Visoka škola elektrotehnike i računarstva strukovnih studija
Aleksandar Labus
MONITORING STANJA ENERGETSKIH TRANSFORMATORA
220/110 kV
-
DIPLOMSKI RAD-
BEOGRAD, januar 2015.
DIPLOMSKI RAD Aleksandar Labus SNET 21/13
Кandidat: Aleksandar Labus
Smer: NOVE ENERGETSKE TEHNOLOGIJE – specijalističke studije
Broj indeksa: SNET 21/13
Tema: MONITORING STANJA ENERGETSKIH TRANSFORMATORA 220/110 kV
Osnovni zadaci:
1. Primena monitoringa stanja kod energetskih transformatora
2. Kvarovi i mehanizam nastanka kvarova energetskih transformatora
3. Monitoring stanja energetskih transformatora EMS Končar 220/110 kV
Mentor:
Dr Zoran Milićević
Profesor strukovnih studija
BEOGRAD, januar 2015.
2
DIPLOMSKI RAD Aleksandar Labus SNET 21/13
Sadržaj :
1
Uvod u monitoring stanja transformatora............................................................................................5
1.1
Primena monitoringa.....................................................................................................................6
2
Kvarovi i mehanizmi nastanka kvarova energetskih transformatora...................................................8
2.1
Analiza gasova rastvorenih u ulju..................................................................................................8
2.2
Monitoring temperatura..............................................................................................................11
2.3
Monitoring napona i struja..........................................................................................................12
2.4
Monitoring parcijalnih pražnjenja...............................................................................................13
2.5
Monitoring regulacione sklopke..................................................................................................14
2.6
Monitoring sistema hlađenja.......................................................................................................14
3
Monitoring stanja energetskih transformatora EMS KONČAR 220/110 kV.......................................15
3.1
Hardver........................................................................................................................................15
3.2
Softver..........................................................................................................................................17
3.3
Prezentacija podataka.................................................................................................................21
3.4
Dalji razvoj...................................................................................................................................24
4
EPT202 – digitalna termoslika..............................................................................................................25
4.1
Karakteristike uređaja..................................................................................................................26
4.2
Tehnički podaci............................................................................................................................27
5
ZAKLJUČAK...........................................................................................................................................30
6
Literatura.............................................................................................................................................31
4
DIPLOMSKI RAD Aleksandar Labus SNET 21/13
1 Uvod u monitoring stanja transformatora
Ako se izuzme investiranje u izgradnju novih objekata drugu stavku po veličini u poslovanju
svake elektroprivredne kompanije, posle troškova za plate zaposlenih, predstavljaju troškovi
održavanja elektroenergetskih postrojenja i vodova.
Održavanje se sprovodi u cilju obezbeđivanja funkcionalne ispravnosti elementa
(
preventivno održavanje
) i nakon ispada elementa iz pogona, radi otklanjanja neispravnosti
(
korektivno održavanje
).
Preventivno održavanje se sprovodi u fiksnim vremenskim intervalima, prema uputstvu
proizvodjača opreme ili na osnovu iskustva korisnika. Obavljaju se provere (merenja)
odredjenih parametara i zamenjuju potrošni, istrošeni i neispravni delovi.
Veliki sistemi održavanje sprovode na osnovu važnosti i uloge postrojenja u mreži ili na osnovu
stanja elemenata. Uporedjivanje izmerenih vrednosti pojedinih parametara sa referentnim
vrednostima utvrdjuje se da li je element ispravan ili ne, i o kojoj se vrsti kvara radi.
Vrednost svih važnih parametara se mogu pratiti stalno ili povremeno. Koji način će biti
primenjen zavisi od ponašanja elementa, starosti elementa i njegove važnosti. Važno je istaći da
se, od svih merenja i ispitivanja koja se sprovode u cilju utvrđivanja stanja elementa, 80% odnosi
na proveru stanja izolacije.
Monitoring transformatora pobuđuju sve veći interes kod elektroprivrednih i velikih industrijskih
sistema. Razlozi povećanog interesa u prvom su redu želja za što efikasnijom eksploatacijom
transformatora, zatim povećanje pouzdanosti sprečavanjem nastanka neispravnosti, povećanje
sigurnosti osoblja i bolja zaštita okoline.
MONITORING STANJA (engl.
condition monitoring
) transformatora je kontinualni nadzor
stanja transformatora, koji u svojoj osnovi obuhvata:
• merenje određenih fizičkih veličina transformatora,
• praćenje stanja opreme transformatora (stanje sistema hlađenja, stanja senzora),
• estimaciju određenih parametara na temelju merenja i matematičkih modela,
• arhiviranje merenih i estimiranih parametara,
• određenu dijagnostiku stanja pojedinih delova transformatora,
• korisnički pristup rezultatima nadzora.
Pored nabrojanih funkcija, pojedini sistemi monitoring stanja imaju mogućnosti razmene
podataka sa drugim sistemima i uređajima u postrojenju kao što je npr. SCADA (engl.
Supervisory Control And Data Acquisition
), zatim mogućnosti pristupa monitoringu sa udaljenog
mesta, mogućnosti upravljanja sistemom hlađenja transformatora itd.
5
DIPLOMSKI RAD Aleksandar Labus SNET 21/13
Energetski transformatori predstavljaju relativno pouzdanu mašinu u elektroenergetskim
postrojenjima. Verovatnoća poremećaja pri radu u normalnim uslovima na globalnom nivou
iznosi 1-2% godišnje. Nasuprot tome komercijalne štete koje mogu nastati zbog neispravnosti
transformatora su izrazito velike. Prema jednoj studiji radi se o iznosu od približno 9000 USD po
1 MVA snage transformatora. Radi se o istraživanju [literatura 2] na transformatorima snage
veće od 25 MVA u razdoblju od 5 godina (
Tabela 1.1
). Treba primetiti kako
materijalna šteta
koja nastane usled neispravnosti podrazumeva štetu koja je nastala na opremi, kao i štetu nastalu
prekidom rada u isporuci električne energije. Ponekad je šteta zbog prekida isporuke energije
veća od same štete na opremi u postrojenju.
Tabela 1.1
BROJ POREMEĆAJA I IZNOSI ŠTETA PO GODINAMA [literature 2]
Godina
Broj
neispravnosti
Ukupna šteta
USD
Šteta na
opremi
USD
Šteta zbog
prekida rada
USD
1997.
19
40.779.507
25.036.673
15.742.834
1998
25
24.932.235
24.897.114
35.121
1999.
15
37.391.591
36.994.202
397.389
2000.
20
150.181.779
56.858.084
93.323.695
2001.
15
33.343.700
19.453.016
13.890.684
ukupno
94
286.628.811
163.239.089
123.389.722
Poremećaji transformatora mogu se u određenoj meri smanjiti adekvatnim održavanjem.
Održavanjem se ne mogu u potpunosti ukloniti mogućnost nastanka poremećaja (npr.
neispravnosti nastali nevremenom ili ljudskom greškom). Dosadašnja strategija održavanja
podrazumevala je periodično isključenje transformatora, izvođenje dijagnostičkih ispitivanja i
zamenu određenih delova transformatora nakon određenog vremenskog perioda.
Monitoringom stanja se omogućava bolji uvid u stanje pojedinih delova transformatora pa je kao
rezultat moguće koristiti drugačiju strategiju održavanja –
održavanje prema stanju
. Osim
smanjenja troškova održavanja ovakvom strategijom mogu se otkriti neispravnosti koji bi se
pojavili između dva termina periodičnog održavanja, pa se pravovremenom akcijom ti
poremećaji mogu izbeći.
7
