Введение 4
1 Анализ существующего трансформаторного оборудования на ПП1-1 ООО
«Тольяттинский Трансформатор» 9
1.1 Общие сведения о трансформаторном оборудовании 9
1.2 Анализ старения трансформаторного оборудования 16
1.3 Основные опасные факторы, воздействующие на трансформатор 20
1.3.1 Грозовые и коммутационные перенапряжения 20
1.3.2 Повышения рабочего напряжения 21
1.3.3 Ударные механические воздействия на обмотки, вследствие токов
короткого замыкания 21
1.3.4 Токи намагничивания при электрических и механических переходных
процессах 22
1.3.5 Сейсмические воздействия на трансформатор 22
1.3.6 Воздействие геомагнитных токов на трансформатор 23
1.3.7 Перегрузка трансформатора по току 23
1.4 Системы мониторинга и анализ надежности силового трансформатора 27
1.5 Анализ трансформаторного оборудования установленного на
подстанции ООО «Тольяттинский Трансформатор» 31
1.5.1 Осмотр силового трансформатора ТРДН - 25000/110 31
1.5.2 Испытания трансформаторного масла силового трансформатора ТРДН -
25000/110 33
1.5.3 Испытания на измерение сопротивления изоляции трансформатора
ТРДН - 25000/110 34
1.6 Вывод по главе 1 36
2 Исследование частичного разряда в изоляции силовых трансформаторов . 37
2.1 Определение понятия частичного разряда 37
2.1.1 Условия образования частичного разряда 37
2.1.2 Физический процесс образования частичного разряда 38
2.1.3 Эксплуатационные условия образования частичного разряда 41
2.1.4 Первичные испытания на образование частичного разряда в изоляции эксплуатационные условия образования частичного разряда 45
2.2 Параметры частичных разрядов 46
2.2.1 Измерение величины частичного разряда 48
2.2.2 Определение типа источника сигналов частичных разрядов 49
2.2.3 Определение степени опасности частичного разряда 49
2.3 Методы определения частичного разряда 50
2.3.1 Электрический метод 51
2.3.2 Акустический метод 52
2.3.3 Химический метод 55
2.3.4 Электромагнитный метод 56
2.3.5 Термический метод 57
2.3.6 Оптический метод 57
2.4 Надежность методов оценки изоляции 57
2.5 Вывод по главе 2 58
3 Разработка мероприятия по внедрению системы диагностики и мониторинга
для Г11П-1 «Тольяттинский Трансформатор» 59
3.1 Функция систем мониторинга 59
3.2 Принцип построения системы диагностики и мониторинга 63
3.3 Производители систем мониторинга 66
3.3.1 Производители систем мониторинга для контроля трансформаторного
масла 67
3.3.2 Производители систем мониторинга для контроля изоляции
высоковольтных вводов 70
3.4 Экономическое обоснование мероприятия по внедрению системы
диагностики и мониторинга 74
3.5 Вывод по главе III 78
Заключение 79
Список используемых источников 81
Купить

Электроэнергетика играет жизненно важную роль для промышленности в современном мире и в эффективности электроэнергетической инфраструктуры страны, оказывая сильное влияние на ее экономику. Перебои в подаче электроэнергии могут привести к нарушению электроснабжения, которое вызовет проблемы в работе аварийных служб, промышленных предприятий и к убыткам в экономике на миллиарды рублей.
В большинстве развитых стран система электроснабжения состоит из крупномасштабного комплекса компонентов предназначенных для производства и передачи электрической энергии от электростанций или других генерирующих объектов к электрическим подстанциям. Это осуществляется благодаря развитой сети передач взаимосвязанных линий.
Среди двух видов высоковольтных линий электропередач переменного тока и постоянного тока, предпочтение отдается высоковольтным линиям с переменного тока, за счет меньшей стоимости оборудования, требуемого для осуществления передачи электроэнергии.
Инженеры ведущих стран проектируют системы электроснабжения таким образом, чтобы передача энергии была наиболее эффективной, так как всегда есть определенные потери электроэнергии при ее передаче.
На стадии проектирования большое внимание уделяется элементам системы электроснабжения, таким как силовые высоковольтные трансформаторы, автотрансформаторы, токоограничивающие реакторы, высоковольтные переключатели, линии электропередач, кабели и автоматы релейной защиты и автоматики.
Передача и производство электроэнергии, как правило, контролируется на региональной основе, которая различается в зависимости от страны. При передаче электроэнергии от электростанций до конечного потребителя, электроэнергия проходит через энергетическую систему страны, в которой часть этой энергии теряется. Меньше потерь энергии происходит при больших передачах, по высоковольтным линиям, чем при меньших по низковольтным линиям (например, в городах или отдельных зданиях), поэтому инфраструктура с низкой плотностью населения имеет, как правило, меньше потерь. Незаконное потребление электрической энергии распространенное в таких странах как Индия, Бразилия, Турция, так же сказывается на потерях электрической энергии. Система потребления страны электроэнергии может оказывать значительное влияние на ее потери, поскольку, чем больше потребление, тем больше и потери.
Некоторые страны мира имеют высокоэффективные энергетические инфраструктуры, что позволяет достичь уровня потерь при производстве и передачи электроэнергии не более 4%. Сингапур возглавляет этот список, в среднем перерывы длительностью меньше одной минуты на одного клиента в год. Следом идут Тринидад и Тобаго и Исландия имея 2% потерь на выходе, затем Словакия, Гибралтар и Южная Корея с 3% потерь электрической мощности. Также Финляндия, Германия, Израиль и Малайзия, где такие относительные потери держатся на уровне 4%. Данные страны достигли такого результата за счет внедрения технологических инноваций, использования альтернативных источников энергии при наличии большого количества природных ресурсов и дальновидной правительственной политики.
В 2009 года администрация энергетического рынка Сингапура применила новую технологию, запустив свою пилотную программу тестирования - интеллектуальную энергетическую систему. Благодаря этой программе они превратили энергетическую инфраструктуру своей станы в очаг экспериментальной технологической изобретательности. На станциях мониторинга используются системы диспетчерского контроля сбора данных, которые автоматически обнаруживают нарушения на всех уровнях производства передачи и распределения электрической энергии в сети. Данный метод применен и в Израиле. Это позволяет потребителям выбирать услуги, исходя из своих потребностей, создавая более гибкий рынок, снижая потери энергии.
Словакия страна, производящая больше половины своей энергии за счет ядерной энергетики, не прекращает инвестировать значительные средства в развитие более безопасной и эффективной технологии производства ядерной энергии. В настоящее время в данной стране ведется работа над экспериментальным исследовательским реактором под названием Allegro, который предназначен для исследования применения газоохлаждаемой ядерной энергии на быстрых нейтронах.
Южная Корея также добилась больших успехов в области ядерных исследованиях, разработке передовых энергетических реакторов с акцентом на повышение безопасности, увеличение производства и повышение эффективности.
В Сингапуре начато строительство двух кабельных туннелей, проходящих через острова, что стало кульминацией многолетней работы по улучшению и модернизации инфраструктуры страны. Гибралтар строго организовал свою электрическую сеть, выделив две из трех своих электростанций гражданскому населению, а третью своему министерству обороны. В Финляндии правительство одобрило инициативы по долгосрочной климатической и энергетической стратегии, направленной на сокращение выбросов парниковых газов в зависимости от импортируемой электроэнергии. Десятилетняя программа капитальных вложений в основной капитал будет включать 30 новых подстанций, более 3000 километров новых линий электропередач. Немецкая программа «энергетического поворота» ознаменовала собой изменение в энергетической политике Германии, с новым направлением на производство, передачу и распределение электрической энергии, увеличивая энергосберегающие меры и общую эффективность. Исландия воспользовалась своим расположением в центре вулканической зоны, создав эффективную и устойчивую энергетическую инфраструктуру, на основе геотермальной энергии и энергии гидроэлектростанций. Почти 90% граждан Исландии обогревают свои дома с помощью геотермальной энергии, часто менее чем за половину стоимости нефти или электрического тепла.
Открытие месторождений природного газа в Израиле позволило стране резко снизить зависимость от угольной энергетики. Половина потребителей в Израиле в настоящее время обеспечиваются энергией природного газа, а старые нефтеперерабатывающие заводы переводятся на более эффективные, газовые электростанции, с повышением эффективности на 20-40%.
Тринидад и Тобаго также капитализируется на ресурсах природного газа, вся их электрическая система питается от двух электростанций комбинированного типа, занимая ведущие позиции в переработке природного газа в западном полушарии.
Стоит отметить, что Россия на данном этапе своего развития находится в существенном отставании от развитых стран, находясь на 2018 год на 14 -м месте по энергоемкости экономике в мире. Для увеличения энергетической эффективности правительством Российской Федерации был разработан федеральный закон № 261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно данному закону к 2020 году страна должна увеличить уровень производства электроэнергии до 650 млрд. кВт*ч.
Также обеспечив обновление производства, с внедрением энергетической эффективной технологии, повышая надежность и качество электрической энергии в стране.
Надежность и качество электрической энергии являются одними из важнейших параметров для энергоэффективной системы электроснабжения и отвечающими за стабильную работу оборудования.
Нарушения в работе оборудований приводит к различным перебоям, будь то кратковременные или продолжительные, вследствие чего данные нарушения влияют на электроснабжение потребителей. Для коммерческих и промышленных предприятий это может обернуться экономическими проблемами.
Одним из важных элементов электроэнергетической системы является силовой трансформатор, предназначенный для преобразования переменного тока с одним напряжением в переменный ток другого напряжения, стоит отметить, что нарушение нормального режима его работы, может привести к сбою в работе всей системы в целом.
Крупные промышленные предприятия, такие как ООО «Тольяттинский Трансформатор» обеспечивают бесперебойную работу своего производства за счет надежной работы ПП1-1 «Тольяттинский Трансформатор», перед которой ставится главная задача, получение и распределение электрической энергии на предприятии. Важно чтобы данная подстанция проработала на протяжении всего срока службы силового трансформаторного оборудования. В связи с этим есть необходимость разработки мероприятия по увеличению срока службы трансформаторного парка подстанции.
Целью магистерской диссертации является разработка мероприятия по увеличение срока службы силовых трансформаторов классом напряжения 110кВ установленных на подстанции ГПП-1 на предприятии ООО «Тольяттинский Трансформатор».
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ существующего трансформаторного оборудования на Г11-1 «Тольяттинский Трансформатор».
2. Рассмотреть существующие методы увеличение срока службы силовых трансформаторов.
3. Разработать мероприятия по увеличению срока службы трансформаторного оборудования на подстанции ГПП-1 ООО «Тольяттинский Трансформатор».
Купить