Патентное исследование систем мониторинга технического состояния трансформаторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Патентное исследование систем мониторинга технического состояния трансформаторов

Тимергалиев Р.Р., Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Нижнекамск, Россия

Гаврилов Е.Н., канд. техн. наук, Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Нижнекамск, Россия,

Сагдеева Г.С., , канд. пед. наук, Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Нижнекамск, Россия

Аннотация

силовой трансформатор система мониторинга

PATENT RESEARCH OF SYSTEMS FOR MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF TRANSFORMERS

Timergaliev R., Kazan National Research Technological University,

Nizhnekamsk, Russia, Gavrilov E., Ph.D., Kazan National Research Technological University, Nizhnekamsk, Russia, Sagdeeva G., Ph.D., Kazan National Research Technological University, Nizhnekamsk, Russia

Раскрываются основные причины возникновения неисправностей у силовых трансформаторов на промышленных предприятиях. Также представлены основные технические параметры электрооборудования, которые могут дать информацию о его техническом состоянии. В статье проводится сравнение систем мониторинга технического состояния электрооборудования различных производителей. Все это представлено в профессиональном контексте, с акцентом на ключевые аспекты.

Abstract

This article reveals the main causes of malfunctions in power transformers at industrial enterprises. The main technical parameters of electrical equipment are also presented, which can provide information about its technical condition. The article compares systems for monitoring the technical condition of electrical equipment from various manufacturers. All this is presented in a professional context, with an emphasis on key aspects.

Ключевые слова: патентный поиск, силовой трансформатор, системы мониторинга.

Keywords: patent search, power transformer, monitoring systems.

Выход из строя силового электрооборудования на повышающих, распределительных и понижающих подстанциях могут привести к авариям и происшествиям на опасных производственных и гражданских объектах. Снижения качества электроэнергии, а также полное отключение зачастую приводят к массовым убыткам и создают угрозу жизни и здоровью людей. Основные причины выхода из строя силового трансформатора: старение изоляции из-за действия электрического поля и катализаторов; увлажнение масла, снижение его уровня в баке; внутренние или внешние перенапряжения; повышенный нагрев элементов активной части, вызванный перегревом вихревыми токами, перегрузкой и старением; износ контактов распределительного устройства; частичные разряды в изоляции [1].

С целью своевременной ликвидации и предупреждений отказов необходимо постоянно следить за техническим состоянием электрооборудования, своевременное предпринимая действия по предупреждению нештатных ситуаций. В основе сбора данных по числу выхода из стоя энергетического оборудования проведен сбор данных по отказам силовых трансформаторов на одном нефтехимическом производстве Татарстана за период с 2020 по 2022 гг. В работе, на данном предприятии, используются трансформаторы в количестве более 600 шт. В данной статистике представлены аварии, повлекшие существенный экономический ущерб по недоотпуску продукции, долгому простою и значительным затратам на восстановление.

Рисунок 1. Статистика инцидентов в системах электроснабжения

Основными причинами выхода из строя трансформатора послужило: наличие воздуха в маслосистеме трансформатора; недостаточный уровень масла; наличие развивающихся дефектов твердой изоляции, вызванные перегревом изоляции обмоток и электрическими разрядами в изоляции. Данные статистики сообщают о том, что во избежание непредвиденных ситуаций требуется отслеживание технического состояния оборудования. Для улучшения непрерывности электроснабжения необходимо определить наиболее значимые параметры отслеживаемого оборудования. Для трансформаторов наиболее важными параметрами являются: температура верхних слоев масла, кривые тока и напряжения, токовая нагрузка, содержание газов в масле, содержание влаги в масле. Допустимые отклонения указанных параметров приведены в Таблицах 1, 2 (1, 2).

Таблица 1НОМИНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ИЗОЛЯЦИИ РАБОТАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Из-за высокой стоимости диагностических систем рационально применять мониторинг состояния на крупном оборудовании большой мощности, выход из строя которых недопустим.

Контроль приведенных параметров может быть осуществлен с помощью систем мониторинга технического состояния.

Далее приводятся результаты сравнения функциональных возможностей подобных систем различных производителей.

Для сравнения систем мониторинга состояния силовых трансформаторов были выбраны следующие готовые системы DIMRUS TDM-M (Россия), QUALITROL 509-300 (США), GE Energy Hydran M2M (Англия). Результаты сравнения представлены в Таблице 3.

Таблица 2ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

Влагосодержание, % массы Трансформаторы с пленочной и азотной 0,0015 (15) 0,0025 (25) (г/т), не более защитами масла, герметичные маслонаполненные вводы, герметичные измерительные трансформаторы Силовые и измерительные - 0,003 (30) трансформаторы, негерметичные маслонаполненные вводы Электрооборудование до 220кВ включительно

Силовые трансформаторы, герметичные 0,014 -измерительные трансформаторы и маслонаполненные вводы;

Газосодержание в Трансформаторы с пленочной защитой, в соответствии с инструкциями герметичные маслонаполненные вводы организации-изготовителя, % напряжением до 220 кВобъема, не более)

Патентный анализ

Был проведен патентный анализ систем мониторинга технического состояния трансформаторов. Результаты поиска занесены в Таблицу 4. Глубина патентного поиска составила 10 лет.

Таблица 3 СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ

В результате проведённого патентного анализа была определена динамика изобретательской деятельности по системам контроля технического состояния трансформаторов (Рисунок 2).

Разработанные устройства в сфере мониторинга силовых трансформаторов дает возможность содержать парк оборудования с низким индексом технического состояния в работоспособном состоянии, заранее прогнозируя выхода из строя по контролируемым параметрам. Установки данных систем дают значительную экономию средств в сравнении с покупкой и монтажом нового оборудования, дорогостоящим ремонтом, способствуют исключению человеческого фактора в процессе эксплуатации.

Источники

(1) . ГОСТ Р 52719-2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. https://goo.su/2AFxxZ

(2) . Приказ №811 от 12.08.2022 Об утверждении Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей электрической энергии. https://goo.su/EFJ9HzO

(3) . Дарьян Л. А., Образцов Р М. Способ и устройство непрерывного контроля влажности бумажно-масляной изоляции высоковольтного маслонаполненного оборудования. Пат. 2788308 РФ. 2006

(4) . Волчанина М. А., Горлов А. В., Еркебаев А. Ж., Кузнецов А. А. Устройство для мониторинга силовых трансформаторов. Пат. 2779269 РФ. 2021.

(5) . Долин А. П., Ушакова В. А. Способ контроля технического состояния силовых трансформаторов напряжением 35 кв и выше. Пат. 2751453 РФ. 2021

(6) . Храмшин Р. Р, Храмшина Е. А., Сарлыбаев А. А., Дружинин Н. Н. Система контроля технического состояния силового трансформатора по состоянию масла. Пат. 2756508 РФ.2020

Список литературы

1. Феоктистов Д. И., Воркунов О. В. Контроль неисправностей силового трансформатора 110/10 кВ // Электроцех. 2022. №8.

References

1. Feoktistov, D. I., & Vorkunov, O. V. (2022). Kontrol' neispravnostei silovogo transformatora 110/10 kV. Elektrotsekh, (8). (in Russian).

Размещено на Allbest.ru