Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Razvoj integrisane, kompleksne dijagnostike stanja energetskih i mernih transformatora
Period realizacije projekta: 01.04.2008. do 31.03.2010., Učesnici na projektu: NIO: Elektrotehnički institut „Nikola Tesla“, Beograd NIO: Elektronski fakultet Univerziteta u Nišu NIO: Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu Korisnik: JP Elektromreža Srbije, Rukovodilac projekta: Dr Dragan Kovačević, dipl.ing. Elektrotehnički institut „Nikola Tesla“
Uvođenje novih metoda i usavršavanje postojećih metoda ispitivanja energetskih i mernih transformatora;
Kompletiranje baze podataka sa rezultatima istraživanja i formiranje korelacija i ekspertskog sistema za dijagnostiku stanja transformatora;
Ostvarenje značajnih ušteda u kompanijama elektroenergetskog sektora uvođenjem dijagnostike i strategije remonta po stanju;Povećanje nivoa pouzdanosti i raspoloživosti transformatora u elektroenergetskom sektoru Srbije, što pored ekonomskog ima i značajni socijalni uticaj.
Originalnost projekta se ogleda u primeni integrisanog pristupa, kompleksnih dijagnostičkih metoda i primeni najsavremenijih tehnologija. Osnovni cilj projekta je da se unaprede performanse Laboratorije za ispitivanje i etaloniranje Instituta „Nikola Tesla“ tako da ona postane referentna Laboratorija u regionu.
Značaj projekta za participante, EPS, EMS i ostale elektronergetske kompanije se ogleda u velikim uštedama, povećanju pouzdanosti proizvodnje električne energije, povećanju pouzdanosti i raspoloživosti u prenosu i distribuciji električne energije.
Krajnji cilj je da se ovim projektom, uvažavajući tradiciju dužu od 40 godina, Institut „Nikola Tesla“ izbori za značajno mesto među svetskim laboratorijama i da postane regionalni lider u oblasti isptivanja i dijagnostike transformatora. Takođe se očekuje značajno povećanje izvoza intelektualnih usluga i tehnologija.
Primer kompleksnog dijagnostičkog istraživanja energetskog transformatora
SFRA odzivi namotaja energetskog transformatora
Termografski snimak hladnjaka H10, H5 i H4, s leva na desno
Ravnotežene krive raspodela koncentracija vode u sistemu ulje-papir za različite
radne temperature
Promena koncentracija 2-furfurala u zavisnosti od temperature tokom vremena
PLC za merenje, analizu i upravljanje temperaturnim opterećenjem
transformatora
PREDNOSTI REZULTATA PROJEKTA
Značajna unapređenja u pogledu eksploatacije i održavanja energetskih transformatora, naročito vitalnih za rad elektroenergetskog sistema Srbije.
Značajan kako ekonomski tako i socijalni faktor u uslovima deregulisanog tržišta električne energije.
Realno stanje transformatora i obim neophodnih intervencija i remonta može se utvrditi samo na osnovu kompleksnih dijagnostičkih metoda merenja i analiza dobijenih rezultata, redovnog i dugoročnog dijagnostičkog nadzora, integralnog pristupa i primene baza podataka, baza znanja i ekspertskih sistema.
Integrisani sistem za kontinualno praćenje temperaturne slike i stanja gasova u ulju blok transformatora
On-line gasni hromatograf za analizu gasova u izolacionom ulju
transformatora
Integrisani informacioni sistemmonitoringa transformatora
CILJEVI PROJEKTA:
TENT-B, 2AT, br. EH26602
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
Jul-06
Sep-06
Nov-06
Jan-07
Mar-07
May-07
Jul-07
Sep-07
Nov-07
Jan-08
Mar-08
datum ispitivanja
2FA
L (
pp
m)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
oC
2-FAL temperatura
Papir kontaminiran depozitima
Projekat TR-17029
ZAHTEVI:
Globalni procesi liberalizacije i deregulacije elektroenergetskog sektora postavili su nove tehničko-tehnološke zahteve istraživačkim i razvojnim centrima u svetu i kod nas. Imperativni je zahtev za povećanje energetske efikasnosti, pouzdanosti i raspoloživosti energetskih resursa, a u ispitivanju i dijagnostici transformatora se prelazi sa pojedinačnih merenja na integrisane modele, a sa vremenski planiranog održavanja na održavanje po stanju uz uvažavanje metoda upravljanja rizicima, procenom životnog veka i korišćenjem informacionih tehnologija (baze podataka, intranet, internet). Zahtev savremenog tržišta je integracija više naučnih disciplina i tehnologija: elektroenergetika, elektronika, informatika, metrologija, standardizacija, menažment.
Aktivnosti u prvoj godini istraživanja
Faza 1: Klasične metodeAktivnost 1) Pregled metoda, merne tehnike, značaj.Aktivnost 2) Problemi klasičnih metoda i iskustva sa novom mernom
opremom na terenu.Aktivnost 3) Konstrukcija pokretne laboratorije za ispitivanja na terenu.Aktivnost 4) Unapređenje tehnike ispitivanja sadržaja gasova rastvorenih
u ulju.Aktivnost 5) Nove metode ispitivanja fizičkih, hemijskih i električnih
karakteristika ulja.Aktivnost 6) Baza podataka i korelacije.
Faza 2: Nova metoda - parcijalna pražnjenjaAktivnost 7) Teorija pojave parcijalnih pražnjenja.Aktivnost 8) Merne metode, primena i značaj.Aktivnost 9) Akustička metoda na mernim transformatorima.
Faza 3: Opterećivanje velikih blok transformatoraAktivnost 10) Ispitivanja i određivanje gubitaka.Aktivnost 11) Metode merenja temperature.Aktivnost 12) Metodologija utvrđivanja stvarne rashladne snage.Aktivnost 13) Metodologija za procenu maksimalne snage.
Faza 4: Kvalitet električne energijeAktivnost 14) Merne metode, oprema, softver.Aktivnost 15) Primena na terenu.Aktivnost 16) Analiza i verifikacija mernih metoda.
Faza 5: Furani u uljuAktivnost 17) Merna metoda, primena, značaj.Aktivnost 18) Ispitivanja, prikaz i tumačenje rezultata.
Faza 6: Nova metoda SFRAAktivnost 19) Metoda, primena, značaj.
Aktivnosti u drugoj godini istraživanja
Faza 6: Nova metoda SFRAAktivnost 20) Merenja, ispitivanja, prikaz i tumačenje rezultata.
Faza 7: Nova metoda - parcijalna pražnjenjaAktivnost 21) Električna metoda.Aktivnost 22) Akustična metoda na energetskim transformatorima.
Faza 8: Stepen polimerizacijeAktivnost 23) Merna metoda, primena, značaj.Aktivnost 24) Ispitivanja, prikaz i tumačenje rezultata.
Faza 9: Bakar - sulfidAktivnost 25) Merna metoda, primena, značaj.Aktivnost 26) Ispitivanja, prikaz i tumačenje rezultata.Aktivnost 27) Mitigacija korozivnih ulja.
Faza 10: Integracija i kompleksna analizaAktivnost 28) Standardi, preporuke.Aktivnost 29) Validacija metoda, merna nesigurnost.Aktivnost 30) Akreditacija.Aktivnost 31) Statistika i analiza kvarova.Aktivnost 32) Termički modeli.Aktivnost 33) Strategije održavanja.Aktivnost 34) Indeksi raspoloživosti i pouzdanosti.Aktivnost 35) Integracija i integrisani modeli.Aktivnost 36) Primeri kompleksne dijagnostike.
STUDIJSKA ISTRAŽIVANJA
Termički problemi kod energetskih transformatora (korisnik: PD Termoelektrana Nikola Tesla)1. Opšte o termičkim problemima kod energetskih transformatora2. Monitoring hot-spot temperature - opšta razmatranja i idejno rešenje za uređaj3. Izveštaji o merenjima temperatura i analizi termičkih problema u termoelektranama TENT-A I TENT-B4. Monitoring papirno-uljne izolacije5. Parcijalna pražnjenja6. Industrijski računar sa programom za akviziciju i monitoring7. Predložena merna koncepcija i merna oprema za monitoring na blok-transformatorima u TENT-A i TENT-B
Monitoring sistema izolacije visokonaponske opreme primenom novih metoda ispitivanja tečnog i čvrstog dielektrika i analize izolacionog sistema primenom matematičkih modela (korisnik: JP Elektromreža Srbije)
Za potrebe Elektromreže Srbije predmetni studijski rad je ugovoren sa ciljem da se istraži primenljivost novih metoda ispitivanja ulja koje su se u proteklih 10-ak godina pojavile u dijagnostici energetskih transformatora. Mnoge od ovih metoda su standradizovane u IEC i IEEE standardima, dok su neke od njih još uvek u razvoju. Prvi deo studijskog rada je orijentisan na razmatranje fenomena vezanih za eksploataciju papirno-uljne izolacije, posebno sa aspekta fenomena degradacije i raspodele vlage u čvrstom dielektriku. Ispitne metode predviđene programskim zadatkom su opisane, kao i njihov dijagnostički značaj.
U drugom delu studijskog istraživanja prikazane su teoretske osnove i opis matematičkog modela raspodele vode u papirno-uljnoj izolaciji. Posebna analiza je posvećena procesima sušenja papirno-uljne izolacije, mogućnostima njihove optimizacije na bazi navedenih teorijskih principa.
Kompleksno dijagnostičko istraživanje transformatora 2AT u TENT-B (korisnik: PD Termoelektrana Nikola Tesla)1. Analiza kompletnih prikupljenih dijagnostičkih ispitivanja (električnih i hemijskih). Priprema izveštaja o ispitivanjima2. Sprovođenje električnih ispitivanja na terenu tokom peroda pogona u okviru ispitivanja preventivne kontrole blok-transformatora: električna ispitivanja izolacionog sistema i namotaja transformatora. Priprema izveštaja. Saradnja u analizi prikupljenih informacija.3. Analiza i procena rezultata ispitivanja uzoraka transformatorskog ulja4.Sprovođenje analize uzoraka transformatorskog – određivanje fizičko-hemijskih i električnih karakteristika, određivanje sadržaja rastvorenih gasova, sadržaj vlage, sadržaj antioksidacionih aditiva. Analiza ulja na sadržaj derivata furana.5. Termovizijska ispitivanja transformatorskog suda. Analiza rezultata.6. Merenje inteziteta magnetnog polja po površini transformatorskog suda. Analiza rezultata.
Standardna električna i specijalistička ispitivanja za procenu stanja i mogućnosti revitalizacije blok transformatora u HE Vrla III (korisnik: JP EPS, PD Hidroelektrane Đerdap)
1. Standardna električna ispitivanja blok transformatora sa specijalističkim ispitivanjima za procenu stanja i mogućnosti revitalizacije2. Ispitivanje papirne izolacije namotaja transformatora 6/110kV, 16MVA merenjem stepena polimerizacije papira.3. Ispitivanja uzoraka transformatorskog ulja.4. Ogled praznog hoda i kratkog spoja i merenje parcijalnih pražnjenja blok transformatora 17MVA, 121/6,3kV.
STANDARDIZACIJA
Akreditacija novih mernih metoda1. Određivanje čistoće mineralnih izolacionih ulja za primenu u transformatorima i električnim aparatima metodom merenja broja i veličine
čestica u izolacionim uljima, a prema standardu IEC 60970/2007.2. Određivanje hemijskih karakteristika mineralnih izolacionih ulja za primenu u transformatorima i električnim aparatima metodom
određivanja potencijalno korozivnog sumpora u korišćenim i nekorišćenim izolacionim uljima, a prema IEC 62535/2008.
Izrada internih standarda za JP Elektromreža Srbije1. Ispitivanja i kontrole energetskih transformatora u pogonu.2. Ispitivanje naponskih mernih transformatora.3. Ispitivanje strujnih mernih transformatora.4. Prijemna ispitivanja energetskih transformatora.5. Izolaciona ulja.
Učešće u radu Instituta za Standardizacije Republike Srbije - KSN 10 komitetu „Fluidi za primenu u Elektrotehnici“Aktivnosti u KSN 10 su bile usmerene na usvajanje međunardnih IEC standarda kao domaćih (SRPS) i harmonizacija IEC i SRPS standarda sa EN-CENELEC standardima.
IEC komitet TC101. Učešće u radu međunarodnog IEC TC 10 komiteta u okviru radnih grupa WG 17, MT 21, MT 22, JWG 33, MT 24 i WG 35.2. Aktivan i značajan doprinos u razvoju novih i reviziji postojećih IEC metoda učešćem u komparativnim međulaboratorijskim testovima u IEC TC 10 za različite metode ispitivanja ulja
CIGRE Studijski komitet A2 (Transformatori)
U Maju 2009 godine osnovana je radna grupa CIGRE A2.40: „Copper sulphide Long-term mitigation and Risk Assessment“, sa ciljem da se nastavi sa istraživanjem fenomena pojave Bakar (I) sulfida u aktivnom delu transformatora. Vođa radne grupe je Mr Jelena Lukić (Elektrotehnički institut „Nikola Tesla“).
MEĐUNARODNA SARADNJA
Projekat rađen za AREVA T&D, Massy, Francuska „Moisture distribution and ageing of vegetable ester oils in transformer insulation“
REZULTATI PROJEKTA:
U okviru projekta je: objavljeno 6 radova u nacionalnim časopisima, 1 rad u vrhunskom međunarodnom časopisu, 28 radova na nacionalnim skupovima, 10 radova na međunarodnim skupovima, izrađene 7 studija, 5 internih standarda za korisnika (EMS), 9 tehničkih rešenja (sa recenzijama), odbranjena doktorska teza i magistarski rad, akreditovane nove metode u skladu sa standardom ISO IEC 17025.
Aktivnosti u trećoj godini istraživanja
Faza 11: Dijagnostika sa aspekta ekologijeAktivnost 37) Problematika mineralnih transformatorskih ulja kontaminiranih piralenom.Aktivnost 38) Mogućnosti primene biljnih ulja u transformatorima.
Faza 12: Primena kompleksne dijagnostike u elektroenergetskom sistemuAktivnost 39) Kompleksna dijagnostika transformatora u prenosnoj mreži.Aktivnost 40) On-line monitoring gasova rastvorenih u ulju transformatora.Aktivnost 41) Integrisani informacioni sistem u funkciji kompleksnog monitoringa blok transformatora.
Analizator gasova
Termoslika
LAN (Modbus)
RS-485 (Modbus)
Panel PC
VS 2008 aplikacija
MySQL baza
podataka
Tr. 2AT
Internet