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
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
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
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
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
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
состояние
оборудова
-
ния
.
В
зависимости
от
степени
кри
-
тичности
возникших
неполадок
может
быть
запланирован
вывод
оборудования
на
текущий
ремонт
.
Однако
для
обеспечения
качества
результатов
диагностики
необходи
-
мы
глубокие
знания
конструкции
оборудования
и
результаты
УВЧ
-
измерений
при
приёмо
-
сдаточных
испытаниях
для
каждого
типа
GIS
(
рис
. 9, 10, 11).
МОНИТОРИНГ
СОСТОЯНИЯ
ВЫСОКОВОЛЬТНОГО
ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
Управляемая
коммутация
вы
-
ключателей
:
введение
В
процессе
включения
и
отклю
-
чения
выключателей
,
особенно
в
длинных
линиях
электропередачи
[4],
могут
возникнуть
перенапряже
-
ния
,
приводящие
к
выходу
из
строя
дорогостоящего
оборудования
.
Ис
-
пользование
специальных
интел
-
лектуальных
устройств
синхрониза
-
ции
для
управления
включениями
и
отключениями
выключателей
высо
-
кого
напряжения
,
является
альтер
-
нативой
традиционным
методам
,
применяемым
для
ограничения
нежелательных
режимов
работы
оборудования
.
Успех
управляемой
коммутации
основан
на
двух
фунда
-
ментальных
принципах
:
•
определение
момента
вклю
-
чения
,
которое
предполагает
отличное
знание
электросети
;
Уровень
перенапряжения
на
всей
электрической
цепи
Длина
цепи
Оптимальный
момент
операции
0
1/4
1/2
3/4
1
2,5
2
1,5
1
Перенапр
яж
ение
Время
Момент
повторного
выключения
Напряжение
источника
питания
Напряжение
в
сети
Напряжение
на
выключателе
1800
1810
1820
1830
1840
1860
1870
1880
1890
1900
1850
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
МИРОВОЙ
ОПЫТ
136
по
всей
цепи
.
С
учётом
ги
-
потезы
о
том
,
что
устройство
синхронизации
с
высокой
точностью
определяет
опти
-
мальный
момент
операции
,
также
важно
предусмотреть
поведение
высоковольтного
выключателя
.
Прогнозирование
про
-
должительности
работы
вы
-
соковольтного
выключателя
Одной
из
сложных
задач
в
управляемой
коммутации
является
прогнозирование
длительности
операции
с
учётом
непредвиденных
обстоятельств
,
возникающих
в
условиях
эксплуа
-
тации
:
температура
окружающей
среды
,
запасы
энергии
контрольных
устройств
,
контроль
уровня
напря
-
жения
вспомогательных
устройств
,
давление
газа
,
время
,
прошедшее
с
момента
последней
операции
,
дрейф
-
факторы
.
Благодаря
постоянному
кон
-
тролю
параметров
выключателя
и
сложному
алгоритму
работы
устрой
-
ство
синхронизации
обеспечивает
надёжное
функционирование
обо
-
рудования
.
Совместимость
между
управ
-
ляющим
устройством
и
управляе
-
мым
оборудованием
Помимо
мониторин
-
га
текущего
состояния
,
применение
устройств
управления
является
эф
-
фективным
решением
при
использовании
:
•
высоковольтного
обору
-
дования
с
контролируемы
-
ми
параметрами
,
опреде
-
лёнными
стандартом
МЭК
62271-302;
•
серии
датчиков
контроля
параметров
сети
и
условий
окружающей
среды
;
•
интеллектуального
уст
-
ройства
,
обеспечивающе
-
го
две
основные
функции
(
определение
момента
и
длительности
операции
).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Практическое
приме
-
нение
Управление
оборудо
-
ванием
требует
хороших
знаний
его
характеристик
Все
источники
данных
исполь
-
зуются
для
глобальной
оценки
усло
-
вий
при
установке
оборудования
с
целью
последующей
обработки
.
Преобразование
аналоговых
па
-
раметров
в
цифровые
осуществля
-
ется
в
устройствах
,
располагаемых
рядом
с
основным
оборудованием
.
В
частности
,
предварительная
об
-
работка
,
форматирование
и
сбор
данных
выполняются
путём
:
•
настройки
элементов
конфи
-
гурации
,
которые
определяют
архитектуру
и
способы
связи
между
различными
единицами
оборудования
;
•
использования
оптоволоконных
систем
связи
,
невосприимчивых
к
электромагнитным
помехам
и
обеспечивающих
высокую
ско
-
рость
передачи
данных
;
•
настройки
систем
диагностики
для
сопровождения
оборудова
-
ния
в
эксплуатации
.
Предлагаемое
взаимодействие
стратегических
данных
совместно
с
использованием
базы
данных
таких
мощных
инструментов
,
как
управ
-
ление
путём
создания
тщательно
разработанной
архитектуры
сети
,
является
новым
направлением
в
области
«
систем
управления
сетью
»
(NMS).
ЛИТЕРАТУРА
1. C. Fournet, P. Ponchon, R. Pages,
A. Ficheux “Retour d’exp
й
rience
et perspectives futures des moni-
toring digitaux de postes a isola-
tion gazeuse (feedback and future
perspectives for digital monitor-
ing of gas-insulated substations),
MATPOST07_0024, 2007.
2. M. Bernard, A. Girodet, F. Biquez,
E. Laruelle, J.L. Rayon, J.F. Pen-
ning, A. Ficheux, A. Bertinato,
«Optimized gas insulated lines for
bulk power transmission», CIGRE
B3_103_2010, 2010.
3. CIGRE Task Force 15/33.03.05,
“Partial discharge detection sys-
tem for GIS: sensitivity veri
fi
ca-
tion for the UHF method and the
acoustic method”,
Й
LECTRA No.
183, pp. 74—87.
4.
T. Jung, J.L. Rayon, F. A
п
t-
Abdelmalek, A. Fanget, J. Sawada,
J. Hollman, D. Sydor, «Application
of modern technology to optimize
switching of compensated lines»,
CIGRE A3_101_2010, 2010.
на
месте
установки
.
Требования
второго
издания
стандарта
МЭК
61850
в
настоящее
время
позво
-
ляют
обмениваться
данными
в
структурированном
виде
.
Новая
структура
«GISWatch»
включает
в
себя
коммуникационные
протоко
-
лы
стандарта
МЭК
61850,
которые
позволяют
иметь
общее
представ
-
ление
о
рабочем
состоянии
под
-
станций
или
газоизолированных
линий
.
Совокупность
параметров
мо
-
ниторинга
позволяет
сопоставить
различные
данные
по
плотности
и
качеству
элегаза
,
активности
ЧР
и
степени
износа
оборудования
с
це
-
лью
оптимизации
режимов
эксплуа
-
тации
и
обслуживания
.
Оригинал статьи: Мониторинг и оценка состояния коммутационного оборудования с элегазовой изоляцией и газоизолированных линий
В последние годы технические требования к мониторингу текущего состояния коммутационного оборудования с элегазовой изоляцией (GIS) и газоизолированных линий (GIL) постоянно совершенствуются. Ещё несколько лет назад основной упор в мониторинге GIS/GIL был сделан на контроль плотности элегаза с целью сведения к минимуму потерь 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.