Помощь студентам в учебе
ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИМИЧЕСКОГО И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ -
1.1 Внутренние повреждения силовых трансформаторов напряжением
110-220/10 кВ мощностью 10-63 МВ-А 8
1.2 Определение технического состояния силовых трансформаторов -
1.2.1 Изменение технического состояния силовых трансформаторов в
ходе их эксплуатации 9
1.2.2 Оценка технического состояния силовых трансформаторов 11
1.2.3 Методы определения технического состояния силовых
трансформаторов 12
1.3 Актуальность развития мониторинга состояния силовых трансформаторов напряжением 110-220/10 кВ мощностью 10-63 МВ-А 19
Задачи исследований 20
2 ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА -
2.1 Хроматографический анализ трансформаторного масла 21
2.1.1 Определение 21
2.1.2 Дефекты, обнаруживаемые в трансформаторах с помощью АРГ 21
2.1.3 Определение вида и характера развивающегося дефекта по
критериям отношений концентраций пар газов 22
2.1.4 Периодичность контроля 24
2.1.5 Треугольник Дюваля 24
2.2 Химический анализ трансформаторного масла 25
2.3 Устройства, используемые для хроматографического и
химического анализа трансформаторного масла 27
Выводы по разделу 2 30
3 РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ МОНИТОРИНГА
СОСТОЯНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ -
3.1 Датчики, применяемые в системах мониторинга растворенных в
масле газов 31
3.2 Интегрированные подсистемы мониторинга растворенных в масле
газов в общую систему мониторинга состояния силового трансформатора 39
3.2.1 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства GE Energy 39
3.2.2 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства ABB 41
3.2.3 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства SIEMENS 43
3.2.4 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства SERVERON 44
3.2.5 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства АСУ-ВЭИ 45
3.2.6 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства ДИМРУС 46
Выводы по разделу 3 49
4 ОЖИДАЕМАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ
МОНИТОРИНГА ТРАНСФОРМАТОРОВ 50
Выводы по разделу 4 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
ПРИЛОЖЕНИЯ 57
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ -
1.1 Внутренние повреждения силовых трансформаторов напряжением
110-220/10 кВ мощностью 10-63 МВ-А 8
1.2 Определение технического состояния силовых трансформаторов -
1.2.1 Изменение технического состояния силовых трансформаторов в
ходе их эксплуатации 9
1.2.2 Оценка технического состояния силовых трансформаторов 11
1.2.3 Методы определения технического состояния силовых
трансформаторов 12
1.3 Актуальность развития мониторинга состояния силовых трансформаторов напряжением 110-220/10 кВ мощностью 10-63 МВ-А 19
Задачи исследований 20
2 ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА -
2.1 Хроматографический анализ трансформаторного масла 21
2.1.1 Определение 21
2.1.2 Дефекты, обнаруживаемые в трансформаторах с помощью АРГ 21
2.1.3 Определение вида и характера развивающегося дефекта по
критериям отношений концентраций пар газов 22
2.1.4 Периодичность контроля 24
2.1.5 Треугольник Дюваля 24
2.2 Химический анализ трансформаторного масла 25
2.3 Устройства, используемые для хроматографического и
химического анализа трансформаторного масла 27
Выводы по разделу 2 30
3 РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ МОНИТОРИНГА
СОСТОЯНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ -
3.1 Датчики, применяемые в системах мониторинга растворенных в
масле газов 31
3.2 Интегрированные подсистемы мониторинга растворенных в масле
газов в общую систему мониторинга состояния силового трансформатора 39
3.2.1 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства GE Energy 39
3.2.2 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства ABB 41
3.2.3 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства SIEMENS 43
3.2.4 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства SERVERON 44
3.2.5 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства АСУ-ВЭИ 45
3.2.6 Комплексная система мониторинга силового трансформатора
производства ДИМРУС 46
Выводы по разделу 3 49
4 ОЖИДАЕМАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ
МОНИТОРИНГА ТРАНСФОРМАТОРОВ 50
Выводы по разделу 4 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
ПРИЛОЖЕНИЯ 57
Актуальность работы. В процессе эксплуатации электрооборудования подстанции перед оперативным персоналом остро встает вопрос обнаружения повреждения, по возможности на ранней стадии развития. Решением этой проблемы является внедрение автоматизированной системы мониторинга элементов подстанции. Проводя технико-экономический расчет, особое внимание уделяется силовому трансформатору, как наиболее капиталоемкому элементу подстанции.
Целью данной работы является изучение вопроса выявления внутренних дефектов в силовом трансформаторе с помощью непрерывного химического анализа трансформаторного масла с последующими рекомендациями для применения.
Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи исследования:
1 исследовать имеющиеся системы мониторинга, применяемые для оценки состояния систем мониторинга мощностью 10 МВА и более;
2 обосновать критерии выбора составляющих систем мониторинга, использующие химический и хроматографический анализы трансформаторного масла;
3 предложить к использованию возможные системы мониторинга для трансформаторов напряжением 110/10 кВ мощностью 10-63 МВА;
4 обосновать экономическую целесообразность внедрения данных систем.
Объект исследования - силовые трансформаторы напряжением 110- 220/10 кВ мощностью 10-63 МВ А.
Предмет исследования - методы и средства мониторинга силовых трансформаторов.
Научная новизна основных положений и результатов:
1 Дан обзор нормативной литературы, предписывающей переход от плановых осмотров к непрерывному мониторингу в качестве приоритетного направления развития энергетики РФ.
2 Представлен для понимания состояния вопроса обзор методов диагностики и мониторинга силовых трансформаторов.
3 Выявлены методы и средства мониторинга, которые можно использовать для определения состояния трансформаторов напряжением 110-220/10 кВ мощностью 10-63 МВ А.
4 Проведено технико-экономическое обоснование внедрения системы мониторинга силового трансформатора.
Практическая значимость работы:
Работа может представлять интерес для организаций, проектирующих и эксплуатирующих системы электроснабжения.
1 Применение систем мониторинга силовых трансформаторов позволяет обнаружить дефекты на ранней стадии развития, не позволяя им развиваться далее;
2 Обнаружение дефектов позволяет их устранить, не подвергая электрооборудование их дальнейшему воздействию, приводящему к выходу из строя и аварийным ситуациям;
3 Помимо повышения надёжности системы электроснабжения достигается и экономический эффект от внедрения систем, окупающаяся за счет ненадобности проведения плановых ремонтов и замены оборудования вследствие выхода из строя.
Целью данной работы является изучение вопроса выявления внутренних дефектов в силовом трансформаторе с помощью непрерывного химического анализа трансформаторного масла с последующими рекомендациями для применения.
Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи исследования:
1 исследовать имеющиеся системы мониторинга, применяемые для оценки состояния систем мониторинга мощностью 10 МВА и более;
2 обосновать критерии выбора составляющих систем мониторинга, использующие химический и хроматографический анализы трансформаторного масла;
3 предложить к использованию возможные системы мониторинга для трансформаторов напряжением 110/10 кВ мощностью 10-63 МВА;
4 обосновать экономическую целесообразность внедрения данных систем.
Объект исследования - силовые трансформаторы напряжением 110- 220/10 кВ мощностью 10-63 МВ А.
Предмет исследования - методы и средства мониторинга силовых трансформаторов.
Научная новизна основных положений и результатов:
1 Дан обзор нормативной литературы, предписывающей переход от плановых осмотров к непрерывному мониторингу в качестве приоритетного направления развития энергетики РФ.
2 Представлен для понимания состояния вопроса обзор методов диагностики и мониторинга силовых трансформаторов.
3 Выявлены методы и средства мониторинга, которые можно использовать для определения состояния трансформаторов напряжением 110-220/10 кВ мощностью 10-63 МВ А.
4 Проведено технико-экономическое обоснование внедрения системы мониторинга силового трансформатора.
Практическая значимость работы:
Работа может представлять интерес для организаций, проектирующих и эксплуатирующих системы электроснабжения.
1 Применение систем мониторинга силовых трансформаторов позволяет обнаружить дефекты на ранней стадии развития, не позволяя им развиваться далее;
2 Обнаружение дефектов позволяет их устранить, не подвергая электрооборудование их дальнейшему воздействию, приводящему к выходу из строя и аварийным ситуациям;
3 Помимо повышения надёжности системы электроснабжения достигается и экономический эффект от внедрения систем, окупающаяся за счет ненадобности проведения плановых ремонтов и замены оборудования вследствие выхода из строя.
В работе были рассмотрены системы мониторинга силовых трансформаторов 110/10 кВ, в которых используется химический и хроматографический анализы.
Выполненные исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты и выводы работы:
1 Рассмотрен хроматографический и химический анализ трансформаторного масла.
2 Определены дефекты, обнаруживаемые с помощью АРГ, виды и их характер по критериям отношений концентраций пар газов, периодичность контроля; дана интерпретация полученных данных в виде треугольника Дюваля.
3 Рассмотрены требования к качеству эксплуатационных трансформаторных масел в зависимости от типа оборудования, класса напряжения и мощности, методы испытания и меры, принимаемые в случае превышения предельно допустимых значений некоторых показателей качества масел.
4 Рассмотрены датчики, наиболее часто используемые в системах мониторинга растворенных газов: марки Calisto производства канадской фирмы Morgan Schaffler, марки Hydran M2 фирмы GE Energy, марки HYDROCAL швейцарской фирмы MTE, а также приборы измерения концентрации растворенных в масле газов, работающих на фотоакустическом принципе, выпускаемых фирмой KELMAN диагностических систем TRANSFIX и MINITRANS. Дана краткая информация о принципах действия датчиков, способах монтажа и функциях (количестве анализируемых газов и дополнительных функциях, таких как, влагосодержание).
5 Рассмотрены различные системы мониторинга и диагностики высоковольтного трансформаторного оборудования производства GE Energy, ABB, SIEMENS, SERVERON, и отечественных АСУ-ВЭИ и ДИМРУС.
6 Даны рекомендация по выбору датчиков в зависимости от мощности трансформатора и ответственности потребителя.
7 Показано обоснование внедрения систем мониторинга с точки зрения предотвращения большинства случаев отказов электрооборудования. Данные расчеты проведены без побочного ущерба в экономии в результате ремонта, соответственно финансовая выгода окажется больше.
8 Приведены данные по удельной стоимости систем мониторинга в долях от стоимости всего трансформатора, что в десятки раз меньше затрат на капитальный ремонт электрооборудования после выхода его из строя при авариях и стоимости нового электрооборудования.
9 Работа может представлять интерес для организаций, проектирующих и эксплуатирующих системы электроснабжения.
10 По результатам работы опубликованы статья в сборнике «Электротехнические комплексы и системы: материалы международной научно-практической конференции. УГНТУ. 2016 г.» - приложение А; в сборнике «Электробезопасность. ЮУрГУ. №2 - 2017 г.» - приложение Б.
Выполненные исследования позволяют сформулировать следующие основные результаты и выводы работы:
1 Рассмотрен хроматографический и химический анализ трансформаторного масла.
2 Определены дефекты, обнаруживаемые с помощью АРГ, виды и их характер по критериям отношений концентраций пар газов, периодичность контроля; дана интерпретация полученных данных в виде треугольника Дюваля.
3 Рассмотрены требования к качеству эксплуатационных трансформаторных масел в зависимости от типа оборудования, класса напряжения и мощности, методы испытания и меры, принимаемые в случае превышения предельно допустимых значений некоторых показателей качества масел.
4 Рассмотрены датчики, наиболее часто используемые в системах мониторинга растворенных газов: марки Calisto производства канадской фирмы Morgan Schaffler, марки Hydran M2 фирмы GE Energy, марки HYDROCAL швейцарской фирмы MTE, а также приборы измерения концентрации растворенных в масле газов, работающих на фотоакустическом принципе, выпускаемых фирмой KELMAN диагностических систем TRANSFIX и MINITRANS. Дана краткая информация о принципах действия датчиков, способах монтажа и функциях (количестве анализируемых газов и дополнительных функциях, таких как, влагосодержание).
5 Рассмотрены различные системы мониторинга и диагностики высоковольтного трансформаторного оборудования производства GE Energy, ABB, SIEMENS, SERVERON, и отечественных АСУ-ВЭИ и ДИМРУС.
6 Даны рекомендация по выбору датчиков в зависимости от мощности трансформатора и ответственности потребителя.
7 Показано обоснование внедрения систем мониторинга с точки зрения предотвращения большинства случаев отказов электрооборудования. Данные расчеты проведены без побочного ущерба в экономии в результате ремонта, соответственно финансовая выгода окажется больше.
8 Приведены данные по удельной стоимости систем мониторинга в долях от стоимости всего трансформатора, что в десятки раз меньше затрат на капитальный ремонт электрооборудования после выхода его из строя при авариях и стоимости нового электрооборудования.
9 Работа может представлять интерес для организаций, проектирующих и эксплуатирующих системы электроснабжения.
10 По результатам работы опубликованы статья в сборнике «Электротехнические комплексы и системы: материалы международной научно-практической конференции. УГНТУ. 2016 г.» - приложение А; в сборнике «Электробезопасность. ЮУрГУ. №2 - 2017 г.» - приложение Б.
Подобные работы
- ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИМИЧЕСКОГО И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА
Дипломные работы, ВКР, электротехника. Язык работы: Русский. Цена: 4790 р. Год сдачи: 2018 - ДИАГНОСТИКА И МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ СИЛОВОГО
ТРАНСФОРМАТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИМИЧЕСКОГО
И ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА
Дипломные работы, ВКР, Электроснабжение и элктротехника. Язык работы: Русский. Цена: 4670 р. Год сдачи: 2018 - СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Магистерская диссертация, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4950 р. Год сдачи: 2019 - Модернизация существующего трансформаторного оборудования действующей трансформаторной подстанции ГНН 1 ООО «Тольяттинский Трансформатор»
Магистерская диссертация, электроэнергетика. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018