Мониторинг и оценка состояния коммутационного оборудования с элегазовой изоляцией и газоизолированных линий

Page 1
background image

Page 2
background image

МИРОВОЙ 

ОПЫТ

130

о

б

з

о

р

 д

о

к

л

а

д

о

в

 С

И

Г

Р

Э

обзор докладов СИГРЭ

КРАТКОЕ

 

ИЗЛОЖЕНИЕ

 

В

 

последние

 

годы

 

технические

 

требования

 

к

 

мониторингу

 

текущего

 

состояния

 

коммутационно

-

го

 

оборудования

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 (GIS) 

и

 

газоизолированных

 

линий

 (GIL) 

постоянно

 

совер

-

шенствуются

Ещё

 

несколько

 

лет

 

назад

 

основной

 

упор

 

в

 

мониторинге

 GIS/GIL 

был

 

сделан

 

на

 

контроль

 

плотности

 

элегаза

 

с

 

целью

 

сведения

 

к

 

минимуму

 

по

-

терь

 

оборудования

 

в

 

течение

 

всего

 

срока

 

службы

Международные

 

нормы

упомянутые

 

в

 

Киотском

 

протоколе

 1997 

года

и

 

стандарты

 

для

 

оборудования

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 (IEC 62271-203) 

требуют

 

от

 

компаний

 

высокоточного

 

контроля

 

за

 

утечками

 

элегаза

.

В

 

последние

 

годы

 

был

 

введён

 

контроль

 

за

 

не

-

которыми

   

дополнительными

 

техническими

 

па

-

раметрами

На

 

сегодняшний

 

день

 

необходимо

 

контролировать

анализировать

 

и

 

передавать

 

раз

-

личным

 

службам

 

широкий

 

спектр

 

новых

 

показа

-

телей

например

 

параметры

 

частичных

 

разрядов

 

(

ЧР

), 

регистрируемых

 

без

 

каких

-

либо

 

искажений

Гибкость

 

в

 

интеграции

 

систем

 

мониторинга

 

и

 

контроля

 

текущего

 

состояния

 

оборудования

 

по

-

зволяет

 

преодолевать

 

трудности

возникающие

 

при

 

управлении

 

активами

В

 

соответствии

 

с

 

но

-

выми

  

техническими

 

требованиями

системы

 

мо

-

ниторинга

 

должны

 

быть

 

основаны

 

на

 

цифровых

 

технологиях

благодаря

 

которым

 

станет

 

понят

-

ным

 

режим

 

работы

 

коммутационного

 

оборудо

-

вания

а

 

также

 

будет

 

обеспечен

 

надёжный

 

под

-

счёт

 

временных

 

параметров

 

коммутационного

 

оборудования

.

Обеспечение

 

обратной

 

связи

 

и

 

применение

 

новых

 

технологий

 

позволили

 

не

 

только

 

создать

 

на

-

дёжную

 

систему

 

мониторинга

но

 

и

 

приблизиться

 

к

 

постановке

 

новой

 

задачи

объединения

 

всех

 

функ

-

ций

 

в

 

единую

 

систему

 

комплексного

 

мониторинга

 

с

 

целью

 

соответствия

 

требованиям

 Smart Grid. 

ВВЕДЕНИЕ

Каждый

 

сетевой

 

менеджер

 

стремится

 

знать

 

точное

 

текущее

 

состояние

 

своего

 

оборудования

начиная

 

с

 

проведения

 

мониторинга

 

и

 

заканчивая

 

управлением

 

своими

 

активами

для

 

того

 

чтобы

:

• 

повысить

 

надёжность

доступность

 

и

 

управляе

-

мость

 

эксплуатируемого

 

оборудования

;

• 

оптимизировать

 

план

 

технического

 

обслужива

-

ния

 

и

 

предотвратить

 

потенциальные

 

неисправ

-

ности

;

• 

оценить

 

перегрузочную

 

способность

 

в

 

перио

-

ды

 

максимальной

 

нагрузки

;

• 

запланировать

 

необходимый

 

объём

 

инвести

-

ций

 

для

 

реноваций

 

и

 

модернизации

.

Новые

 

технологии

которые

 

были

 

применены

 

к

 

мониторингу

 

и

 

диагностике

 

состояния

 

оборудо

-

вания

существенно

 

улучшили

 

качество

 

данных

Ведущий

 

рубрики

Леонид

 

ДАРЬЯН

член

 

ИК

 

В

3 «

Подстанции

», 

д

.

т

.

н

., 

профессор

 

НИУ

 

«

МЭИ

», 

директор

 

по

 

научно

-

техническому

 

сопровождению

 

и

 

международному

 

сотрудничеству

 

ЗАО

 «

Техническая

 

инспекция

 

ЕЭС

»

Мониторинг и оценка 

состояния коммутационного 

оборудования с 

элегазовой изоляцией и 

газоизолированных линий

J.L. RAYON, J.F. PENNING, F. AITABDELMALEK, W. WEIDMANN,

 P. JUGE, G. GRANELLI, ALSTOM Grid, Aix-les-Bains, France,

A. GIRODET,  ALSTOM Grid, Lyon, France,

D. GAUTSCHI,  ALSTOM Grid AG, Oberentfelden Switzerland


Page 3
background image

131

№ 2 (17), март–апрель, 2013

ПРИМЕНЕНИЕ

 

СИСТЕМ

 

МОНИТОРИНГА

Системы

 

мониторинга

 

интегри

-

руются

 

в

 

иерархическую

 

структуру

На

 

каждом

 

уровне

 

данной

 

структу

-

ры

 

размещено

 

оборудование

 

со

-

гласно

 

техническим

 

требованиям

 

к

 

изделию

На

 

рис

. 2 

изображены

 

три

 

уровня

из

 

которых

 

состоят

 

системы

 

мониторинга

.

Первичный

 

уровень

 

для

 

каждой

 

системы

 

мониторинга

 

включает

 

в

 

себя

:

• 

интеллектуальные

 

датчики

уста

-

новленные

 

на

 

элементах

 

обо

-

рудования

конструкция

 

которых

 

учитывает

 

ограничения

 

по

 

элек

-

тромагнитной

 

совместимости

свойственные

 

режиму

 

работы

 

элегазовой

 

коммутационной

 

аппаратуры

;

• IED (

интеллектуальное

 

электрон

-

ное

 

устройство

), 

которое

 

позво

-

ляет

 

обеспечить

 

связь

 

с

 

интел

-

лектуальными

 

датчиками

;

• 

линии

 

связи

позволяющие

 

осу

-

ществить

 

обмен

 

данными

 

между

 

IED 

и

 

датчиками

;

• 

различные

 

системы

 

моделиро

-

вания

ввода

 

в

 

действие

диа

-

гностики

 

и

 

технического

 

обслу

-

живания

;

• 

локальные

 

интерфейсы

;

• 

каналы

 

связи

 

с

 

более

 

высокими

 

уровнями

.

Системы

 

мониторинга

основан

-

ные

 

на

 

цифровых

 

технологиях

 [2], 

должны

 

распределять

 

данные

 

в

 

со

-

ответствии

 

с

 

запросами

 

различных

 

служб

 

подстанции

Для

 

эффектив

-

ного

 

контроля

 

информация

 

должна

 

быть

 

направлена

 

в

 

масштабе

 

ре

-

ального

 

времени

 

с

 

соблюдением

 

максимальной

 

безопасности

Кро

-

ме

 

того

персонал

 

должен

 

иметь

 

дру

-

жественный

 

интерфейс

  «

человек

 — 

машина

» (HMI) (

рис

. 3) 

с

 

необходи

-

мыми

 

для

 

краткосрочного

 

анализа

 

данными

.

На

 

уровне

 

подстан

ции

 

опера

-

тивный

 

персонал

 

должен

 

иметь

 

возможность

 

использовать

 

все

 

средства

 

управления

 

на

 

одном

 

экране

Эти

 

средства

 

контроля

 

ис

-

пользуются

 

для

 

централизации

 

и

 

форматирования

 

информации

 

в

 

базах

 

данных

которые

 

хранят

 

всё

что

 

происходит

 

как

 

с

 

основным

так

 

и

 

со

 

вспомогательным

 

оборудова

-

нием

 (

аварийный

 

уровень

 

элегаза

сбой

 

датчика

 

и

 

т

.

д

.). 

Наконец

на

 

экспертном

 

уровне

 

базы

 

данных

 

используются

 

верхни

-

ми

 

уровнями

 

экспертизы

которые

 

Точные

 

данные

 

о

 

текущем

 

состоя

-

нии

 

оборудования

 GIS 

и

 GIL 

на

 

базе

 

характеризующих

 

их

 

основных

 

па

-

раметров

 (

рис

. 1) 

теперь

 

позволяют

 

эффективно

 

выполнять

 

эти

 

требова

-

ния

 

и

 

предоставляют

 

возможность

 

интегрировать

 

новые

 

системы

 

мони

-

торинга

 

для

 Smart Grid.

ОБРАТНАЯ

 

СВЯЗЬ

История

Первоначально

 

системы

 

мони

-

торинга

 

были

 

установлены

 

в

 

каче

-

стве

 

альтернативы

 

стандартным

 

технологиям

надёжность

 

которых

 

ставилась

 

под

 

сомнение

в

 

результа

-

те

 

чего

 

проводились

 

периодические

 

масштабные

 

профилактические

 

ра

-

боты

 

по

 

обслуживанию

 

вторичного

 

оборудования

.

Цифровые

 

технологии

 

позволя

-

ют

 

осуществлять

 

самодиагностику

 

для

 

всей

 

цепочки

 

системы

 

монито

-

ринга

 — 

от

 

датчиков

 

до

 

устройств

 

сбора

 

данных

 (IED). 

Таким

 

образом

оператор

 

может

 

быть

 

уверен

 

в

 

каче

-

стве

 

переданной

 

информации

.

Эксплуатация

С

 

тех

 

пор

 

как

 

были

 

введены

 

в

 

эксплуатацию

 

первые

 

цифровые

 

системы

предназначенные

 

для

 

обеспечения

 

контроля

 

свойств

 

эле

-

газа

 [1], 

было

 

проведено

 

множе

-

ство

 

разработок

 

для

 

контроля

 

дру

-

гих

 

жизненно

 

важных

 

параметров

 

оборудования

таких

 

как

 

условия

 

срабатывания

 

коммутационной

 

ап

-

паратуры

 

или

 

воздействие

 

частич

-

ных

 

разрядов

.

Более

 100 

элегазовых

 

подстан

-

ций

 

компании

 Alstom Grid 

с

 

более

 

чем

 1000 

ячеек

 

в

 

настоящее

 

время

 

оборудованы

 

цифровыми

 

система

-

ми

 

мониторинга

В

 

дополнение

 

к

 

стандартному

 

контролю

 

физических

 

параметров

 

новые

 

системы

 

осна

-

щены

 

системами

 

контроля

которые

 

позволят

 

повысить

 

наблюдаемость

 

и

 

оптимизировать

 

режим

 

работы

 

подстанции

.

Экспертный

 

уровень

руководитель

Экспертный

 

уровень

руководитель

экспертная

 

система

экспертная

 

система

Уровень

 

подстанции

местный

/

удалённый

Уровень

 

подстанции

местный

/

удалённый

Первичный

 

уровень

датчики

электронные

 

Первичный

 

уровень

датчики

электронные

 

устройства

системы

 

моделирования

устройства

системы

 

моделирования

Рис

. 2. 

Структура

 

систем

 

мониторинга

Рис

. 3. 

Интерфейс

 «

человек

 — 

машина

», 

показывающий

 

плотность

 

элегаза

 

в

 

ячейке

Рис

. 1. 

Газоизолированная

 

линия

 (GIL) 380 

кВ


Page 4
background image

МИРОВОЙ 
ОПЫТ

132

включают

 

алгоритмы

 

обработки

 

цифровых

 

данных

 

в

 

целом

Расши

-

ренные

 

функциональные

 

возмож

-

ности

 

эксплуатации

 

в

 

различных

 

условиях

перечисленных

 

в

 

данной

 

статье

позволяют

 

использовать

 

пе

-

редовой

 

подход

 

в

 

применении

 

циф

-

ровых

 

и

 

статистических

 

методов

предлагающих

 

менеджерам

 

гото

-

вые

 

инструменты

 

для

 

экспертизы

 

и

 

управления

 GIS 

и

 GIL. 

Это

 

позволяет

 

поддерживать

 

исправность

 

контро

-

лируемой

 

подстанции

 

и

 

мгновенно

 

представлять

 

операторам

 

информа

-

цию

 

согласно

 

рекомендациям

 

стан

-

дарта

 IEC62271-203. 

Ввиду

 

того

что

 

управляющие

 

активами

 

уже

 

используют

 

сводные

 

данные

речь

 

идёт

 

о

 

приложении

 «

Менеджер

». 

Эти

 

данные

 

полезны

 

при

 

проведении

 

анализа

.

С

 

точки

 

зрения

 

экспертизы

 

и

 

управления

 

оборудованием

это

 

ведёт

 

к

 

значительной

 

экономии

 

времени

 

при

 

оценке

 

оперативной

 

ситуации

.

МОНИТОРИНГ

 

ДЛЯ

 

ЭКСПЛУАТАЦИИ

 

И

 

ТЕХНИЧЕСКОГО

 

ОБСЛУЖИВАНИЯ

Мониторинг

 

элегаза

Международные

 

правила

упо

-

мянутые

 

в

 

Киотском

 

Протоколе

 

1997 

года

 

и

 

стандартах

 

для

 

обору

-

дования

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

и

 

подстанций

 (IEC 62271-203), 

требу

-

ют

чтобы

 

электроэнергетические

 

компании

 

с

 

высокой

 

точностью

 

контролировали

 

баланс

 

элегаза

Наряду

 

с

 

возможностью

 

выполне

-

ния

 

функции

 

аварийной

 

сигнали

-

зации

 

при

 

достижении

 

пороговых

 

значений

 

и

 

измерения

 

плотности

 

элегаза

 

в

 

режиме

 

реального

 

време

-

ни

 

цифровые

 

системы

 

мониторинга

 

должны

 

иметь

 

возможность

 

рассчи

-

тывать

 

и

 

записывать

:

• 

динамику

 

изменения

 

таких

 

параметров

как

 

температура

 

газа

 

и

 

колебания

 

давления

и

 

их

 

сравнение

 

с

 

заданными

 

значе

-

ниями

;

• 

прогнозирование

 

среднесроч

-

ных

 

и

 

долгосрочных

 

тенденций

 

изменения

 

параметров

.

Тенденции

 

среднесрочных

 

из

-

менений

Незначительные

 

и

 

значитель

-

ные

 

утечки

 

приводят

 

к

 

различным

 

последствиям

От

 

скорости

 

утечки

 

зависят

 

понятия

 

продолжитель

-

ности

 

эксплуатации

 

и

 

влияния

 

на

 

окружающую

 

среду

При

 

медлен

-

ной

 

утечке

 

целью

 

мониторинга

 

яв

-

ляется

 

определение

 

баланса

 

элега

-

за

 

для

  

планирования

 

технического

 

обслуживания

 

до

 

достижения

 

пре

-

делов

 

электрической

 

прочности

При

 

значительных

 

утечках

 

должна

 

быть

 

гарантирована

 

безопасность

и

 

мероприятия

 

по

 

техническому

 

обслуживанию

 

должны

 

быть

 

про

-

ведены

 

в

 

кратчайший

 

срок

В

 

этом

 

случае

 

возникает

 «

предупредитель

-

ный

» 

сигнал

 

тревоги

 

и

 

остаётся

 

время

необходимое

 

для

 

решения

 

проблемы

Долгосрочные

 

тенденции

Задача

 

конструирования

 

ячеек

 

коммутационного

 

оборудования

 

со

 

скоростью

 

утечки

 

элегаза

 

ниже

 

0,5% 

в

 

год

 

не

 

представляет

 

се

-

рьёзной

 

трудности

  (

рис

. 4 — 

синяя

 

кривая

 

показывает

что

 

утечка

 

для

 

100% 

ячеек

 

находится

 

на

 

уровне

 

ниже

 0,2% 

в

 

год

). 

Реальной

 

пробле

-

мой

 

является

 

доказательство

 

этих

 

данных

 

при

 

эксплуатации

Особенно

 

актуален

 

мониторинг

 

для

 

газоизоли

-

рованных

 

линий

которые

 

подверга

-

ются

 

влиянию

 

окружающей

 

среды

меняющейся

 

иногда

 

от

 

одного

 

кон

-

ца

 

линии

 

до

 

другого

.

Неравномерность

 

температуры

частые

 

изменения

 

температуры

 

в

 

течение

 

дня

 

и

 

влияние

 

времён

 

года

 

вызывают

 

массоперенос

 

вдоль

 

га

-

зоизолированной

 

линии

что

 

в

 

свою

 

очередь

 

приводит

 

к

 

определённой

 

динамике

 

изменения

 

плотности

 

эле

-

газа

которую

 

трудно

 

анализировать

Если

 

проводить

 

периодические

 

измерения

 

плотности

 

элегаза

 

тра

-

диционными

 

методами

то

 

эти

 

изме

-

рения

 

должны

 

быть

 

выполнены

 

при

 

одинаковых

 

условиях

 

эксплуатации

 

(

особенно

 

на

 

открытом

 

воздухе

); 

од

-

нако

 

в

 

этом

 

случае

 

невозможно

 

бу

-

дет

 

провести

 

надёжную

 

оценку

 

дол

-

госрочных

 

тенденций

Вместе

 

с

 

тем

 

цифровые

 

технологии

 

предлагают

 

решения

основанные

 

на

 

возмож

-

ности

 

проведения

 

статистического

 

анализа

 

данных

.

На

 

рис

. 4 

показаны

 

кривые

 

плот

-

ности

 

элегаза

основанные

 

на

 

дан

-

ных

 

трёхфазной

 

газоизолирован

-

ной

 

линии

которая

 

была

 

оснащена

 

двумя

 

датчиками

 

на

 

каждую

 

фазу

 

и

 

проходила

 

через

 

закрытые

 

и

 

откры

-

тые

 

участки

Синяя

 

кривая

 

показы

-

вает

 

данные

 

датчика

установленно

-

го

 

внутри

 

помещения

а

 

фиолетовая

 

кривая

 — 

данные

 

датчика

установ

-

ленного

 

на

 

открытом

 

воздухе

Утечек

 

не

 

было

однако

 

согласно

 

анализу

 

фиолетовой

 

кривой

 

можно

 

сделать

 

вывод

 

о

 

возможном

 

повреждении

 — 

утечка

 

элегаза

 

составляет

 

около

 3% 

в

 

год

Применение

 

алгоритма

 

под

-

счёта

 

позволяет

 

произвести

 

объек

-

тивный

 

анализ

 

данных

.

По

 

получаемой

 

кривой

 

эксперт

-

ная

 

система

 

может

 

эффективно

 

определять

 

долгосрочные

 

тенден

-

ции

Современные

 

решения

 

систем

 

мониторинга

 

обеспечивают

 

надёж

-

ные

 

результаты

 

благодаря

 

приме

-

нению

 

цифровых

 

технологий

Эти

 

решения

 

включают

 

в

 

себя

 

разрабо

-

танные

 

с

 

помощью

 

моделирования

 

экспертные

 

системы

устанавливае

-

мые

 

на

 

этапе

 

разработки

 

продукта

которые

 

в

 

дальнейшем

 

совершен

-

ствуются

 

благодаря

 

использованию

 

обратной

 

связи

 

с

 

различных

 

дей

-

ствующих

 

систем

Установка

 

индикаторов

 

элегаза

 

Ввиду

 

того

 

что

 

большая

 

часть

 

стандартных

 

процедур

применяе

-

мых

 

для

 

выявления

 

утечек

 

элегаза

основана

 

на

 

статистической

 

обра

-

ботке

 

результатов

 

измерений

до

-

статочно

 

легко

 

установить

 

текущий

 

баланс

 

элегаза

 

в

 

форме

 

онлайн

-

показателей

На

 

рис

. 5 

показан

 

пример

 

двух

 

типов

 

показателей

выявленных

 

в

 

результате

 

анализов

проводимых

 

в

 

течение

 5 

лет

 

на

 

се

-

рийных

 GIS:

Рис

. 4. 

Изменения

 

внутренней

/

внешней

 

плотности

 

элегаза

 (

кг

/

м

3

в

 

течение

 24 

месяцев


Page 5
background image

133

№ 2 (17), март–апрель, 2013

• 

тенденции

 

утечки

 

элегаза

 

в

 

атмосферу

 

в

 

течение

 

нескольких

 

лет

 

подряд

;

• 

распределение

 

скорости

 

утечки

 

элегаза

 

в

 

каждой

 

ячейке

 

в

 

тече

-

ние

 

нескольких

 

лет

 

подряд

.

В

 

конечном

 

счёте

 

эти

 

показатели

 

позволяют

 

операторам

 

обосновать

 

свою

 

методику

 

прогнозирования

 

плана

 

технического

 

обслуживания

 

и

 

оптимизации

 

запасов

 

элегаза

Ран

-

ний

 

мониторинг

 

со

 

стадии

 

установ

-

ки

 

увеличивает

 

эксплуатационную

 

готовность

  «

старых

» GIS/GIL 

и

 

пре

-

доставляет

 

возможность

 

улучшения

 

эксплуатационной

 

надёжности

.

МОНИТОРИНГ

 

ЧАСТИЧНЫХ

 

РАЗРЯДОВ

Данные

 

анализа

 

применения

 

раз

-

личных

 

аппаратных

 

решений

 

по

 

мони

-

торингу

 

ЧР

реализованных

 

разными

 

производителями

показали

что

 

пред

-

ложенные

 

решения

 

не

 

в

 

полной

 

мере

 

отвечают

 

требованиям

 

заказчиков

В

 

частности

во

 

многих

 

случаях

 

за

-

фиксирован

 

сигнал

 

ложной

 

тревоги

что

 

вызывает

 

сомнения

 

в

 

релевант

-

ности

 

применения

 

мониторинга

.

Основной

 

задачей

 

при

 

внедре

-

нии

 

систем

 

мониторинга

 

ЧР

осно

-

ванных

 

на

 

технологиях

 

УВЧ

,  

явля

-

ется

 

определение

 

характеристик

 

датчиков

 

и

 

их

 

чувствительности

по

-

лученной

 

путём

 

измерения

 

прямых

 

и

 

отражённых

 

волн

 

от

 

ЧР

Кроме

 

того

для

 

определения

 

оптимального

 

места

 

установки

 

датчика

 

в

 

распреду

-

стройстве

 

должна

 

быть

 

известна

 

гео

-

метрия

 

контролируемого

 

устройства

Указанная

 

информация

 

необхо

-

дима

 

для

 

наладки

 

каждой

 

единицы

 

оборудования

На

 

рис

. 6 

показана

 

лабораторная

 

установка

используе

-

мая

 

для

 

измерения

 

чувствительно

-

сти

 

датчика

 

ЧР

 

на

 

однофазном

 

ком

-

мутационном

 

оборудовании

 

класса

 

напряжения

 420 

кВ

.

В

 

отчёте

 

СИГРЭ

 TF 15/33 03 05 

приводится

 

методика

 

инициирова

-

Рис

. 6. 

Пример

 

тестирования

 

чувствительности

 

УВЧ

-

датчиков

 

в

 GIS 

согласно

 [3]

ния

 

ЧР

 

с

 

интенсивностью

 

в

 5 

пКл

 

путём

 

искусственного

 

возбуждения

 

импульса

Цель

 — 

проверить

могут

 

ли

  

датчики

 

быть

 

использованы

 

для

 

наблюдения

 

за

 

коммутационным

 

оборудованием

Для

 

измерения

 

ЧР

 

методом

 

УВЧ

 

требуются

 

знания

 

спектра

 

излучения

который

 

по

-

зволяет

 

выбрать

 

наиболее

 

опти

-

мальный

 

частотный

 

диапазон

 

для

 

выявления

 

источника

 

ЧР

 

в

 

комму

-

тационном

 

оборудовании

 

и

 

газоизо

-

лированных

 

линиях

В

 

дальнейшем

 

эта

 

информация

 

используется

 

раз

-

работчиками

 

для

 

новых

 

проектов

 

с

 

целью

 

получения

 

лучшего

 

способа

 

реализации

 

УВЧ

-

датчиков

 

и

 

оптими

-

зации

 

их

 

количества

Такой

 

подход

 

впоследствии

 

сокращает

 

стоимость

 

систем

 

мониторинга

.

Контроль

 

частичных

 

разрядов

 

также

 

широко

 

используется

 

при

 

приёмо

-

сдаточных

 

испытаниях

 

на

 

заводах

 

по

 

производству

 GIS. 

Во

 

время

 

испытаний

 

изоляции

 

кажу

-

щийся

 

заряд

 

измеряется

 

обычным

 

способом

 

согласно

 

стандарту

 

МЭК

 

60270. 

Одновременно

 

измерения

 

проводятся

 

и

 

с

 

помощью

 

датчика

 

УВЧ

-

контроля

  (

рис

. 7) 

для

 

сравне

-

ния

 

характеристик

 

сигналов

.

В

 

дальнейшем

 

результаты

 

этих

 

двух

 

измерений

 

потребуют

-

ся

 

на

 

этапе

 

ввода

 

оборудования

 

в

 

эксплуатацию

 

для

 

настройки

 

датчиков

 

контроля

 

частичных

 

разрядов

.

Многолетний

 

опыт

 

в

 

области

 

контроля

 

частичных

 

разрядов

 

показывает

что

 

внедрение

 

си

-

стемы

 

мониторинга

 

позволяет

  

обеспечить

 

оптимизацию

 

акти

-

вов

поэтому

 

одной

 

из

 

задач

 

ком

-

плексной

 

системы

 

мониторинга

 

также

 

является

 

создание

 

надёж

-

ной

 

системы

исключающей

 

по

-

явление

 

ложных

 

сигналов

.

Рис

. 7. 

Метод

 

УВЧ

применяемый

 

параллельно

 

при

 

проведении

 

заводских

 

испытаний

 

изоляции

Рис

. 5. 

Индикаторы

 

элегаза

Распределение

, %

Процент

 

утечек

2006

2007

2008

2009

2010

2010

2009

2008

2007

2006

0,2

0,3

0,1

100

90

80

60

50

40

30

20

10

0

70

0,4

0,5

0,7

0,6

0,8

0,9

1

2

3


Page 6
background image

МИРОВОЙ 
ОПЫТ

134

ИНСТРУМЕНТ

 

ПОМОЩИ

 

ПРИ

 

ПРИНЯТИИ

 

РЕШЕНИЙ

В

 

большинстве

 

случаев

 

неболь

-

шой

 

уровень

 

частичных

 

разрядов

 

в

 

эксплуатации

 

безвреден

но

 

рано

 

или

 

поздно

в

 

зависимости

 

от

 

степе

-

ни

 

серьёзности

 

неисправностей

 

и

 

деградации

 

изоляции

он

 

приводит

 

к

 

её

 

перекрытию

 — 

это

 

указывает

 

на

 

важность

 

выявления

 

ЧР

 

на

 

ран

-

ней

 

стадии

 

их

 

развития

Основная

 

задача

 

при

 

использовании

 

системы

 

мониторинга

 

частичных

 

разрядов

 

методом

 

УВЧ

 — 

определить

 

необхо

-

димость

 

отключения

 

оборудования

 

для

 

проведения

 

профилактических

 

мероприятий

Преимущество

 

онлайн

 

системы

 

мониторинга

 

заключается

 

в

 

его

 

способности

 

своевременно

 

преду

-

предить

 

оперативную

 

и

 

сервисные

 

службы

а

 

также

 

выявить

 

повреж

-

дения

 

с

 

высокой

 

степенью

 

надёж

-

ности

В

 

этом

 

случае

 

проведение

 

дополнительного

   

анализа

направ

-

ленного

 

на

 

определение

 

места

 

и

 

тенденций

 

развития

 

процесса

по

-

зволяет

 

предотвратить

 

серьёзные

 

последствия

 (

рис

. 8).

Интерпретация

 

зарегистриро

-

ванного

 

сигнала

 

УВЧ

-

измерений

 

основана

 

на

:

• 

установке

 

средств

позволяющих

 

отделить

 

сигналы

 

ЧР

 

от

 

внешних

 

помех

;

• 

статистической

 

обработке

 

боль

-

шого

 

количества

 

записанных

 

данных

 

для

 

выявления

 

тенденций

 

развития

 

процесса

 

во

 

времени

;

• 

локализации

 

сигнала

;

• 

наличии

 

регулярно

 

обновляемой

 

библиотеки

 

чётко

 

распознанных

 

неисправностей

Этап

 3. 

Экспертная

 

оценка

 

и

 

выявление

 

повреждения

.

Выявление

 

повреждений

 

осу

-

ществляется

 

при

 

помощи

 

алгорит

-

мов

разработанных

 

для

 

анализа

 

спектральных

 

и

 

временных

 

ха

-

рактеристик

Применение

 

метода

основанного

 

на

 

проведении

 

срав

-

нительного

 

анализа

   

текущих

 

спек

-

тральных

 

характеристик

 

с

 

теми

что

 

хранятся

 

в

 

базе

 

данных

 

эксперт

-

ной

 

системы

позволяет

 

оценить

 

возможность

 

их

 

принадлежности

 

к

 

какому

-

либо

 

классу

 

дефектов

На

 

основании

 

этого

 

заводской

 

эксперт

 

по

 

коммутационному

 

обо

-

рудованию

который

 

знает

 

его

 

кон

-

струкцию

место

 

расположения

 

датчиков

 

и

 

другие

 

характеристики

 

оборудования

может

 

представить

 

экспертную

 

оценку

 

текущей

 

ситуа

-

ции

При

 

возникновении

 

ЧР

 

необхо

-

димо

 

анализировать

 

не

 

только

 

вид

 

повреждения

но

 

и

 

динамику

 

его

 

развития

В

 

связи

 

с

 

этим

 

экспертная

 

Рис

. 8. 

Устройство

 

сбора

 

данных

 

УВЧ

-

измерений

МЕТОДОЛОГИЯ

 

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Диагностика

 

частичных

 

разря

-

дов

 

осуществляется

 

в

 

три

 

этапа

.

Этап

 1. 

Спектральный

 

анализ

 

в

 

«

аварийных

» 

режимах

.

Непрерывный

 

контроль

 

различ

-

ных

 

частот

 

в

 

УВЧ

-

спектре

 

ЧР

В

 

слу

-

чае

 

если

 

на

 

определённой

 

частоте

 

появляется

 

подозрительная

 

состав

-

ляющая

система

 

настраивается

 

на

 

синхронный

 

анализ

 

данной

 

частоты

 

до

 

завершения

 

процесса

.

Этап

 2. 

Формирование

 

сигнала

 

тревоги

.

Основная

 

сложность

 

касается

 

формирования

 

сигнала

 

тревоги

обращённого

 

к

 

операторам

 — 

яв

-

ляется

 

ли

 

сформированный

 

сигнал

 

признаком

 

частичного

 

разряда

Сигналы

записанные

 

устройством

 

сбора

 

данных

сравниваются

 

с

 

внешними

 

помехами

 

и

 

фильтруют

-

ся

При

 

достижении

 

определённого

 

порога

 

сигнал

 

тревоги

 

срабатывает

.

Рис

. 10. 

Рабочий

 

режим

1 — 

спектральный

 

анализ

,

2 — 

временной

 

анализ

3 — 

идентификация

Рис

. 9. 

УВЧ

-

анализ

Спектральный

 

анализ

Статистическая

 

обработка

 

записанных

 

сигналов

Подозрения

 

на

 

УВЧ

-

активность

?

Распознавание

Частичные

 

разряды

/

Шум

Да

Нет

Формирование

 

события

Временной

 

анализ

Формирование

 

сигнала

 

тревоги


Page 7
background image

135

№ 2 (17), март–апрель, 2013

• 

надёжная

 

оценка

 

длитель

-

ности

 

операции

производимой

 

устройством

.

Характеристики

 

управляе

-

мой

 

коммутации

влияние

 

по

-

вторного

 

включения

Нижеследующий

 

случай

 

по

-

казывает

 

расчётную

 

кривую

выполненную

 

при

 

быстрых

 

по

-

следовательных

 

повторных

 

включениях

 

после

 

устранения

 

неисправности

 

на

 

протяжённой

 

линии

 

электропередачи

Опера

-

ция

 

отключения

 

проводится

 

в

 

оптимальном

 

интервале

 

време

-

ни

    (

нулевое

 

напряжение

 

в

 

тер

-

миналах

 

автоматического

 

вы

-

ключателя

 

на

 

рис

. 12).

Затем

 

максимальное

 

напря

-

жение

определяемое

 

длиной

 

линии

сравнивается

 

с

 

длительно

-

стью

 

целевого

 

интервала

Эти

 

ре

-

зультаты

 

подтверждают

 

необходи

-

мость

 

отключения

 

выключателя

 

в

 

кратчайшие

 

интервалы

чтобы

 

про

-

контролировать

 

перенапряжение

 

Рис

. 12. 

Зависимость

 

перенапряжения

 

от

 

длительности

 

интервала

 

в

 

фазе

 

повторного

 

включения

Рис

. 11. 

Структура

 

решений

Определение

 

сигнала

 

тревоги

Анализ

 

направлений

Экспертная

 

оценка

Прекращение

 

эксплуатации

Ремонт

Причина

Степень

 

опасности

Эксплуатация

 

под

 

наблюдением

Причина

 — 

степень

 

серьёзности

система

 

должна

 

иметь

 

специальные

 

возможности

 

для

 

такого

 

анализа

.

РАБОЧИЙ

 

РЕЖИМ

Экспертные

 

средства

пред

-

лагаемые

 

системой

 

мониторинга

 

частичных

 

разрядов

позволяют

 

эксплуатационному

 

персоналу

 

определить