 

газоана

-

лиза

  (

раздел

 8), 

наличие

 

периодической

 

поверки

 

и

 

калибровки

 (

раздел

 9).

Наличие

 

периодической

 

калибровки

 

хромато

-

графа

 

особенно

 

важно

поскольку

 

хроматограф

как

 

и

 

любая

 

измерительная

 

система

характеризу

-

ется

 

величиной

 

инструментального

 

дрейфа

кото

-

рый

 

определяется

 

в

 

п

. 7.33 

РМГ

 29-2013 

как

  «

не

-

прерывное

 

или

 

ступенчатое

 

изменение

 

показаний

 

во

 

времени

вызванное

 

изменениями

 

метрологи

-

ческих

 

характеристик

 

средств

 

измерений

», 

а

 

ГОСТ

 

26703-93 

в

 

п

. 2.2 

в

 

явном

 

виде

 

указывает

 

предель

-

ные

 

значения

 

изменения

 

выходного

 

сигнала

 

хро

-

матографа

 

за

 48 

ч

Использование

 

периодической

 

калибровки

 

с

 

автоматической

 

подстройкой

 

пара

-

метров

 

хроматографа

 

позволяет

 

нивелировать

 

не

-

благоприятный

 

эффект

 

от

 

дрейфа

 

сигнала

 

и

 

под

-

держивать

 

заявляемую

 

производителем

 

точность

.

Помимо

 

всего

 

этого

стоит

 

упомянуть

что

 

столь

 

распространенные

 

инструменты

 

диагностики

 

обо

-

рудования

 

на

 

основе

 

газоанализа

  (

метод

 

по

 

со

-

отношениям

 

газов

 

в

 

соответствии

 

с

 

РД

 153-34.0-

46.302-00 

и

 

треугольник

 

Дюваля

 

по

 

МЭК

 60599) 

относятся

 

к

 

инструментам

работающим

 

именно

 

с

 

результатами

 

газовой

 

хроматографии

как

 

сле

-

дует

 

из

 

названия

 

РД

 153-34.0-46.302-00 «

Методи

-

ческие

 

указания

 

по

 

диагностике

… 

по

 

результатам

 

хроматографического

 

анализа

...», 

а

 

приложение

 

А

 

стандарта

 

МЭК

 60599 

прямо

 

рекомендует

 

персо

-

налу

 

энергообъектов

 

использовать

 

для

 

оценки

 

состояния

 

трансформатора

 

данные

полученные

 

методом

 

газовой

 

хроматографии

 

по

 

МЭК

 60567. 

Это

 

можно

 

трактовать

 

и

 

так

что

 

данные

 

с

 

высо

-

кой

 

погрешностью

 

измерений

 

теоретически

 

могут

 

быть

 

использованы

 

для

 

диагностирования

 

состо

-

яния

 

трансформатора

но

 

качество

 

диагностики

 

будет

 

крайне

 

неудовлетворительным

Мишель

 

Дюваль

разработавший

 

инструмент

 

диагностики

 

«

тре

 

угольники

 

Дюваля

», 

неоднократно

 

демонстри

-

ровал

 

на

 

своих

 

лекциях

что

 

низкая

 

точность

 

изме

-

рений

 

будет

 

приводить

 

к

 

тому

что

 

вместо

 

одних

реально

 

развивающихся

 

дефектов

будут

 

диагно

-

стироваться

 

другие

что

 

ставит

 

под

 

сомнение

 

об

-

щую

 

пользу

 

от

 

установки

 

систем

 

диагностики

вме

-

сто

 

которых

 

вполне

 

можно

 

будет

 

устанавливать

 

индикаторы

 

растворенных

 

газов

лишь

 

приблизи

-

тельно

 

показывающие

 

концентрации

 

и

 

обеспечи

-

вающие

 

такую

 

же

 

недостоверную

 

картину

 

о

 

разви

-

вающихся

 

дефектах

.

Все

 

вышесказанное

 

совершенно

 

определен

-

но

 

разделяет

 

устройства

 

онлайн

 

анализа

 

на

 

он

-

лайн

 

хроматографы

 — 

то

 

есть

 

приборы

соответ

-

ствующие

 

действующим

 

РД

и

 

иные

 

анализаторы

 

с

 

иными

 

показателями

 

точности

Мы

 

считаем

что

 

пользователю

 

принципиально

 

важно

 

понимать

 

разницу

 

между

 

показателями

выданными

 

устрой

-

ством

 

мониторинга

обладающим

 

погрешностью

 

в

 5%, 

в

 25–30% 

или

 

устройством

погрешность

 

ко

-

торого

 

в

 

принципе

 

не

 

подтверждена

 

российскими

 

институтами

 

и

 

декларируется

 

лишь

 

в

 

рекламных

 

брошюрах

.

Такой

 

же

 

подход

 

должен

 

быть

 

применен

 

и

 

к

 

иным

 

характеристикам

 

данного

 

типа

 

устройств

величине

 

среднеквадратичного

 

отклонения

 

вы

-

ходных

 

сигналов

уровню

 

флуктуационных

 

шумов

пределу

 

детектирования

диапазону

 

показаний

 

и

 

т

.

п

.

ЭЛЕМЕНТЫ

 

ЭКОНОМИКИ

Хроматограф

 

Серверон

 

ТМ

производства

 

Qualitrol 

требует

 

периодической

 

замены

 

баллона

 

с

 

газом

-

носителем

 

и

 

калибровочным

 

газом

 1 

раз

 

в

 4 

года

а

 

также

 

замены

 

выработавших

 

свой

 

ресурс

 

газовых

 

колонок

что

 

происходит

 1 

раз

 

в

 6  

лет

 

при

 

стандартной

 

частоте

 

взятия

 

проб

Так

-

же

 

периодической

 

проверке

 

должны

 

подвергаться

 

манометры

 

и

 

масляные

 

фитинги

Данные

 

о

 

необ

-

ходимом

 

объеме

 

технического

 

обслуживания

 

этих

 

устройств

 

являются

 

полностью

 

открытыми

.

Данные

 

производителей

утверждающих

что

 

их

 

продукты

 

не

 

требуют

 

расходных

 

материалов

 

во

 

время

 

работы

являются

главным

 

образом

мар

-

кетинговым

 

ходом

Например

точность

 

показаний

 

приборов

 

газоанализа

использующих

 

метод

 

не

-

дисперсного

 

инфракрасного

 

анализа

может

 

кри

-

тически

 

ухудшиться

 

при

 

попадании

 

внутрь

 

прибо

-

 5 (38) 2016


Page 4
background image

122

СЕТИ РОССИИ

ра

 

пыли

 

или

 

грязи

В

 

руководстве

 

по

 

эксплуатации

 

системы

 SmartDGA-9 

описывается

 

необходимость

 

мероприятий

  «

по

 

защите

 

и

 

регулярной

 

очист

-

ке

 

пространства

 

за

 

пределами

 

прибора

 

от

 

пыли

 

и

 

грязи

», 

в

 

том

 

числе

 

там

 

указывается

: «...

не

 

ис

-

пользуйте

 

жидкости

 

и

 

следите

 

за

 

тем

чтобы

 

ниче

-

го

 

не

 

попадало

 

в

 

верхние

 

отверстия

». 

Кроме

 

того

такая

  «

система

 … 

имеет

 

только

 

четыре

 

обслужи

-

ваемые

 

пользователем

 

компонента

батареи

га

-

зовую

 

мембрану

водородный

  (

Н

2

и

 

кислородный

 

(

О

2

датчики

…».

Сравнивая

 

указанные

 

данные

можно

 

утверж

-

дать

что

 

обслуживание

 

онлайн

 

хроматографов

 

и

 

газоанализаторов

 

сходно

 

и

 

по

 

стоимости

и

 

по

 

сложности

 

реализации

Рис

. 1. 

Сравнение

 

тренда

 

измеренного

 

газосодержания

 

ацетилена

 

и

 

данных

 

химической

 

лаборатории

Совершенно

 

очевидно

что

 

и

 

собственно

 

по

-

казатели

 

стоимости

 

приборов

 

рассматриваемых

 

типов

 

относятся

 

к

 

одному

 

порядку

и

 

если

 

и

 

раз

-

личаются

то

 

не

 

более

 

чем

 

на

 

четверть

И

 

обо

-

снование

 

этому

 — 

собственно

 

выдаваемый

 

ими

результат

ПРАКТИКА

 

ПРИМЕНЕНИЯ

 

В

 

энергокомпаниях

 

РФ

 

функционирует

 

целый

 

ряд

 

устройств

 

Серверон

 

ТМ

В

 

нескольких

 

пред

-

приятиях

 

с

 

целью

 

оценки

 

корреляции

 

результатов

 

онлайн

 

и

 

классического

 

ХАРГ

 

проводились

 

и

 

про

-

водятся

 

соответствующие

 

поднадзорные

 

меро

-

приятия

  (

опытно

-

промышленная

 

эксплуатация

). 

В

 

том

 

числе

такая

 

работа

 

была

 

осуществлена

на

-

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Данные ТМ8

Данные химлаборатории

26 авг 14

18 сен 14

06 апр 15

17 мар 15

25 фев 15

05 фев 15

16 янв 15

27 дек 14

07 дек 14

17 ноя 14

28 ок

т 14

08 ок

т 14

26 апр 15

0

50

100

150

200

250

300

350

Данные ТМ8

Данные химлаборатории

26 авг 14

18 сен 14

06 апр 15

17 мар 15

25 фев 15

05 фев 15

16 янв 15

27 дек 14

07 дек 14

17 ноя 14

28 ок

т 14

08 ок

т 14

26 апр 15

Рис

. 2. 

Сравнение

 

тренда

 

измеренного

 

газосодержания

 

этана

 

и

 

данных

 

химической

 

лаборатории


Page 5
background image

123

Рис

. 3. 

Сравнение

 

тренда

 

измеренного

 

газосодержания

 

водорода

 

и

 

данных

 

химлаборатории

Все

 

значения

 

трендов

 

находятся

 

в

 

области

 

малых

 

концентраций

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Данные ТМ8

Данные химлаборатории

26 авг 14

18 сен 14

06 апр 15

17 мар 15

25 фев 15

05 фев 15

16 янв 15

27 дек 14

07 дек 14

17 ноя 14

28 ок

т 14

08 ок

т 14

26 апр 15

пример

 

в

 

МЭС

 

Сибири

 

в

 

рамках

 

аттестации

 

в

 

ПАО

 

«

Россети

», 

в

 

ПАО

 «

Ленэнерго

». 

В

 

ходе

 

опытно

-

промышленной

 

эксплуатации

 

(

ОПЭ

постоянно

 

наблюдались

 

и

 

сравнивались

 

ре

-

зультаты

 

АРГ

определяемые

 

химической

 

лабора

-

торией

 

предприятия

 

и

 

данные

 

хроматографа

 

ТМ

8.

 

На

 

рисунках

 1 

и

 2 

показаны

 

примеры

 

сравнения

 

трендов

 

газосодержаний

измеренных

 

ТМ

8, 

и

 

дан

-

ных

 

химической

 

лаборатории

Из

 

практических

 

результатов

 

сравнения

 — 

высокая

 

сходимость

высокая

 

корреляция

 

с

 

лабораторным

 

ХАРГ

ста

-

бильность

 

результатов

В

 

результате

 

сравнитель

-

ного

 

анализа

 

можно

 

выявить

 

скорее

 

вероятные

 

проблемы

возникшие

 

при

 

ручном

 

отборе

 

проб

что

 

хорошо

 

видно

 

на

 

рисунке

 2.

Справедливости

 

ради

 

необходимо

 

отметить

что

 

в

 

рамках

 

ОПЭ

 

присутствовали

 

расхождения

 

с

 

лабораторным

 

ХАРГ

Но

 

они

 

определялись

 

на

 

малых

 

концентрациях

 

растворенных

 

газов

  (

в

 

ос

-

новном

 — 

водорода

), 

что

 

несущественно

 

для

 

ана

-

лиза

При

 

этом

 

сохранялась

 

корреляция

 

данных

тренды

 

и

 

сходимости

.

 

В

 

целом

 

результаты

 

опытно

-

промышленной

 

эксплуатации

 

были

 

признаны

 

успешными

 

как

 

про

-

фильными

 

специалистами

 

ПАО

  «

Ленэнерго

», 

так

 

и

 

специалистами

 

ООО

  «

МТК

 

Бизнес

.

Оптима

» — 

официального

 

представителя

 

завода

-

производите

-

ля

 Qualitrol 

в

 

РФ

Результаты

 

ОПЭ

 

были

 

представ

-

лены

 

открыто

 

с

 

указанием

 

величин

 

расхождений

 

на

 

отраслевом

 

специализированном

 

семинаре

 

«

Онлайн

 

диагностика

 

силовых

 

трансформаторов

», 

прошедшем

 

в

 

июле

 2015 

года

 

на

 

базе

 

Учебного

 

ком

-

плекса

 

ПАО

 «

Ленэнерго

». 

При

 

этом

 

представитель

 

химической

 

лаборатории

 

указал

 

во

 

время

 

доклада

что

в

 

отличие

 

от

 

других

 

производителей

также

 

про

-

водивших

 

ОПЭ

 

систем

 

газоанализа

хроматограф

 

Серверон

 

ТМ

подтвердил

 

свою

 

точность

.

Важным

 

дополнением

 

является

 

то

что

 

во

 

вре

-

мя

 

ОПЭ

 

также

 

была

 

успешно

 

опробована

 

возмож

-

ность

 

обеспечить

 

трансляцию

 

данных

 

с

 

устройств

 

«Serveron TM8» 

напрямую

 

в

 

химическую

 

лабо

-

раторию

 

и

 

в

 

Диагностический

 

центр

 

в

 

дополне

-

ние

 

к

 

классическому

 

ХАРГ

что

  (

с

 

нашей

 

точки

 

зрения

является

 

оптимальной

 

и

 

самой

 

целесо

-

образной

 

схемой

 

применения

 

данных

получа

-

емых

 

от

 

устройств

 

автоматического

 

диагности

-

рования

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При

 

внедрении

 

приборов

 

автоматического

 

диаг

-

ностирования

 

маслонаполненного

 

оборудования

 

мы

 

видим

 

своей

 

целью

 

обеспечение

 

предприятий

 

энергосистем

 

не

 

только

 

данными

 

достаточного

 

уровня

 

точности

но

 

и

 

применимыми

 

с

 

точки

 

зре

-

ния

 

действующих

 

РД

Подход

 

к

 

оценке

 

устройств

 

подобного

 

класса

используемых

 

ПАО

  «

Россети

», 

очевидно

 

определен

 

нормативными

 

положени

-

ями

применяемыми

например

при

 

аттестации

 

оборудования

.

Мы

 

лишь

 

хотим

 

предложить

 

не

 

поддаваться

 

на

 

маркетинговые

 

ходы

что

 

значительным

 

образом

 

искажает

 

картину

 

практического

 

применения

.

А

 

какое

 

устройство

 

применять

 

для

 

автоматиче

-

ского

 

газоанализа

хроматограф

 

с

 

точностью

 5% 

и

 

иными

 

параметрами

определенными

 

в

 

заключе

-

ниях

 

аттестационных

 

комиссий

 

и

 

иных

 

официаль

-

ных

 

документах

или

 

газоанализаторы

 

с

 

точностью

 

25–30%, 

аттестованные

 

или

 

не

 

аттестованные

 

в

 

ПАО

 «

Россети

», — 

выбор

 

исключительно

 

за

 

экс

-

плуатирующей

 

организацией

Мы

 

как

 

представитель

 

производителя

 

со

 

своей

 

стороны

 

должны

 

обеспечить

 

пользователя

 

макси

-

мальным

 

объемом

 

достоверной

 

информации

 

для

 

обоснованного

 

и

 

справедливого

 

выбора

.  

 5 (38) 2016


Читать онлайн

Данная статья инициирована публикацией, вышедшей в Ежеквартальном спецвыпуске № 1 журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» (июнь, 2016 год) и посвященной анализу выбора и опыта применения систем мониторинга силовых трансформаторов ПАО «Ленэнерго». Целый ряд положений этой публикации, в том числе выводов и заключений, определяет преимущество прибора-газоанализатора индикаторного типа перед онлайн хроматографом. Цель данной статьи — изложить собственную позицию в отношении сравнения, приведенного в указанной публикации.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»