Разработка автоматизированной системы контроля состояния крупных силовых трансформаторов
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Разработка автоматизированной системы контроля состояния крупных силовых трансформаторов
Харкiв, 2011
Содержание
Введение
. Выявление дефектов трансформатора во время работы
.1 Основные виды контроля состояния трансформатора
.2 Газохроматографический анализ масла и методы его интерпретации
.3 Измерение и локализация частичных разрядов
.4 Определение температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора
.5 Выводы
. Автоматизированные системы контроля
.1 Общие требования
.2 Контроль с экспертными системами
.3 Комплексные автоматизированные системы
.4 Система контроля компании Siemens
.5 Предлагаемый комплекс методов
.6 Выводы
Заключение
Литература
Введение
К крупным силовым трансформаторам в настоящей работе относятся трансформаторы мощностью ? 10 МВА. Выбор по мощности обусловлен как классом напряжения, так и функциональным назначением трансформатора.
Главная особенность крупных силовых трансформаторов - использование бумажно-масляной изоляции с охлаждением циркулирующим маслом в баке, защищённом от окружающего воздуха. Большие мощности трансформаторов и их классы напряжения определяют высокую степень использования активных материалов, способных выдерживать высокие напряжённости электрического и магнитного полей, а также большие механические воздействия при КЗ в сети, от которых трансформатор, в отличие от генератора, не защищён предвключённым реактивным сопротивлением.
Отсюда при эксплуатации возникает необходимость учёта неизбежного старения бумажной изоляции, жёсткого контроля, периодической подпрессовки обмоток, тщательного изолирования масла от воздействия окружающего воздуха (защита от увлажнения). И всё это при недоступности активной части трансформатора.
Требования к надёжности силового трансформатора в большой мере зависят от степени его влияния на работу конкретной электростанции или электрической сети, энергосистемы в целом. Повышенные требования предъявляются к трансформаторам, входящим в состав энергоблока, особенно на АЭС. Надёжность работы силового трансформатора непосредственно связана с его сроком службы. От продолжительности эксплуатации трансформатора зависят допустимые значения воздействующих режимных факторов.
Главное, что потребовало в настоящее время форсированного развития средств и методов контроля состояния трансформаторов, это проблема их эксплуатации за пределами номинальных сроков службы. На рис. В.1 показан возрастной состав трансформаторов.
Контроль состояния таких трансформаторов выполняется наиболее полно, целесообразно применять даже весьма сложные и большой стоимости контрольно - диагностические системы.
Расчёты показывают, что продления срока службы трансформаторов на 20 -30 лет даёт бльшую выгоду, чем замена на новые. Это требует развития соответствующих методов и средств контроля и диагностики состояния . Это положение особенно актуально для Украины, поскольку в ближайшие годы как по экономическим, так и по техническим причинам не ожидается существенного обновления отработавших свой срок трансформаторов.
Рис. В.1 Примерное распределение трансформаторов по срокам службы: I - срок службы до 10 лет; II - срок службы 10 - 20 лет; III - срок службы 20 - 30 лет ; IV - срок службы 30 - 40 лет; V - срок службы более 40 лет
Для выявления дефектов трансформатора на ранней стадии их развития наибольшей эффективностью обладают системы непрерывного контроля, которые являются предметом анализа и последующего совершенствования. Для этого в работе проводится анализ дефектов трансформаторов с точки зрения частоты их появления и способов обнаружения, а также прогноза их развития и связи между ними для принятия решения о состоянии трансформатора: продления срока службы, назначения срока профилактического обследования с отключением от сети или без отключения от сети, замены какого либо узла.
Контроль состояния силового трансформатора во время работы и при периодических обследованиях входит в состав профилактических мероприятий по поддержанию его работоспособности. Выявление возникающих в работе дефектов, их обнаружение на ранней стадии развития, а также своевременное, до возникновения аварийной ситуации, принятие правильных решений по ликвидации дефектов, обеспечивают высокий коэффициент готовности, сокращение времени простоя, снижение затрат на ремонты, продление срока службы трансформатора.
1. Выявление дефектов трансформатора во время работы
.1 Основные виды контроля состояния трансформатора
Выявление дефектов в начальной стадии их развития производится с помощью непрерывного контроля состояния трансформатора.
Для непрерывного контроля состояния ответственных трансформаторов в мировой практике чаще всего используют: газохроматографический анализ (ГХА) растворённых в масле газов, измерение и локализация частичных разрядов, определение температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора.
К периодическим испытаниям без отключения трансформаторов относят следующие основные испытания: измерения частичных разрядов (ЧР); вибрационный контроль; теп?/p>