Transformatory – Komitet Studiów A2

Autorzy:

mgr inż. Paweł Warczyński
ZPBE Energopomiar – Elektryka Gliwice

Marceli Kaźmierski
Instytut Energetyki

Na ubiegłorocznej, 44 Sesji CIGRE poruszano problematykę związaną z trzema tematami wiodącymi (Preferential Subject):
• PS1 - Transformator w sieci elektroenergetycznej przyszłości (Transformer for the network of the future),
• PS2 - Ekologiczne konstrukcje / Ekologiczne zastosowania (Transformer Eco Design / Eco Use),
• PS3 - Obwód magnetyczny transformatora (Transformer magnetic circuit).

Diagnostyka i monitoring transformatorów

Tematyka związana z szeroko rozumianą diagnostyką techniczną oraz monitoringiem stanu transformatorów pojawiała się w dużej grupie referatów. W większości przypadków miały one charakter przyczynkowy.
Niemniej należy zauważyć, iż postęp w tej dziedzinie jest konsekwencją wykorzystywania najnowszych osiągnięć w technice informatycznej (rozbudowa infrastruktury, lepsze procesory, obsługa dużych baz danych i in.).

Rejestracja spektrum wibroakustycznego przełączników zaczepów pod obciążeniem

W kanadyjskiej firmie Hydro-Quebec od kilku lat wykorzystuje się spektrum wibroakustyczne w trakcie cyklu przełączania do oceny stanu technicznego przełączników zaczepów pod obciążeniem. Opis zasady
pomiaru oraz możliwości metody można znaleźć np. w [34, 35]. Ponieważ stwierdzono, że proces degradacji PPZ w większości przypadków jest długotrwały, zdecydowano tam - również na podstawie przesłanek ekonomicznych - realizować pomiary okresowo przy wykorzystaniu jednego zestawu przenośnej aparatury pomiarowej. Pomiary wykonywano raz do roku w odniesieniu do PPZ niewykazujących problemów eksploatacyjnych, po każdej inspekcji wewnętrznej/naprawie oraz po zaobserwowaniu nieprawidłowej pracy przełącznika.

Typowe przebiegi monitorowanych wielkości

W zaprezentowanym na Sesji rozwiązaniu [1] rejestrację spektrum wibroakustycznego PPZ włączono jednak do systemu monitoringu transformatora pracującego w czasie rzeczywistym (on-line) tworząc w nim - razem z pomiarem prądu pobieranego przez silnik napędowy przełącznika - zintegrowany blok diagnostyki PPZ. Typowe przebiegi monitorowanych wielkości ilustruje rysunek 1.

Możliwości diagnostyczne bloku w odniesieniu do typowych niesprawności przełączników zaczepów pod obciążeniem różnych typów w kategoriach czułości na wystąpienie tychże niesprawności podano w tabela 1.

Monitoring izolatorów przepustowych

Monitoring on-line izolatorów przepustowych

Coraz powszechniej wprowadza się monitoring on-line izolatorów przepustowych do praktyki eksploatacyjnej. Pomiary realizuje się przy napięciu roboczym przy wykorzystaniu odczepu pomiarowego izolatora oraz specjalnych układów pomiarowych. Najczęściej mierzy się tgδ i pojemność C izolatorów lub/oraz prąd upływu, przy czym uważa się [1], iż pomiary tgδ i pojemności są bardziej dokładne niż pomiar prądu upływu. W jednym i drugim przypadku eliminuje się zakłócenia wynikające z wpływu warunków otoczenia (np. opady deszczu) w drodze ciągłej ich rejestracji oraz odpowiedniej obróbki rejestrowanych sygnałów. Przy pomiarach prądu upływu uwzględnia się ponadto zmianę napięcia podczas pracy transformatora [14], gdyż prąd ten jest zależny od napięcia izolatora względem ziemi.
Celowość instalowania układów monitoringu izolatorów przepustowych wynika z faktu, iż konwencjonalne metody pomiarowe stosowane w trybie off-line mają ograniczoną możliwość zapobiegania uszkodzeniom tych izolatorów [38]. Na przykład według danych z lat dziewięćdziesiątych pochodzących z energetyki rosyjskiej [40], około 95% uszkodzeń izolatorów przepustowych ma miejsce w okresie nieprzekraczającym 100 dni od ostatniego badania diagnostycznego. Interesujące w tym zakresie informacje pochodzące z energetyki brazylijskiej podano w referacie [14]. Obok typowych wolno rozwijających się uszkodzeń izolatorów o czasie rozwoju rzędu kilku, kilkunastu dni zaobserwowano również występowanie uszkodzeń o szybkim charakterze, które prowadzą do eksplozji izolatora już po kilku minutach. W tej sytuacji koniecznym staje się zaimplementowanie w systemie monitoringu odpowiednich procedur alarmowych, gdyż reakcja personelu obsługi w takich przypadkach może być spóźniona.

Pełną treść artykułu można pobrać poniżej.