Практическое применение системы мониторинга технического состояния конденсаторов связи 110 кВ в режиме реального времени

background image

background image

24

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2 (25), 

июнь

 2022

24

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2 (25), 

июнь

 2022

Статья

 

посвящена

 

рассмотрению

 

вопроса

 

актуальности

 

при

-

менения

 

системы

 

мониторинга

 

технического

 

состояния

 

кон

-

денсаторов

 

связи

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 

в

 

режиме

 

ре

-

ального

 

времени

Представлены

 

результаты

 

практического

 

опробования

реального

 

выявления

 

дефекта

 

в

 

конденсаторе

 

связи

 

на

 

конкретном

 

объекте

Произведено

 

вскрытие

 

конден

-

сатора

 

и

 

визуально

 

подтвержден

 

предполагаемый

 

дефект

.

Практическое

 

применение

 

системы

 

мониторинга

 

технического

 

состояния

 

конденсаторов

 

связи

 110 

кВ

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

В

 

современных

 

условиях

 

высокого

 

износа

 

электросетевого

 

оборудования

 

оценка

 

его

 

технического

 

состояния

 

является

 

обязательным

 

и

 

неотъемлемым

 

требовани

-

ем

 

организации

 

его

 

надежной

 

эксплуатации

Решение

 

задачи

 

по

 

оценке

 

техниче

-

ского

 

состояния

 

электротехнического

 

оборудования

 

электрических

 

сетей

 

в

 

значи

-

тельной

 

мере

 

связано

 

с

 

внедрением

 

эффективных

 

методов

 

инструментального

 

контроля

 

и

 

технической

 

диагностики

Кроме

 

того

оно

 

необходимо

 

и

 

обязательно

 

для

 

безопасной

 

и

 

надежной

 

работы

 

электротехнического

 

оборудования

.

Сегодня

 

в

 

электроэнергетике

 

активно

 

развивается

 

информационно

-

измерительная

 

база

 

данных

получаемая

 

в

 

режиме

 online, 

на

 

основе

 

современных

 

измерительных

 

ком

-

плексов

обеспечивающих

 

сбор

обработку

 

и

 

хранение

 

информации

 c 

различных

 

датчиков

 

и

 

систем

 

мониторинга

 

отдельных

 

видов

 

оборудования

Такие

 

комплексы

 

обеспечивают

 

определение

 

контролируемых

 

параметров

 

и

 

оценку

 

влияния

 

их

 

изменения

 

на

 

оборудова

-

ние

Такая

 

информация

 

весьма

 

ценна

 

и

 

более

 

достоверна

 

в

 

сравнении

 

с

 

данными

полу

-

ченными

 

в

 

ходе

 

диагностирования

 

при

 

выведенном

 

из

 

работы

 

оборудовании

Она

 

поз

-

воляет

 

повысить

 

степень

 

достоверности

 

оценки

 

технического

 

состояния

 

оборудования

.

Между

 

тем

увеличение

 

объема

 

анализируемой

 

информации

 

о

 

состоянии

 

оборудова

-

ния

 

ведет

 

к

 

значительным

 

изменениям

 

в

 

методах

 

работы

 

и

 

требует

 

не

 

только

 

автомати

-

зации

 

процессов

 

обработки

 

и

 

анализа

 

данных

но

 

и

 

их

 

интеллектуализации

Интеллектуа

-

лизация

 

связана

 

как

 

с

 

необходимостью

 

использования

 

эксплуатационного

 

опыта

 (

в

 

виде

 

экспертных

 

оценок

), 

так

 

и

 

получения

 

объективных

 

оценок

 

состояния

 

оборудования

 

вне

 

зависимости

 

от

 

квалификации

 

персонала

.

Основными

 

задачами

 online-

мониторинга

в

 

том

 

числе

 

конденсаторов

 

связи

являются

– 

определение

 

технического

 

состояния

 

электрооборудования

 

в

 

условиях

 

изменяющих

-

ся

 

эксплуатационных

 

воздействий

– 

выявление

 

дефекта

 

на

 

раннем

 

этапе

 

его

 

развития

.

Для

 

конденсаторов

 

связи

 

основными

 

контролируемыми

 

параметрами

характери

-

зующими

 

их

 

техническое

 

состояние

в

 

соответствии

 

с

 

нормативно

-

техническими

 

доку

-

Виталий

  

БУТКЕВИЧ

,

заместитель

 

главного

 

инженера

 

по

 

эксплуатации

 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

 

Ильяр

 

УРАЗАЛИЕВ

начальник

 

Службы

 

изоляции

 

и

 

защиты

 

от

 

перенапряжений

  

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

 

Дмитрий

  

ФИРСОВ

заместитель

 

начальника

 

Службы

 

корпоративных

 

и

 

технологических

 

АСУ

 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

Диагностика

 

и

 

мониторинг


background image

25

25

ментами

являются

 

емкость

 

конденсатора

 

и

 

тангенс

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 (

tg

). 

Возможно

 

измерение

 

уров

-

ня

 

частичных

 

разрядов

но

 

данный

 

метод

 

является

 

более

 

сложным

дорогостоящим

 

и

 

требует

 

высокой

 

квалификации

 

в

 

этой

 

области

 

эксплуатирующего

 

персонала

что

в

 

свою

 

очередь

затрудняет

 

его

 

массовое

 

применение

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

.

Ухудшение

 

свойств

 

диэлектрика

 

в

 

конденсаторе

 

связи

 

происходит

 

неравномерно

 

по

 

его

 

объему

и

 

его

 

ресурс

 

опре

-

деляется

 

местом

 

с

 

наихудшими

 

диэлектрическими

 

свой

-

ствами

при

 

этом

 

основная

 

часть

 

диэлектрика

 

может

 

быть

 

без

 

изменений

Измерение

 

tg

 

позволяет

 

выявлять

 

общее

 

ухудшение

 

состояния

 

изоляции

но

 

при

 

ухудшении

 

изоля

-

ции

 

одной

 

секции

 (

или

 

даже

 

ее

 

пробоя

величина

 

tg

 

может

 

оставаться

 

в

 

нормируемых

 

пределах

 [1].

Действующий

 

СТО

 

ПАО

  «

Россети

» «

Объемы

 

и

 

нормы

 

испытаний

 

электрооборудования

» [2] 

допускает

 

под

 

ра

-

бочим

 

напряжением

 

измерение

 

емкостного

 

тока

 

или

 

рас

-

пределения

 

напряжения

 

на

 

последовательно

 

соединенных

 

конденсаторах

При

 

контроле

 

конденсаторов

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 

оценка

 

их

 

состояния

 

производится

 

сравне

-

нием

 

измеренных

 

значений

 

емкостного

 

тока

 

с

 

исходными

 

данными

 

или

 

значениями

полученными

 

для

 

конденсаторов

 

других

 

фаз

 (

присоединений

).

На

 

данный

 

момент

 

основным

 

методом

 

контроля

 

состоя

-

ния

 

является

 

не

 

только

 

измерение

 

емкости

 

и

 

tg

 (

для

 

изме

-

рения

 

которых

 

необходим

 

вывод

 

оборудования

 

из

 

работы

), 

но

 

и

 

измерение

 

емкостного

 

тока

 

под

 

рабочим

 

напряжением

Суть

 

данной

 

системы

 

заключается

 

в

 

возможности

– 

онлайн

-

мониторинга

 

технического

 

состояния

 

объекта

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 

путем

 

измерения

 

значения

 

емкостного

 

тока

протекающего

 

через

 

конденсатор

 

связи

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

– 

определения

 

рабочего

 

напряжения

 

и

 

частоты

 

сети

 

в

 

ре

-

жиме

 

реального

 

времени

– 

расчета

 

величины

 

емкости

 

конденсатора

 

связи

 

по

 

изме

-

ренным

 

значениям

 

тока

напряжения

 

и

 

частоты

– 

сравнения

 

полученной

 

величины

 

емкости

 

с

 

пусконала

-

дочным

 

значением

 

или

 

со

 

значением

измеренным

 

при

 

вводе

 

в

 

работу

 

системы

 

мониторинга

Данная

 

система

 

позволяет

 

оператору

 

сети

 

получать

 

до

-

стоверную

 

информацию

 

о

 

возникновении

 

дефектов

 

в

 

кон

-

денсаторе

 

связи

 

на

 

начальной

 

стадии

 

развития

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

и

 

о

 

текущем

 

его

 

состоянии

Система

 

мониторинга

 

технического

 

состояния

 

конденса

-

торов

 

связи

 

имеет

 

три

 

варианта

 

сборки

  (

в

 

зависимости

 

от

 

наличия

 

следующих

 

элементов

).

Первый

 

вариант

:

– 

шкаф

 

отбора

 

напряжения

 

типа

 

ШОН

-301

С

 (

трансформа

-

тор

 

тока

 

типа

 

ТОН

-301

С

 

входит

 

в

 

комплект

 

поставки

);

– 

многофункциональный

 

измерительный

 

преобразова

-

тель

 

параметров

 

электрической

 

сети

 

типа

 SATEC PM 

130P PLUS (

встроенный

 

трансформатор

 

тока

);

– 

устройство

 

сбора

 

и

 

передачи

 

информации

 — 

коммуника

-

ционный

 

контроллер

 

типа

 

Синком

 IP/DIN;

– 

система

 

диспетчерского

 

управления

 

и

 

сбора

 

данных

 (

про

-

граммно

-

технический

 

комплекс

 (

ПТК

) «

ОИК

 

Диспетчер

»).

Второй

 

вариант

:

– 

фильтр

 

присоединения

;

– 

многофункциональный

 

измерительный

 

преобразова

-

тель

 (

выносной

 

трансформатор

 

тока

);

– 

коммуникационный

 

контроллер

;

– 

ПТК

 «

ОИК

 

Диспетчер

».

Третий

 

вариант

:

– 

микропроцессорный

 

терминал

 

релейной

 

защиты

 

и

 

авто

-

матики

 (

например

серии

 

БЭ

2704);

– 

многофункциональный

 

измерительный

 

преобразователь

;

– 

коммуникационный

 

контроллер

;

– 

ПТК

 «

ОИК

 

Диспетчер

».

Более

 

подробно

 

система

 

выполнения

 

онлайн

-

монито

-

ринга

 

конденсаторов

 

связи

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 

из

-

ложена

 

в

 

статье

 [1].

На

 

рисунке

 1 

представлена

 

структурная

 

схема

 

системы

 

мониторинга

 

первого

 

и

 

второго

 

вариантов

 

исполнения

.

Рис

. 1. 

Структурная

 

схема

 

системы

 

мониторинга

 (

первый

   

и

 

второй

   

варианты

): 1 — 

шкаф

 

отбора

 

напряжения

; 2 — 

фильтр

 

присо

-

единения

; 3 — 

многофункциональный

 

измерительный

 

преобразователь

 

параметров

 

электрической

 

сети

; 5 — 

устройство

 

сбора

 

и

 

передачи

 

информации

 (

коммуникационный

 

контроллер

); 6 — 

сервер

 

АСУ

 

ТП

; 7 — 

автоматизированное

 

рабочее

 

место

 

оперативного

 

персонала

ШОН

-301

С

 (1)

ФП

 (2)

Измерительный

 

преобразователь

 

Satec-130

р

 (3)

Коммуни

-

кационный

 

контроллер

 (5)

Телеинформация

ТИ

ТС

АРМ

 

оперативного

персонала

 (7)

Сервер

 

АСУ

 

ТП

 (6)

ТИ

Напряжение

 

(

от

 

измерительного

 

трансформатора

 

напряжения

)

2


background image

26

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2 (25), 

июнь

 2022

26

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2 (25), 

июнь

 2022

Диагностика

 

и

 

мониторинг

Рис

. 2. 

Структурная

 

схема

 

системы

 

мониторинга

 (

третий

 

вариант

): ): 1 — 

шкаф

 

отбора

 

напряжения

; 4 — 

микропроцессорный

 

тер

-

минал

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 (

например

серии

 

БЭ

2704); 5 — 

устройство

 

сбора

 

и

 

передачи

 

информации

 (

коммуникационный

 

контроллер

); 6 — 

сервер

 

АСУ

 

ТП

; 7 — 

автоматизированное

 

рабочее

 

место

 

оперативного

 

персонала

ШОН

-301

С

 (1)

Коммуни

-

кационный

 

контроллер

 (5)

АРМ

 

оперативного

персонала

 (7)

Сервер

 

АСУ

 

ТП

 (6)

Напряжение

 (

от

 

измерительного

 

трансформатора

 

напряжения

)

Терминал

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 (4)

ТИ

Телеинформация

 

ТИ

ТС

В

 

первом

 

и

 

втором

 

варианте

токовые

 

цепи

 (

со

 

вторичной

 

обмотки

 

ТОН

 

или

 

выносного

 

трансформатора

 

тока

установ

-

ленного

 

в

 

фильтре

 

присоединения

и

 

цепи

 

напряжения

  (

со

 

вторичной

 

обмотки

 

измерительного

 

трансформатора

 

напря

-

жения

 110 

кВ

установленного

 

на

 

соответствующей

 

секции

заводятся

 

на

 

входы

 

многофункционального

 

измерительного

 

преобразователя

к

 

цифровому

 

выходу

 

которого

 

подключа

-

ется

 

устройство

 

сбора

 

и

 

передачи

 

информации

 (

коммуника

-

ционный

 

контроллер

). 

Измеренные

 

значения

 

величины

 

тока

напряжения

 

и

 

частоты

 

отображаются

 

на

 

встроенном

 

дисплее

 

преобразователя

 (

с

 

учетом

 

введенных

 

коэффициентов

 

транс

-

формации

). 

Указанная

 

информация

 

из

 

преобразователя

 

че

-

рез

 

цифровой

 

порт

 

по

 

стандартным

 

протоколам

 

передачи

 

данных

 

передается

 

через

 

коммуникационный

 

контроллер

 

по

 

организованным

 

каналам

 

связи

 

на

 

сервер

 

АСУ

 

ТП

 (

операто

-

ра

 

сети

). 

Опрос

 

измерительного

 

преобразователя

 

организо

-

ван

 

с

 

использованием

 

стандартных

 

интерфейсов

 

передачи

 

данных

  (

интерфейс

 RS-485 

в

 

протоколе

 

обмена

например

МЭК

 60870-5-101/103/104, Modbus). 

На

 

сервере

 

установлен

-

ным

 

программным

 

обеспечением

 

производится

 

получение

обработка

 

и

 

выдача

 

информации

 

в

 

клиентской

 

части

 

про

-

граммного

 

технического

 

комплекса

Также

 

существует

 

воз

-

можность

 

хранения

 

и

 

передачи

 

информации

 

о

 

параметрах

 

технических

 

характеристик

 

состояния

 

конденсатора

 

связи

.

Процесс

 

полностью

 

автоматизирован

В

 

случае

 

отсут

-

ствия

 

каналов

 

связи

 

на

 

объекте

 (

подстанции

возможен

 

мо

-

ниторинг

 

конденсатора

 

с

 

использованием

 

измеренных

 

вели

-

чин

 

тока

напряжения

 

и

 

частоты

отображенных

 

на

 

дисплее

 

многофункционального

 

измерительного

 

преобразователя

для

 

дальнейшего

 «

ручного

» 

расчета

 

величины

 

емкости

При

 

отсутствии

 

измерительного

 

трансформатора

 

напряжения

электрически

 

связанного

 

с

 

конденсатором

 

связи

возможно

 

применение

 

измерительного

 

трансформатора

 

низшего

 

клас

-

са

 

напряжения

при

 

последующем

 

расчете

 

значений

 

вели

-

чины

 

напряжения

 

с

 

учетом

 

коэффициента

 

трансформации

.

В

 

третьем

 

варианте

  (

рисунок

 2) 

возможна

 

реализация

 

системы

 

мониторинга

 

с

 

использованием

 

цифровой

 

инфор

-

мации

полученной

 

из

 

микропроцессорных

 

терминалов

 

РЗА

 

воздушных

 

линий

 

электропередачи

о

 

величине

 

тока

проте

-

кающего

 

через

 

конденсатор

 

связи

 (

имеющих

 

функциональ

-

ную

 

возможность

 

измерения

 

значения

 

тока

). 

Это

 

возможно

 

при

 

наличии

 

реализованной

 

схемы

 

их

 

опроса

 

контроллерами

 

телемеханики

/

АСУ

 

ТП

 (

например

по

 

протоколу

 

МЭК

 60870-5-

101/103/104). 

При

 

этом

 

первичная

 

информация

 

о

 

величине

 

тока

протекающего

 

через

 

конденсатор

 

связи

в

 

терминал

 

РЗА

 

поступает

 

из

 

шкафа

 

отбора

 

напряжения

Далее

 

вся

 

не

-

обходимая

 

информация

а

 

именно

значения

 

величины

 

тока

напряжения

 

и

 

частоты

 

передаются

 

на

 

верхний

 

уровень

где

 

производится

 

обработка

 

данных

 

и

 

необходимый

 

расчет

.

При

 

таком

 

варианте

 

исполнения

 

системы

 

мониторинга

 

отсутствует

 

необходимость

 

реализации

 

каких

-

либо

 

допол

-

нительных

 

мероприятий

 

и

 

осуществления

 

затрат

.

Значение

 

измеренной

 

емкости

 

должно

 

соответствовать

 

указанному

 

в

 

паспорте

 

с

 

учетом

 

допустимого

 

отклонения

 

из

-

меренных

 

значений

 ±5% 

от

 

паспортных

 

значений

 

в

 

соответ

-

ствии

 

с

 

требованиями

 

СТО

 

ПАО

 «

Россети

» «

Объемы

 

и

 

нор

-

мы

 

испытаний

 

электрооборудования

» [2] 

либо

 

значений

 

отклонений

указанных

 

в

 

заводском

 

паспорте

 

конденсатора

В

 

случае

 

реализации

 

любого

 

из

 

трех

 

вариантов

 

исполнения

 

системы

 

мониторинга

 

при

 

отклонении

 

значений

 

емкости

 

более

 

нормируемого

 

значения

 

у

 

оперативного

 

персонала

 

на

 

рабочем

 

столе

 

появляется

 

сигнал

 

о

 

неисправности

 

конденсатора

после

 

получения

 

которого

 

оперативный

 

персонал

 

действует

 

в

 

соот

-

ветствии

 

с

 

требованиями

 

оперативных

 

инструкций

.

ПРАКТИЧЕСКОЕ

 

ПРИМЕНЕНИЕ

 

СИСТЕМЫ

 

МОНИТОРИНГА

20.06.2021 

г

в

 

филиале

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Сургутские

 

электрические

 

сети

 

на

 

переключательном

 

пункте

 110 

кВ

 «

По

-

беда

» 

системой

 

мониторинга

 

было

 

зафиксировано

 

увеличе

-

ние

 

емкости

 

конденсатора

 

связи

 (

тип

 

СМПВ

-110/



3-6,4 

ХЛ

1, 

2009 

г

.), 

где

 

отклонение

 

расчетной

 

емкости

 

от

 

емкости

рас

-

считанной

 

по

 

измеренным

 

значениям

 

тока

напряжения

 

и

 

ча

-

стоты

 

при

 

вводе

 

системы

 

в

 

работу

превысило

 2%.

Исходя

 

из

 

экспериментальной

 

проверки

 

эффективности

 

работы

 

системы

 

мониторинга

проведенной

 

в

 

филиале

 

Сур

-

гутские

 

электрические

 

сети

 [1], 

был

 

установлен

 

максималь

-

ный

 

допустимый

 

предел

 

отклонения

 

значения

 

емкости

 — 2%.


background image

27

27

Конденсатор

 

связи

 

вывели

 

в

 

ре

-

монт

произвели

 

стандартные

 

ис

-

пытания

  (

мостом

 

переменного

 

тока

), 

значения

 

получились

 

близки

 

к

 

значе

-

ниям

рассчитанным

 

по

 

измеренным

 

значениям

 

тока

напряжения

 

и

 

ча

-

стоты

 

Системой

 

мониторинга

От

-

клонение

 

измеренной

 

емкости

 

от

 

пас

-

портного

 

значения

 

составило

 

менее

 

2% (1,66). 

Полученные

 

значения

 

отклонения

 

рассчитанной

 

емкости

 

позволяли

 

сде

-

лать

 

предположение

 

о

 

появлении

 

и

 

раз

-

витии

 

внутреннего

 

дефекта

 

в

 

начальной

 

стадии

 [4], 

что

 

ранее

 

эксперименталь

-

но

 

подтверждалось

 [1]. 

В

 

соответ

-

ствии

 

с

 

нормами

 

СТО

 

ПАО

 «

Россети

» 

«

Объемы

 

и

 

нормы

 

испытаний

 

элек

-

трооборудования

» 

полученные

 

зна

-

чения

 

емкости

 

не

 

позволяют

 

отнести

 

конденсатор

 

связи

 

к

 

оборудованию

имеющему

 

дефект

.

По

 

результатам

 

эксперимента

 

определено

что

 

увели

-

чение

 

значения

 

емкости

 

конденсатора

 

связи

 

на

 2% 

соответ

-

ствует

 

пробою

 

одного

 

элементарного

 

конденсатора

 [1]. 

Для

 

наблюдения

 

за

 

развитием

 

внутреннего

 

дефекта

 

конденсатор

 

связи

 

был

 

оставлен

 

в

 

работе

 

на

 5 

месяцев

 

под

 

учащенным

 

наблюдением

В

 

дальнейшем

 

скачкообразного

 (

резкого

из

-

менения

 

емкости

 

конденсатора

 

уже

 

не

 

было

В

 

ноябре

 

того

 

же

 

года

 

было

 

принято

 

решение

 

демонтировать

 

конденсатор

 

и

 

произвести

 

вскрытие

.

На

 

рисунке

 3 

показан

 

график

 

отклонения

 

расчетной

 

емко

-

сти

 

по

 

измеренным

 

значениям

 

тока

напряжения

частоты

 

от

 

значения

 

емкости

рассчитанной

 

при

 

вводе

 

в

 

работу

 

систе

-

мы

 

мониторинга

 

в

 

период

 

времени

 

с

 2019 

года

 

по

 2021 

год

 

включительно

Интервал

 

изменения

  (

снятия

 

показаний

на

 

данном

 

графике

 

составляет

 12 

часов

.

Из

 

графика

 

рисунка

 3 

видно

что

 

отклонение

 

емкости

 

произошло

 

в

 

июне

 2021 

года

Для

 

более

 

детального

 

рассмо

-

трения

 

и

 

выявления

 

периода

 

возникновения

 

дефекта

 

умень

-

шили

 

интервал

 

снятия

 

показаний

  (

одна

 

минута

). 

Следует

 

отметить

что

 

интервал

 

снятия

 

показаний

 

задается

 

в

 

любом

 

временном

 

диапазоне

На

 

рисунке

 4 

отчетливо

 

виден

 

скачок

 

отклонения

 

емкости

которое

 

составляло

 

до

 

наступления

 

со

-

бытия

 

менее

 1%, 

а

 

стало

 

выше

 2%. 

То

 

есть

 

можно

 

утверж

-

дать

что

 20.06.2021 

г

в

 04:12 

произошел

 

пробой

 

изоляции

 

одной

 

секции

 

конденсатора

 

связи

.

Напомним

что

 

конденсатор

 

связи

 110 

кВ

 

состоит

 

из

 

че

-

тырех

 

пакетов

 

с

 

последовательным

 

соединением

 

секций

поочередно

 

уложенных

 

друг

 

на

 

друга

В

 

диэлектрической

 

си

-

стеме

 

конденсатора

 

связи

 

используется

 

полипропиленовая

 

конденсаторная

 

пленка

  (

начиная

 

с

 

начала

 2000 

г

.) 

в

 

каче

-

стве

 

твердого

 

диэлектрика

 

и

 

минеральное

 

конденсаторное

 

масло

 

в

 

качестве

 

жидкого

 

диэлектрика

.

Дата

 (12 

часов

)

Отклонение

 

емкости

, %

31.12.2018 00:00 01.02.2019 12:00 06.03.2019 00:00 07.04.2019 12:00 10.05.2019 00:00 11.06.2019 12:00 14.07.2019 12:00 16.08.2019 00:00 19.09.2019 12:00 22.10.2019 00:00 23.1

1.2019 12:00

26.12.2019 00:00 27.01.2020 12:00 29.02.2020 00:00 01.04.2020 12:00 04.05.2020 00:00 05.06.2020 12:00 08.07.2020 00:00 09.08.2020 12:00 14.09.2020 00:00 16.10.2020 12:00 18.1

1.2020 00:00

20.12.2020 12:00 22.01.2021 00:00 23.02.2021 12:00 28.03.2021 00:00 29.04.2021 12:00 01.06.2021 00:00 05.07.2021 12:00 07.08.2021 00:00 12.09.2021 12:00 15.10.2021 00:00

4

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

Рис

. 3. 

График

 

отклонения

 

расчетной

 

емкости

 

конденсатора

 

связи

 

в

 2019–2021 

гг

Рис

. 4. 

График

 

отклонения

 

расчетной

 

емкости

 

конденсатора

 

связи

 20.06.2021 

г

в

 04:12

Полипропиленовую

 

пленку

 

можно

 

отнести

 

к

 

неполярным

 

диэлектрикам

Таким

 

образом

диэлектрическая

 

проница

-

емость

 

пленки

 

имеет

 

слабую

 

зависимость

 

от

 

температуры

 

диэлектрика

Несмотря

 

на

 

это

 

наблюдаются

 

сезонные

 

изме

-

нения

 

емкости

  (

зависимость

 

от

 

температуры

 

окружающего

 

воздуха

 

была

 

представлена

 

на

 

рисунке

 3). 

Для

 

абсолютной

 

величины

 

емкости

 

эти

 

изменения

 

незначительные

Однако

 

при

 

определении

 

величины

 

отклонения

 

рассчитанной

 

ем

-

кости

 

от

 

базового

 

значения

в

 

том

 

числе

 

и

 

в

 

процентном

 

соотношении

эти

 

изменения

 

становятся

 

заметными

Для

 

качественной

 

оценки

  (

наличие

 

либо

 

отсутствие

 

дефекта

зависимостью

 

емкости

 

от

 

температуры

 

можно

 

пренебречь

.

В

 

случае

 

необходимости

 

использования

 

системы

 

мони

-

торинга

 

как

 

измерительной

а

 

не

 

индикаторной

необходимо

 

будет

 

учитывать

 

температурную

 

зависимость

 

величины

 

ем

-

кости

Из

 

графика

 

на

 

рисунке

 3 

видно

что

 

наибольшее

 «

тем

-

пературное

 

отклонение

» 

величины

 

емкости

 

на

 

протяжении

 

года

 

не

 

превышает

 1%. 


background image

28

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2 (25), 

июнь

 2022

28

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 2 (25), 

июнь

 2022

Диагностика

 

и

 

мониторинг

Рис

. 5. 

ПП

 «

Победа

», 

КС

 110 

кВ

 «

Черный

 

мыс

-2», 

ф

В

 — 

следы

 

электрических

 (

искровых

разрядов

Рис

. 6. 

ПП

 «

Победа

», 

КС

 110 

кВ

 «

Черный

 

мыс

-2», 

ф

В

 (2-

й

 

пакет

, 5-

й

 

элемент

 

снизу

)

Программно

-

технический

 

комплекс

  «

ОИК

 

Диспетчер

» 

формирует

 

базу

 

данных

 

по

 

температуре

 

окружающего

 

воз

-

духа

 

в

 

течение

 

каждого

 

дня

 

года

.

Фактически

 

имеются

 

две

 

базы

 

данных

:

– 

изменение

 

емкости

 

в

 

течение

 

года

;

– 

изменение

 

температуры

 

в

 

течение

 

года

.

Не

 

сложно

 

определить

 

подробную

 

зависимость

 

емкости

 

конкретного

 

конденсатора

 

связи

 (

или

 

типа

 

конденсатора

от

 

температуры

 (

прослеживается

 

почти

 

линейная

 

зависимость

). 

Для

 

корректного

 

расчета

 

температурного

 

поправочного

 

коэф

-

фициента

 

необходимо

 

ввести

 

коэффициент

 

аппроксимации

 

и

 

аппроксимировать

 

график

 

изменения

 

емкости

 

на

 

протяже

-

нии

 

года

  (

исключить

  «

шумы

»). 

Имея

 

в

 

наличии

 

график

 

из

-

менения

 

емкости

 

на

 

протяжении

 

года

 

и

 

более

необходимо

 

определить

 

среднегодовое

 

значение

 

емкости

  (

по

 

данным

 

одного

 

года

 

и

 

более

). 

Программный

 

расчет

 

коэффициента

 

температурного

 

изменения

 

емкости

 

выполняется

 

с

 

учетом

 

среднегодового

 

значения

 

емкости

В

 

дальнейшем

 

рассчитан

-

ные

 

с

 

учетом

 

поправочного

 

температурного

 

коэффициента

 

в

 

режиме

 online 

значения

 

емкости

 

должны

 

сравниваться

 

со

 

среднегодовым

 

значением

которое

 

будет

 

являться

 

базовым

Обращаем

 

внимание

что

 

применение

 

температурного

 

коэффициента

 

емкости

 

необходимо

 

в

 

случае

 

использования

 

системы

 

мониторинга

 

как

 

измерительной

 

системы

.

Чтобы

 

обеспечить

 

компенсацию

 

давления

 

конденса

-

торного

 

масла

 

внутри

 

конденсатора

 

связи

 

при

 

колебаниях

 

температуры

 

окружающей

 

среды

применяют

 

расширители

После

 

того

 

как

 

конденсатор

 

демонтировали

произвели

 

вскрытие

 

конденсатора

 

связи

 

путем

 

снятия

 

фарфоровой

 

по

-

крышки

при

 

визуальном

 

осмотре

 

были

 

выявлены

 

ярко

 

вы

-


background image

29

29

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Буткевич

 

В

.

Ф

., 

Уразалиев

 

И

.

Б

., 

Фирсов

 

Д

.

М

Система

 

онлайн

-

диагностирования

 

и

 

мониторинга

 

конденсаторов

 

связи

 110 

кВ

 

и

 

трансформаторных

 

вводов

 c RIP-

изоляцией

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 // 

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

  «

Россети

» 

журнала

 «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

», 

2018, 

 4(11). 

С

. 22–32.

2. 

СТО

 34.01-23.1-001-2017. 

Объем

 

и

 

нормы

 

испытаний

 

электро

-

оборудования

М

.: 

ОАО

 «

Фирма

 

ОРГРЭС

», 2017. 239 

с

.

3. 

Буткевич

 

В

.

Ф

., 

Уразалиев

 

И

.

Б

К

 

вопросу

 

определения

 

техническо

-

го

 

состояния

 

и

 

выявления

 

дефектов

 

конденсаторов

 

связи

 110 

кВ

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 

методом

 

тепловизионного

 

контроля

 // 

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

  «

Россети

» 

журнала

  «

ЭЛЕКТРО

-

ЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

», 2018, 

 1(8). 

С

. 30–37.

4. 

Уразалиев

 

И

.

Б

Факторы

 

и

 

причины

влияющие

 

на

 

техническое

 

состояние

 

конденсаторов

 

связи

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

 // 

Энергетик

, 2018, 

 2. 

С

. 23–27.

раженные

 

следы

 

электрических

 (

искровых

разрядов

 («

под

-

гара

») (

рисунок

 5):

– 

между

 

верхним

 

фланцем

 

и

 

металлической

 

крышкой

установленной

 

над

 

первой

 

мембраной

;

– 

на

 

токопроводящем

 

поводке

;

– 

в

 

центре

 

верхнего

 

фланца

 

и

 

металлической

 

крышки

– 

между

 

нижней

 

мембранной

 

коробкой

 

и

 

металлической

 

крышкой

установленной

 

над

 

первым

 

пакетом

.

На

 

поверхности

 

верхнего

 

фланца

металлической

 

крышке

фарфоровой

 

рубашке

 

обнаружены

 

продукты

 

разложения

 

угле

-

водородов

 

в

 

виде

 

черного

 

осадка

образовавшиеся

 

в

 

конденса

-

торном

 

масле

 

при

 

воздействии

 

на

 

него

 

искровых

 

разрядов

 [3].

После

 

того

 

как

 

сняли

 

фарфоровую

 «

рубашку

», 

произве

-

ли

 

комплекс

 

испытаний

 

и

 

определили

 

секцию

 

с

 

измененной

 

емкостью

 (

рисунок

 6) — 

второй

 

пакет

пятый

 

элемент

 

снизу

 

(

или

 

тринадцатый

 

элемент

 

сверху

 

второго

 

пакета

).

При

 

рассоединении

 

второго

 

пакета

 

обнаружен

 

явно

 

вы

-

раженный

 

след

 

пробоя

 (

выгорания

между

 

обкладками

 

вну

-

три

 

пятой

 

секции

 

снизу

 (

рисунок

 7). 

После

 

разматывания

 

пя

-

той

 

секции

 

наблюдается

 

пробой

 (

выгорание

на

 

протяжении

 

нескольких

 

обкладок

.

Из

 

вышеописанного

 

примера

 

видно

что

 

после

 

выпол

-

нения

 

плановых

 

высоковольтных

 

испытаний

 

и

 

измерений

 

(

с

 

выводом

 

электрооборудования

 

в

 

ремонт

и

 

оценки

 

ре

-

зультатов

 

в

 

соответствии

 

с

 

критериями

приведенными

 

в

 

нормативной

 

документации

нет

 

однозначной

 

уверенности

 

в

 

отсутствии

 

внутреннего

 

дефекта

Несмотря

 

на

 

то

 

что

 

сис

-

тема

 

мониторинга

 

на

 

данный

 

момент

 

является

 

средством

 

индикации

 

и

 

не

 

внесена

 

в

 

Государственный

 

реестр

 

средств

 

измерений

однозначно

 

можно

 

утверждать

что

 

она

 

своевре

-

менно

 

способна

 

выявлять

 

внутренние

 

дефекты

до

 

насту

-

пления

 

аварийного

 

события

.

ОПЫТНАЯ

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

 

СИСТЕМЫ

 

МОНИТОРИНГА

В

 2017–2018 

годах

 

в

 

филиале

 

Сургутские

 

электрические

 

сети

 

система

 

онлайн

-

мониторинга

 

и

 

диагностирования

 

про

-

шла

 

опытно

-

промышленную

 

эксплуатацию

 

и

 

на

 

данный

 

мо

-

мент

 

контролирует

 12 

конденсаторов

.

Всего

 

на

 

объектах

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

контролирует

-

ся

 

более

 35 

конденсаторов

 

связи

.

В

 

филиале

 

также

 

контролируется

 

техническое

 

состоя

-

ние

 

двух

 

конденсаторов

 

связи

 110 

кВ

 

системой

 

мониторинга

 

с

 

установленными

 

шкафами

 

отбора

 

напряжения

 

и

 

микропро

-

Рис

. 7. 

ПП

 «

Победа

», 

КС

 110 

кВ

 «

Черный

 

мыс

-2», 

ф

В

 (

след

 

пробоя

)

цессорными

 

терминалами

 

РЗА

 (

ЭКРА

 

типа

 

БЭ

2704 031) 

и

 

ре

-

ализована

 

схема

 

их

 

опроса

 

контроллерами

 

телемеханики

/

АСУ

 

ТП

 

по

 

протоколу

 

МЭК

 670-5-103 (

вариант

 3, 

рисунок

 3). 

Разработанная

 

система

 

мониторинга

 

технического

 

со

-

стояния

 

конденсаторов

 

связи

 

под

 

рабочим

 

напряжением

 

позволит

 

исключить

 

технологические

 

нарушения

связанные

 

с

 

повреждением

 

конденсаторов

 

связи

ВЫВОД

1. 

Предлагаемая

 

система

 

мониторинга

 

конденсаторов

 

свя

-

зи

 

позволяет

:

– 

постоянно

 

контролировать

 

техническое

 

состояние

 

кон

-

денсаторов

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

 

и

 

выявлять

 

дефекты

 

на

 

начальной

 

стадии

 

их

 

развития

;

– 

учитывать

 

температурные

 

изменения

 

расчетной

 

величи

-

ны

 

емкости

 

по

 

измеренным

 

значениям

 

тока

напряжения

 

и

 

частоты

;

– 

своевременно

 

принимать

 

меры

 

для

 

исключения

 

аварий

-

ных

 

ситуаций

которые

 

могут

 

возникнуть

 

при

 

поврежде

-

нии

 

конденсатора

в

 

том

 

числе

 

и

 

на

 

объектах

удаленных

 

на

 

значительное

 

расстояние

;

– 

исключить

 

потенциальную

 

опасность

 

травмирования

 

обслуживающего

 

персонала

 

при

 

аварийном

 

разрушении

 

конденсатора

.

2. 

Система

 

мониторинга

 

на

 

практике

 

показала

 

свою

 

работо

-

способность

По

 

результатам

 

онлайн

-

контроля

 

выявлено

 

отклонение

 

значений

 

емкости

 

от

 

нормируемых

 

параметров

 

(2%). 

Произведено

 

вскрытие

 

конденсатора

 

связи

 

и

 

обнару

-

жен

 

явно

 

выраженный

 

след

 

пробоя

 (

выгорания

между

 

об

-

кладками

 

внутри

 

второго

 

пакета

пятого

 

элемента

.   


Оригинал статьи: Практическое применение системы мониторинга технического состояния конденсаторов связи 110 кВ в режиме реального времени

Читать онлайн

Статья посвящена рассмотрению вопроса актуальности применения системы мониторинга технического состояния конденсаторов связи под рабочим напряжением в режиме реального времени. Представлены результаты практического опробования, реального выявления дефекта в конденсаторе связи на конкретном объекте. Произведено вскрытие конденсатора и визуально подтвержден предполагаемый дефект.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 1(82), январь-февраль 2024

Система диагностики АКБ «Репей»

Энергоснабжение / Энергоэффективность Цифровая трансформация / Цифровые сети / Цифровая подстанция Возобновляемая энергетика / Накопители Диагностика и мониторинг
ООО НПП «Микропроцессорные технологии»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»