24
Март–апрель 2013
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
РАБОТА
Энергокомпаний
Техническое
обслуживание
по
состоянию
позволяет
инженерам
и
техникам
энергокомпании
SDG&E
получать
информацию
о
со
-
стоянии
трансформаторов
«
здесь
и
сейчас
».
Н
а
территории
Северной
Америки
наблюдается
старение
инженерной
инфраструктуры
энерго
-
систем
.
По
мере
достижения
инфраструктурой
окончания
срока
службы
энергокомпании
стал
-
киваются
с
неизбежными
затратами
,
связанными
с
за
-
меной
дорогостоящего
оборудования
,
такого
как
транс
-
форматоры
подстанций
.
Однако
компания
San Diego
Gas & Electric (SDG&E)
запустила
программу
техниче
-
ского
обслуживания
по
состоянию
(CBM),
которая
прод
-
левает
срок
службы
критически
важного
оборудования
Компания SDG&E
предпринимает меры для
технического обслуживания
оборудования
Энергокомпания дистанционно определяет наличие
проблемных участков на трансформаторах подстанций,
используя программу технического обслуживания
оборудования по состоянию.
Джанет Лоннекер (Janet Lonneker) и Брент Бейкер (Brent Baker),
San Diego Gas & Electric
25
www.tdworld.ru, www.tdworld.com
|
Март–апрель 2013
РАБОТА
Энергокомпаний
Группа
распределительных
трансформаторов
выдала
сигнал
тревоги
после
получения
информации
о
повышенном
небалансе
токов
от
монитора
на
вводе
трансформатора
.
Проблема
была
решена
путём
замены
вводов
.
Система
CBM
генерировала
аварийный
сигнал
по
превышению
допустимых
пределов
газа
в
РПН
.
путём
дистанционного
«
предвидения
»
возможных
неис
-
правностей
и
своевременного
предупреждения
опера
-
тора
о
предстоящем
ремонте
.
Это
позволяет
не
только
сократить
время
выездов
на
место
эксплуатации
,
но
и
определить
время
ремонта
жизненно
важного
оборудо
-
вания
до
наступления
отказа
.
Компания
запустила
программу
в
2009
году
,
плани
-
руя
к
2015
году
установить
оборудование
программы
CBM
на
всех
подстанционных
трансформаторах
.
К
на
-
стоящему
моменту
энергокомпания
может
определить
состояние
трансформаторных
вводов
,
переключателей
отпаек
трансформатора
(LTC),
температуру
сердечни
-
ков
и
растворённых
газов
более
чем
на
65%
подстанци
-
онных
трансформаторов
.
Система
состоит
из
мониторов
,
расположенных
в
стратегически
важных
точках
корпуса
трансформатора
,
высоковольтных
вводов
и
переключателей
отпаек
.
Дан
-
ные
передаются
на
порты
ввода
и
вывода
центрального
процессора
,
установленные
рядом
с
каждым
трансфор
-
матором
.
Отсюда
информация
по
шлюзам
управления
компании
передаётся
на
аналитическое
программное
обеспечение
диспетчерского
центра
,
сконфигуриро
-
ванное
на
выдачу
сигналов
о
нарушениях
режима
и
со
-
общений
с
указанием
уровней
критичности
аварийных
ситуаций
.
Мониторы
анализа
растворённых
газов
(DGA),
также
установленные
в
непосредственной
близости
от
каждо
-
го
трансформатора
,
производят
забор
образцов
масла
из
маслопроводов
,
которые
подключены
к
масляным
клапанам
трансформаторов
.
Новая
система
обеспе
-
чивает
информацией
по
маслу
и
уровням
концентрации
растворён
-
ных
газов
,
а
также
измеряет
коэф
-
фициент
изменения
этих
уровней
в
динамике
по
времени
,
который
затем
передаётся
в
систему
управ
-
ления
сетью
для
более
точного
анализа
.
Для
расширения
возможностей
по
анализу
больших
объёмов
нако
-
пленных
данных
компания
SDG&E
приобрела
программное
обеспече
-
ние
по
визуализации
данных
.
Эта
недавно
введённая
в
эксплуата
-
цию
программа
позволяет
операторам
программы
CBM
получать
доступ
к
данным
различных
диагностических
источников
,
которые
используются
для
мониторинга
и
анализа
состояния
оборудования
посредством
одного
приложения
.
Система
была
спроектирована
настолько
гибкой
,
что
позволила
постоянно
оптимизировать
ана
-
литические
данные
,
включать
дополнительные
данные
и
использовать
самые
передовые
технологии
.
Пожиная
плоды
Компания
SDG&E
перешла
на
стратегию
CBM
по
нескольким
причинам
.
Цифровая
система
аварийной
сигнализации
посылает
индивидуальные
сообщения
непосредственно
в
группу
технического
обслуживания
.
Эти
сообщения
дают
ремонтным
бригадам
более
под
-
робную
информацию
о
необходимом
техническом
об
-
служивании
ещё
до
их
прибытия
на
место
и
позволяют
повысить
производительность
труда
.
Например
,
система
CBM
позволяет
техникам
от
-
следить
отключение
вентиляторов
и
насосов
системы
охлаждения
.
В
случае
выхода
из
строя
одного
из
эле
-
ментов
системы
охлаждения
при
отключении
тока
на
вентиляторах
включается
вспомогательное
реле
,
заве
-
дённое
на
вход
CBM-
монитора
.
Этот
вход
инициирует
выдачу
сообщения
в
группу
технического
обслуживания
с
указанием
уровня
аварийности
на
основе
анализа
критичности
.
Важную
роль
в
деле
предотвращения
пе
-
регрева
трансформатора
и
,
следовательно
,
снижения
нагрузки
играет
полность
функционирующей
системы
охлаждения
трансформатора
.
26
Март–апрель 2013
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
РАБОТА
Энергокомпаний
После
того
как
были
заменены
неподвижные
контакты
и
пру
-
жины
реверсирующего
переключателя
техником
,
который
за
-
метил
признаки
перегрева
и
нагарообразования
в
баке
РПН
,
трансформатор
был
вновь
введён
в
эксплуатацию
.
Решение
про
-
блемы
дис
-
т а н ц и о н н о й
оценки
техни
-
ческого
состояния
электроэнерге
-
тического
оборудования
является
одной
из
актуальных
задач
систе
-
мы
управления
активами
,
решение
которой
позволяет
своевременно
принимать
профилактические
и
ремонтные
мероприятия
и
тем
са
-
мым
обеспечивать
требуемый
уро
-
вень
эксплуатационной
надёжности
применяемого
электрооборудова
-
ния
.
В
статье
описывается
опыт
компании
San Diego Gas & Electric
по
своевременному
выявлению
повреж
-
дений
трансформаторов
на
основе
систем
мониторинга
и
диагности
-
ки
.
При
этом
следует
отметить
,
что
описанная
система
монито
-
ринга
является
«
стандартной
»
и
широко
применяемой
в
настоящее
время
для
силовых
трансформато
-
ров
,
в
том
числе
и
в
нашей
стране
.
В
то
же
время
важно
,
что
программа
компании
San Diego Gas & Electric
по
установке
систем
мониторинга
и
диагностики
охватывает
и
распре
-
делительные
трансформаторы
,
а
это
до
последнего
времени
счита
-
лось
экономически
необоснованным
по
крайней
мере
для
большинства
установленных
распределитель
-
ных
трансформаторов
.
Описанные
в
статье
примеры
не
только
по
обнаружению
,
но
и
по
предотвра
-
щению
возможных
неисправностей
по
причинам
,
непосредственно
не
связанным
с
техническим
состоя
-
нием
самого
трансформатора
,
по
принципу
«
здесь
и
сейчас
»,
пока
-
зывают
перспективность
реали
-
зуемого
подхода
.
По
мере
развития
систем
мониторинга
и
диагности
-
ки
,
и
в
первую
очередь
новых
видов
датчиков
и
алгоритмов
диагности
-
ческого
контроля
для
других
видов
оборудования
,
эффективность
опи
-
санных
в
статье
подходов
будет
возрастать
.
КОММЕНТАРИЙ
Леонид Дарьян, директор по научно-техническому
сопровождению и международному сотрудничеству
ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС», д.т.н.:
Кроме
того
,
датчики
генерируют
сигналы
-
уве
-
домления
для
системы
управления
о
нарушении
це
-
лостности
расширителя
масляного
бака
.
Это
крайне
важно
для
обеспечения
того
,
чтобы
трансформатор
оставался
герметичной
системой
,
закрытой
для
проник
-
новения
каких
-
либо
внешних
загрязнений
.
Другим
важным
элементом
трансформатора
яв
-
ляется
переключатель
отпаек
.
Мониторинг
мощности
двигателя
переключателя
отпаек
производится
на
предмет
определения
величины
тока
,
необходимой
са
-
мому
переключателю
для
прохода
по
каждой
из
отпа
-
ек
.
Этим
обеспечивается
оценка
состояния
двигателя
и
приводного
механизма
.
Свидетельством
состояния
контактов
РПН
является
разность
температур
между
температурой
масла
РПН
и
температурой
масла
в
баке
.
Для
более
критичных
групп
трансформаторов
на
баке
РПН
и
баке
трансформатора
устанавливаются
мониторы
DGA.
Однако
одним
из
наиболее
важных
преимуществ
CBM
является
то
,
что
инженеры
,
техники
и
специали
-
сты
по
техобслуживанию
компании
SDG&E
могут
по
-
лучить
информацию
в
масштабе
реального
времени
,
увидеть
результаты
анализа
и
принять
своевременные
меры
по
сохранению
оборудования
от
преждевремен
-
ного
выхода
из
строя
и
продлению
его
срока
службы
.
В
прошлом
техники
ежегодно
вручную
производили
отбор
проб
масла
и
отправляли
их
на
анализ
раство
-
рённых
газов
в
лабораторию
.
Теперь
этот
анализ
про
-
изводится
автоматически
каждые
шесть
часов
,
а
при
достижении
пороговых
величин
он
может
производить
-
ся
каждые
один
-
два
часа
.
Визуализация
скорости
изменений
в
газах
,
понима
-
ние
природы
проблемы
и
привязка
её
к
условиям
ра
-
боты
системы
позволяют
принимать
более
взвешенные
решения
по
сравнению
с
периодом
принятия
решений
при
ограниченном
объёме
информации
.
Дополнитель
-
ным
преимуществом
является
отсутствие
риска
ошибки
по
сравнению
с
ручным
отбором
проб
и
тестированием
.
То
же
самое
можно
сказать
и
о
системе
охлаждения
,
правильность
работы
которой
раньше
также
определя
-
лась
визуальным
осмотром
.
Теперь
проверка
системы
охлаждения
производится
ежемесячно
.
Энергокомпания
также
оценила
эти
преимущества
при
мониторинге
вводов
трансформаторов
.
Раньше
для
проверки
ввода
техникам
приходилось
ждать
от
-
ключения
подачи
электроэнергии
.
Теперь
проверка
производится
автоматически
каждый
час
,
отключение
электроэнергии
необходимо
только
для
начальной
установки
монитора
.
27
www.tdworld.ru, www.tdworld.com
|
Март–апрель 2013
РАБОТА
Энергокомпаний
Шлюзы
предприятия
производят
сбор
данных
от
мониторов
подстанции
в
близком
к
реально
-
му
масштабу
времени
.
Установка
аппаратной
и
программной
частей
си
-
стемы
CBM
открыла
новые
преимущества
,
такие
как
корректировка
печати
данных
подстанции
и
приве
-
дение
их
к
требованиям
стандартов
.
Специалисты
энергокомпании
могут
выявлять
и
ремонтировать
не
-
исправное
оборудование
,
например
вентиляторы
,
индикаторы
температуры
обмотки
,
а
также
обнаружи
-
вать
и
налаживать
неисправные
устройства
сигнали
-
зации
.
Предотвращение
возможных
неисправностей
Программа
CBM
уже
позволила
сэкономить
ком
-
пании
значительные
средства
.
Например
,
в
августе
2010
года
конденсаторная
батарея
12
кВ
вызвала
перегрузку
трансформатора
6
МВА
с
последующим
появлением
растворённых
газов
в
масле
.
К
счастью
,
система
CBM
предупредила
оператора
о
возник
-
шей
ситуации
.
При
помощи
системы
SCADA
батарея
была
отключена
,
проблемы
перегрузки
и
прежде
-
временного
старения
трансформатора
были
успешно
решены
.
Спустя
несколько
месяцев
система
CBM
предупре
-
дила
техников
о
нарастающем
небалансе
токов
на
сто
-
роне
высокого
напряжения
другой
группы
трансформа
-
торов
распределительной
сети
69
кВ
,
превышающем
аварийные
уровни
на
3% (
уровень
3)
и
даже
на
6%
(
уровень
4).
Такие
аварийные
уровни
регистрируются
при
повышенных
температурах
,
поэтому
техники
вы
-
вели
эту
группу
из
эксплуатации
и
заменили
вводы
.
При
последующем
анализе
было
обнаружено
,
что
раз
-
витие
частичного
разряда
произошло
на
вводе
,
а
не
на
трансформаторе
.
Техникам
компании
удалось
обнару
-
жить
проблему
до
того
,
как
она
переросла
в
серьёзное
повреждение
.
Летом
2011
года
был
получен
аварийный
сиг
-
нал
с
мониторов
контроля
состояния
ввода
фазы
С
.
В
2008
году
во
время
проверки
коэффициент
мощно
-
сти
составил
0,3,
но
уже
через
три
года
он
увеличился
до
2,24.
Поскольку
коэффициент
мощности
продолжал
повышаться
,
компания
SDG&E
вывела
ввод
из
эксплу
-
атации
.
Закончилось
всё
тем
,
что
были
заменены
все
три
ввода
,
поскольку
они
были
одного
года
выпуска
и
имели
высокий
коэффициент
мощности
.
Благодаря
этому
энергокомпании
удалось
сохранить
трансфор
-
матор
,
поскольку
проверка
вводов
в
ближайшие
пять
лет
не
была
предусмотрена
.
Энергокомпания
SDG&E
оценила
преимущества
системы
CBM
и
на
группе
трансформаторов
системы
передачи
электроэнергии
.
В
марте
2011
года
техники
установили
новые
вводы
и
произвели
анализ
масла
в
баках
.
И
уже
через
несколь
-
ко
недель
эта
группа
транс
-
форматоров
отключилась
в
результате
резкого
подъёма
давления
.
Техники
провери
-
ли
реле
,
но
не
обнаружили
никаких
повреждений
.
При
помощи
монитора
DGA
была
получена
проба
масла
,
но
,
как
и
в
пробе
,
полученной
два
часа
назад
,
в
ней
не
было
обнаружено
никаких
призна
-
ков
появления
растворённых
газов
.
Такой
контроль
в
мас
-
штабе
реального
времени
позволил
возвратить
эту
группу
трансформаторов
в
эксплуатацию
намного
раньше
обычного
.
Анализ
данных
При
помощи
нового
средства
визуализации
компа
-
ния
SDG&E
имеет
возможность
выделить
любую
под
-
станцию
на
карте
с
указанием
её
состояния
и
атрибутов
факторов
риска
.
Система
управления
тех
-
ническим
обслуживанием
объединена
с
системами
SCADA
и
GIS
и
с
лёгкостью
может
выдать
наглядное
представление
о
том
,
что
происходит
с
блоком
.
Тех
-
ники
могут
считывать
данные
с
приборных
щитков
,
отслеживать
динамику
данных
системы
SCADA
и
име
-
ют
достаточно
возможностей
для
проведения
любого
анализа
посредством
одного
приложения
.
Что
касается
анализа
данных
в
масштабе
реально
-
го
времени
,
то
данные
о
наличии
растворённых
газов
от
мониторов
DGA
направляются
провайдеру
услуг
в
режиме
онлайн
.
Благодаря
взаимодействию
энерго
-
компании
с
другими
пользователями
,
конфигурируе
-
мое
программное
обеспечение
постоянно
находится
в
процессе
усовершенствования
.
Данные
о
раство
-
рённых
газах
,
обнаруженные
мониторами
DGA,
или
данные
о
нарушениях
режимов
влажности
в
виде
ава
-
рийных
сообщений
рассылаются
по
электронной
почте
и
обновляются
по
мере
работы
прикладной
системы
визуализации
.
Энергокомпания
также
сотрудничает
с
ведущей
компанией
в
области
средств
диагностики
и
проекти
-
рования
энергосистем
в
сфере
применения
углублён
-
ного
анализа
для
оценки
ежедневных
показателей
сокращения
срока
службы
в
результате
воздействия
влажности
,
окисления
,
нагрева
,
риска
образования
пу
-
зырьков
газа
и
динамического
изменения
допустимой
нагрузки
в
аварийном
режиме
,
а
также
обнаружения
проблем
РПН
при
параллельной
работе
трансформа
-
торов
.
Использование
таких
алгоритмов
для
постоянного
анализа
данных
и
своевременной
оценки
состояния
является
важным
моментом
как
в
стратегии
замены
оборудования
,
так
и
в
определении
приоритетов
в
про
-
грамме
технического
обслуживания
по
состоянию
.
Заглядывая
в
будущее
Стоимость
трансформатора
может
достигать
3,5
миллиона
долларов
,
но
надлежащее
и
упреждаю
-
щее
профилактическое
обслуживание
может
предот
-
вратить
преждевременный
выход
оборудования
из
строя
,
продлить
срок
его
службы
и
сократить
время
внеплановых
отключений
подачи
электроэнергии
по
-
требителям
.
При
разработке
технико
-
экономического
28
Март–апрель 2013
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
Установка
термопреобразователя
сопротивления
на
главный
бак
трансформатора
.
На
переднем
плане
рядом
с
каждым
транс
-
форматором
на
заземлённой
металлоконструкции
установлены
мониторы
.
обоснования
программы
CBM
энергокомпания
учиты
-
вала
качество
обслуживания
потребителей
и
работу
на
объектах
.
Эти
программы
соответствуют
инициа
-
тивам
компании
в
области
«smart grid»
и
позволяют
энергокомпании
SDG&E
стать
национальным
лидером
в
сфере
эффективного
анализа
и
обработки
всевозра
-
стающих
объёмов
данных
в
интересах
потребителей
и
развития
региона
в
целом
.
По
мере
усовершенствования
программы
в
буду
-
щем
,
компания
рассматривает
вопрос
по
использова
-
нию
основных
принципов
программы
CBM
на
другом
оборудовании
энергосистемы
,
таком
как
газовые
ав
-
томатические
выключатели
и
подстанционные
акку
-
муляторные
батареи
.
Это
позволит
компании
SDG&E
сократить
объёмы
выбросов
парниковых
газов
(SF
6
)
и
подготовиться
к
выполнению
требований
нового
стан
-
дарта
по
аккумуляторным
батареям
подстанций
100
кВ
и
выше
.
Для
практической
проверки
концепции
компа
-
ния
устанавливает
датчики
на
автоматические
выклю
-
чатели
500
кВ
.
В
компании
SDG&E
имеется
специальная
группа
,
выполняющая
обзор
и
анализ
данных
для
проведе
-
ния
профилактического
обслуживания
,
а
также
группа
CBM
по
управлению
развёртыванием
программы
.
При
наличии
команды
преданных
своему
делу
профессио
-
налов
всё
задуманное
принесёт
выгоду
,
включая
луч
-
шую
сохранность
оборудования
и
более
эффективное
техобслуживание
,
которое
продлит
срок
службы
транс
-
форматоров
.
Эта
информация
помогает
предприятию
избежать
излишних
затрат
на
замену
оборудования
и
поддерживать
трансформаторы
и
подстанции
в
состо
-
янии
высокой
производительности
.
Компания
SDG&E
продолжит
установку
нового
программного
обеспече
-
ния
CBM
и
других
технологий
«smart grid»,
которые
по
-
вышают
надёжность
и
способствуют
созданию
более
устойчивой
,
быстро
реагирующей
на
изменения
сети
,
в
интересах
потребителей
и
общества
.
Джанет
Лоннекер
(Janet Lonneker, jlonneker@
semprautilities.com) –
руководитель
проекта
группы
по
управлению
активами
и
внедрению
технологий
«smart
grid»
энергокомпании
San Diego Gas & Electric.
Она
руководит
рядом
проектов
по
технологии
«smart grid»,
имеет
учёную
степень
в
области
электротехники
.
Брент
Бейкер
(Brent Baker, bwbaker@
semprautilities.com)
руководит
группами
по
реализации
программы
профилактического
технического
обслужи
-
вания
,
контролю
за
ЭДС
трансформаторов
и
контро
-
лю
растительности
в
энергокомпании
San Diego Gas &
Electric.
С
2008
года
принимает
участие
в
реализации
программ
по
установке
трансформаторов
и
отработке
и
внедрению
оборудования
для
мониторинга
.
Компании
,
упомянутые
в
статье
:
San Diego Gas & Electric | www.sdge.com
РАБОТА
Энергокомпаний
Оригинал статьи: Компания SDG&E предпринимает меры для технического обслуживания оборудования
Энергокомпания дистанционно определяет наличие проблемных участков на трансформаторах подстанций, используя программу технического обслуживания оборудования по состоянию.
Комментарий к статье:
Леонид Дарьян, д.т.н., директор по научно-техническому сопровождению и международному сотрудничеству ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС».