UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRASOVFACULTATEA INGINERIE ELECTRICA SI STIINTA CALCULATOARELOR Catedra ELECTROTEHNICA SPECIALIZAREA: MANAGEMENT ENERGETIC

Student: Trif Adrian

TRANSFORMATORUL ELECTRICSTUDII DE LICENTA Conducator stiintific: Prof.Univ. Dr.Ing. Munteanu Adrian

BRASOV 2012

Cuprins1. Trafo de putere cheia SEN....................................................3 1.1 Punctele critice principale la transformatoarele de putere..........................................4 1.2 Defecte frecvente, regimuri anormale de functionare, cauze si metode ......................5 2. Sistemul de monitorizare si diagnosticare............................................................9 2.1 Realizarea sistemului de monitorizare .....................................................9 2.2 Schemele logice si formulele utilizate.........................................................................23 2.3 Aplicatie desktop - EMonitor...........................................35 2.4 Aplicatia web WebConsole .................48 2.5 Realizarea sistemului de diagnosticare........................................................................61 2.5.1 Aplicatia off-line DiagElectric ....................................................................................61 3. Determinari experimentale la SMD al trafo 2 .............88 4. Concluzii .............................................................102 Bibliografie ........105 Anexe

1. TRANSFORMATORUL ELECTRICE DE PUTERE CHEIA SISTEMULUI ENERGETIC NATIONAL Transformatoarele sunt componentele cele mai importante ale unui sistem energetic. Siguranta si disponibilitatea lor reprezinta solutia pentru continuitatea transmisiei energiei electrice. O supraveghere continua a transformatoarelor este esentiala pentru evaluarea performantelor si pentru exploatarea sigura a acestora . Exploatarea si mentenanta corecta a transformatoarelor de putere din SEN devine si mai importanta datorita faptului ca sunt printre cele mai costisitoare echipamente, iar defectarea lor conduce la reducerea capacitatii de transport si deci a eficientei SEN. In sistemul energetic Romanesc se afla in exploatare un numar de 339 de transformatoare si autotransformatoare de putere nominala cuprinsa intre 63 si 440 MVA si cu tensiunile nominale cuprinse intre 110 si 750 kV. Marea majoritate dintre acestea au durata de functionare mai mare de 25 de ani, perioada considerata ca fiind "durata de viata standard". Ele au fost proiectate si realizate folosind tehnicile si materialele disponibile la momentul respectiv de timp, ceea ce a condus la dimensiuni si greutati mult mai mari si la o eficienta mult mai scazuta din punctul de vedere al pierderilor proprii. Cand un transformator isi depaseste varsta critica, evaluarea starii momentane si a capacitatii lui reale de functionare neccsita investigatii specifice suplimentare si concluzii bine argumentate, aceasta si din considerentul ca pentru acelasi tip de defect pot sa existe mai multe cauze si forme de manifestare. Exploatarea sigura si extinderea duratei ramase de viata a transformatoarelor de putere sunt un obiectiv dominant al ultimilor ani. Multe transformatoare de putere sunt in exploatare de multi ani, apropiindu-se de sfarsitul duratei de serviciu, si inlocuirea acestora inseamna un efort financiar deosebit. O evaluare exacta a duratei ramase de viata poate fi un instrument important pentru siguranta transformatoarelor de putere din exploatare. 1.1 Punctele critice principale la transformatoarele de putere In exploatare, transformatoarele sunt supuse la solicitari combinate (electrice, termice,mecanice si de mediu), iar izolatia principala (ulei-hartie) este cea mai afectata. Intrun transformator temperatura este cel mai influent parametru, afectand regimul imbatranirii izolatiei principale. Solicitarea termica a sistemului de izolatie se datoreaza descarcarilor, pierderilor dielectrice, pierderilor Joule si pierderilor in fier. Degradarea datorita solicitarii termice afecteaza proprietatile electrice, chimice si mecanice ale izolatiei. La transformatoarele de putere din sistemul energetic romanesc punctele critice principale sunt: infasurarile: - scaderea parametrilor de izolatie sub limitele minime admise ceea ce poate conduce la strapungerea izolatiei la supratensiuni; - slabirea rezistentei la eforturi electrodinamice. trecerile izolate: - se datoreaza calitatii inferioare a acestora ; sistemul de consolidare a infasurarilor realizat din materiale magnetice: - supraincalzirea puternica a pieselor de presare (prezon - saiba), ceea ce conduce la

deformarea lor termica si la degradarea termica a materialelor izolante; comutatoarele cu reglaj sub sarcina; circuitul magunetic: - se datoreaza cantitatii relativ mari de impuritati mecanice si de umiditate din ulei care determina scaderea izolatiei tolelor, a pachetelor de tole, a schelelor; sistemul de racire: - reducerea capacitatii de racire prin infundarea canalelor de circulatie a aerului sau uleiului. Consecintele defectari unui transformator de putere poate imbraca urmatoarele forme: consecinte economice care cuprind: - inlocuirea transformatorului la care se adauga costurile de punere in functiune, de asemenea aici se mai adauga reparatiile la echipamentele alaturate daca in urma defectarii acestuia au fost afectate. Factorii care influenteaza costurile de reparatie depind mai mult de gravitatea consecintelor decat de functionarea transformatorului; pericliteaza securitatea instalatiei si a personalului de exploatare; impactul asupra mediului.

1.2 Defecte frecvente, regimuri anormale de functionare, cauze si metode de remediere 1.2.1 Supraincalzirea transformatorului, are urmatoarele cauze : transformatorul este supraincarcat - trebuie respectata diagrama de sarcina a trafo respectiv si nu trebuie depasiti timpi de functionare in suprasarcina prevazuti; temperatura din incaperea trafo este prea ridicata - trebuie intensificata ventilatia; nivelul uleiului in trafo este foarte scazut - se completeaza cu ulei de calitate corespunzatoare pana la nivelul normal, se verifica eventualele scurgeri de ulei; defecte interioare ale trafo - aceste defecte provoaca incalzirea uleiului si se datoreaza deteriorararii izolatiei pieselor care strang miezul si jugul magnetic, care duc la realizarea unor scurtcircuite intre tole si pierderi mari in fier; raporturi de transformare si tensiuni de scurtcircuit diferite la trafo care functioneaza in paralel - trebuie respectate regulile de conectare in paralel a doua transformatoare: - rapoarte de transformare egale ( abatere admisa de 0,5%); - tensiuni de scurtcircuit egale ( abatere admisa de 10%); - trafo trebuie sa aiba aceeasi grupa de conexiuni; - raportul puterilor nu va fi mai mare de 3:1. 1.2.2 Bizait anormal in transformator, se manifesta in urmatoarele cazuri : slabit strangerea tolelor miezului sau a pachetului de tole; s-a s-au slabit suruburile care fixeaza capacul trafo sau alte subansamble; trafo este supraincarcat sau exista dezechilibru mare intre incarcarea fazelor, aceasta defectiune este caracteristica trafo care alimenteaza instalatii de iluminat; scurtcircuit intre spire sau faze, defectul se mai manifesta prin declansarea releelor de portectie sau arderea sigurantelor fuzibile; trafo functioneaza cu tensiune ridicata, defect care se manifesta cand mai multi consumatori din secundarul trafo sunt scosi din functiune. Se pune comutatorul de tensiune al trafo pe pozitie minima si se deconecteaza condensatoarele statice daca

acestea sunt conectate. 1.2.3 Trosnituri in interiorul transformatorului, apar in urmatoarele situatii : a avut loc o conturnare (strapungere de suprafata) - se verifica si se repara izolatia capetelor de iesire ale infasurarilor la locul conturnarii; s-a intrerupt legatura cu pamantul - se reface legatura la centura de impamantare. 1.2.4 Strapungerile si intreruperle transformatorului, strapubgerile apar in urmatoarele situatii: - au aparut supratensiuni ca urmare a descarcarilor atmosferice; - a scazut mult calitatea uleiului; - izolatia a imbatranit ca urmare a supraincalzirilor, a scurtcircuitelor sau degradarii in timp; Intreruperile apar ca rezultat al unor contacte imperfecte si se manifesta prin degajarea masiva de gaze. Acestea pot fi depistate cu ochiul liber sau prin masurarea continuitatii cu ohmetrul. 1.2.5 Functionarea releului de gaze (BUCHHOLZ) Acesta functioneaza la o degajare de gaze in doua etape : la o degajare lenta de gaze semnalizeaza acest defect , iar daca degajarea este masiva scoate de sub tensiune transformatorul. Releul de gaze semnalizeaza in urmatoarele situatii: in interiorul trafo apar defecte mici care duc la degajari slabe de gaze; timpul umplerii trafo cu ulei in interior a ramas aer; in nivelul de ulei a scazut datorita scaderii temperaturii sau scurgerilor de ulei; Releul de gaze decupleaza trafo in urmatoarele situatii: s-a produs scurtcircuit intre spire sau intre secundar si primar; produs scurtcircuit intre faze; s-a s-a strapuns izolatia comutatorului de tensiune. 1.2.6 Tensiunea in circuitul secundar este anormala, se poate manifesta astfel: tensiunile de faza sunt egale la functionarea in gol dar difera mult la functionarea in sarcina. Cauzele sunt: - existenta unui contact imperfect la una din bornele trafo; - este intrerupt circuitul primar ( o faza a circuitului primar). tensiunile de faza difera mult la functionarea in gol dar sunt egale la functionarea in sarcina. Cauzele sunt : - exista o intrerupere in circuitul primar daca acesta este conectat (stea-stea); - exista o intrerupere in circuitul secundar; - s-a inversat sfarsitul cu inceputul la o faza a infasurarii secundare legate in stea. 1.2.7 Pierderi de ulei din trensformator Mentinerea nivelului de ulei este foarte importanta deoarece este atat mediu de racire cat si mediu electroizolant pentru partile active. Pierderile de ulei pot avea loc in urmatoarele locuri : - la imbinarea prin sudare a cuvei cu tevile de racire sau a peretilor cu fundul cuvei; - intre capacul si cuva transformatorului; intre imbinarile radiatoarelor cu cuva, a conservatorului cu releul Buchholtz, a izolatorilor cu capacul. Din punct de vedere economic si functional, este deci foarte importanta eficienta managementului acestor transformatoare, indreptat spre o utilizare la maximum a transformatoarelor

existente, prin luarea celor mai eficiente masuri de prevenire si de remediere a defectiunilor majore. Pentru reducerea riscului de aparitre a unui defect in functionare trebuie sa se faca investitii pentru achizitionarea unor sisteme de avertizare si monitorizare si sa intreprinda actiuni de mentenanta care sa implice proceduri de diagnosticare. Studiile efectuate arata ca este necesara o monitorizare centralizata, on-line, pe urmatoarele nivele : - Unitate de transformare ; - Statie de transformare ; - Sediul sucursalei ; - Companie. In concordanta cu statisticile de defect a transformatoarelor, se monitorizeaza urmatoarele elemente : - Trecerile izolate ; - Sistemul de izolatie ; - Comutatorul de ploturi ; - Sistemul de racire ; - Conservatorul ; Valorile parametrilor monitorizati sunt achizitionati la nivelul statiei si la nivelul sucursalei, unde, dupa analiza lor, luand in considerare si istoricul unitatii de transformare, se elaboreaza rapoarte de analiza si diagnostic, recomandandu-se mentenanta corespunzatoare. Marirea duratei de viata a transformatoarelor se poate obtine prin : - supravegherea, foarte stricta, in functionare ; - imbunatatirea metodelor de diagnosticare ; - implementarea sistemelor de monitorizare integrate pentru supraveghere centralizata on-line, continua a evolutiei parametrilor functionali ai unitatilor de transformare. Luand in considerare si faptul ca majoritatea transformatoarelor au peste 20 de ani de functionare, rezulta necesitatea echiparii transformatoarelor cu sisteme de monitorizare adecvate . Siguranta in functionarea a marilor unitti de transformare de transformare din SEN si implicit extinderea duratei de viat a acestora depinde in foarte mare msur de gradul de monitorizare a parametrilor functionali si de stare ai acestora si stabilirea msurilor de mentenant adecvate. Pentru realizarea monitorizarii si diagnosticarii cat mai corecte a starilor transformatorului este nevoie de culegerea datelor referitoare la regimurile de functionare a transformatoarelor de pe procesul supravegheat, de salvarea si stocarea lor, de filtrare, verificarea si , in final, de transmiterea la utilizator.

2. SISTEM DE MONITORIZARE DIAGNOSTICARE Proiectul vizeaza realizarea unui sistem de monitorizare diagnosticare, impreuna cu un set de instrumente software moderne, necesare sarcinilor complexe legate de supravegherea, informarea corecta si rapida, luarea celor mai bune decizii privind gestionarea si exploatarea in conditii economice a transformatoarelor, autotransformatoarelor si bobinelor de compensare din sistemul energetic. Se creaza, astfel, premisele cresterii sigurantei in exploatare a retelelor electrice si optimizarii planificarii cheltuielilor aferente diferitelor categorii de activitati. Aplicatiile software functioneaza sub sistemul de operare Windows, punand la dispozitia utilizatorului o interfata grafica de tip user-friendly, comoda, eficienta si sigur de utilizat, pe baza unor parole associate diferitelor tipuri de utilizatori. Se semnalizeaza utilizatorilor, prin mesaje de atentionare specifice, evenimentele/erorile aparute in exploatarea pogramelor de calcul, cu specificarea modului de tratare a erorii. Programele de calcul vor oferi asistenta pentru utilizator (help). Obiectivul principal al proiectului il reprezinta realizarea unui sistem de monitorizare diagnosticare si construirea unei baze de date alfanumerice cu informatii specifice echipamentelor :transformatoare, autotransformatoare si bobine de compensare. Principalele functii ale SMD sunt : - Monitorizarea diagnosticarea on line si off line a unitatilor de transformare ; - Verificarea introducerii tuturor datelor necesare pentru un anume tip de echipament ; - Editarea de rapoarte cuprinzand informatii atat din bazele de date, cat si din monitorizarea on line. In cadrul aplicatiei se va interoga baza de date pentru : - arhivarea datelor ; - procesarea datelor si vizualizarea acestora ; - determinarea starilor unitatilor de transformare ; - evolutia parametrilor acestora ; - diagnosticarea unitatilor de transformare ; - estimarea rezervei de durata de viata ; - orientarea catre un anumit tip de mentenanta . 2.1 REALIZAREA SISTEMULUI DE MONITORIZARE 2.1.1 Componenta de achizitie (senzori si module/placi de achizitie) Pentru transformatoarele de medie putere, parametrii urmariti la monitorizarea on-line sunt : - temperatura uleiului in straturile superioare ; - putere activa si reactiva; - temperatura infasurarilor ; - temperatura miezului; - temperatura hot-spot; - temperatura ambianta ; - nivelul uleiului din conservator; - volumul de gaze acumulat in Releul Buchholz; - curentul si tensiunea pe partea de inalta si medie tensiune ; - pozitie comutator . In scopul diagnosticarii transformatoarelor de medie putere, parametrii pe care ii folosim sunt ::

2.1.2 Parametrii ce influenteaz starea izolatiei : Starea uleiului : - cantitatea de apa in ulei determinata in laborator; - cantitatea de gaze dizolvate in ulei ( semnalizare la depsirea valorilor maxime impuse de standardele in vigoare) on-line; - analiza redusa/completa a uleiului din masuratori off-line; - temperatura uleiului in straturile superioare - masurata; Starea izolatiei solide : - temperatura miez calculata; - temperatura infsurri - calculata; - umiditate hartie calculata/masurata off-line; - rezistenta de izolatie din masuratori off-line; - tangenta unghiului de pierderi si capacitatea izolatiei complexe din masuratori offline; - curentul de sarcin pe partea de inalt tensiune masurat; - pierderile - calculate; - consumul de via si rata imbtranirii calculate; - timp rmas de exploatare calculat; Starea trecerilor izolate: - temperatura ambiant - masurata; - modificare capacitate izolatie/tangenta unhiului de pierderi treceri din masuratori offline. 2.1.3 Parametri ce influenteaz starea nfsurrilor: - valorile rezistentelor ohmice din masuratori off-line; - analiza raspunsului in frecventa din masuratori off-line. 2.1.4 Parametri ce influenteaz starea sistemului de rcire: - funcionarea pompelor din masuratori on-line; - funcionarea ventilatoarelor din masuratori on-line; - eficiena rcirii - calculat; - indicator nivel ulei cuva masurat on-line . 2.1.5 Parametrii ce influienteaza starea comutatorului de ploturi - pozitie comutator on-line ; - stare comutator on-line ; - curent total comutat on-line ; - indicator nivel ulei comutator - on-line. Subsistemul de monitorizare a unittilor de transformare folosit ne furnizeaza informatii cu privire la starea izolaiei lichide si solide a unitilor de transformare, si anume, ne ofera marimile : - Temperatura uleiului ; - Temperatura infasurarilor ; - Temperatura miezului ; - Nivelele uleiului electroizolant in conservator ; - Volumul de gaze acumulat in releul Buchholz; - Valoarea curentului si a tensiunii din primar si secundar; - Puterea activa si reactiva; - Starea/comanda sistemului de racire. Arhitectura sistemului permite o strans interconectare intre aparate si posibilitatea centralizrii informatiilor in camera de comand, pe afisajul monitorului utilizat sau pe displayul unui calculator dedicat din cadrul unui sistem de monitorizare complex . Sistemul reuneste cele mai performante si mai fiabile componente existente la ora actual pe

piat, fiecare aparat in sine provenind de la furnizorii recunoscuti in lume pentru astfel de accesorii. odulara. Aceasta consta din doua componente principale : componenta de achizitie de date si componenta de monitorizare - diagnosticare. 2.1.6 Sistemul de achizitie. Senzori Structura sistemului de monitorizare este sintetizata in Tabelul 2.1. Tabelul 2.1. Valorile masurate in cadrul sistemului de monitorizare

In fig.2.1. este prezentata structura sistemului de achizitie, vizualizand toate elementele componente.

Fig. 2.1.Structura sistemului de achizitie 2.1.6.1 Senzor de curent Se vor utilize pentru masura curentilor, traductoare de current cu separare galvanica intre primar si secundar, putind fi alimentate din secundarele transformatoarelor de curent folosite pentru masura curentilor de alimentare ai transformatoarelor monitorizate. Date generale senzor: curent de intrare 05A; semnal iesire analog 4 20 mA; tensiune de alimentare 24 V c.c.; precizie clasa 0,5; temperature de functionare 10 C .+55 C; umiditate < 75%. Valorile curentilor de sarcina ne permit calcularea valorilor : - Sarcina; - Suprasarcina reala, posibila; - Temperatura infasurarilor; - Puterea; - Curentul total comutat; - Rata imbatranirii; - Modelarea termica. Se utilizeaza convertoare de curent, atat in primarul cat si in secundarul transformatorului. Semnalele de curent sunt obtinute prin intermediul convertoarelor de curent ce asigura conversia de - la 1 A/5A la semnal 4...20 mA si apoi este preluat de modulul de achizitie M 7019 R.

Fig. 2.2 Senzorul de curent

2.1.6.2 Senzor de tensiune Se vor utiliza pentru masurarea tensiunilor, traductoare de tensiune cu separare galvanica intre primar si secundar, fiind alimentate din secundarul transformatoarelor de tensiune pentru masura tensiunilor de alimentare a transformatoarelor monitorizate. Date generale sensor; tensiune de intrare 0..100 V; semnal de iesire analog 4 20 mA; tensiune de alimentare 24 V c.c; precizie clasa 0,5; temperature de functionare -10 C.+ 55 C; umiditate < 75 %. Valorile tensiunii ne permit : - Observarea supratensiunilor; - Corelarea cu alte elemente in diagnosticarea starii transformatorului (gaze dizolvate, etc.). Se utilizeaza convertoare de tensiune, atat in primarul cat si in secundarul transformatorului. Semnalele de tensiune sunt obtinute prin intermediul convertoarelor de tensiune ce asigura conversia de la 100 V la semnal 4...20 mA si apoi este preluat de modulul de achizitie M 7019 R.

a. Modul de conectare

b. Blocul terminal

Fig. 2.3. Senzorul de tensiune 2.1.6.3 Senzor de putere activa (1...6 A, 100...690 V) Valorile puterii active permit : - Masurarea puterii active; - Corelarea cu alte elemente in diagnosticarea starii transformatorului (gaze dizolvate etc.). Se utilizeaza convertoare de putere activa in secundarul transformatorului. Semnalele de putere sunt obtinute prin intermediul convertoarelor de putere ce asigura conversia in semnal 4...20 mA si apoi este preluat de modulul de achizitie M 7019 R.

a. Modul de conectare

b. Blocul terminal

Fig. 2.4. Senzorul de putere activa 2.1.6.4 Senzor de putere reactiva (1...6 A, 100...690 V) Valorile puterii reactive ne permit : - Masurarea puterii reactive; - Corelarea cu alte elemente in diagnosticarea starii transformatorului (gaze dizolvate). Se utilizeaza convertoare de putere reactiva in secundarul transformatorului. Semnalele de

putere sunt obtinute prin intermediul convertoarelor de putere ce asigura conversia in semnal 4...20 mA si apoi este preluat de modulul de achizitie M 7019 R.

2.1.6.5 Senzor de temperatura ulei tip AKM 48003 Valorile temperaturii uleiului electroizolant ne permit calcularea valorilor: - Temperatura hot-spot; - Rata imbatranirii termice; - Factorul de supraincarcare. Pentru a detecta temperatura din uleiul electroizolant, dar si a mediului se utilizeaza termometre cu rezistenta PT 100 cu conectare prin trei conductori. Acestia se instaleaza in teaca special amenajata pe transformator, respectiv in exteriorul transformatorului. Datele de la termorezistenta se vor transmite la un indicator tip AKM care are incorporate un transmitator la distanta tip TD 111. Transmitatorul este alimentat la 24 V c.c. si are o iesire analoga 420 mA.

Fig. 2.6. Senzorul de temperatura ulei

a. Modul ce conectare

b. Blocul terminal

Fig. 2.7. Modul de conectare al senzorului de temperatura ulei Convertorul de masurare, montat in cofret, se incadreaza in urmatoare gama: - introducerea masurarii : conexiune O/3 conductor PT 100; - precizia masurarii : 0.10 C/cifra; - intervalul de masurare : -400 C ...+ 1200 C. Valoarea in semnal 4...20 mA este furnizata modulului de achizitie M 7019 R. 2.1.6.6 Senzor de temperatura ambianta Valorile temperaturii ambiante ne permite modelarea termica; Pentru a detecta temperatura mediului ambiant se foloseste termocuplu tip K. Intervalul de masurare : - 400 C ...+ 2500 C.

Fig. 2.8. Senzorul de temperatura ambianta Fig. 2.9. Modulul de achizitie M 7019 R Convertorul de masurare este modulul de achizitie M7019 R. 2.1.6.7 Senzor de nivel ulei tip AKM 34766-4 Valorile nivelului uleiului electroizolant ne permit: - semnalizarea nivelelor limita; - sesizarea pierderilor de ulei; - semnalizarea aparitiei unui defect intern, in evolutie. Senzorii de nivel ulei sunt indicatoare de ulei de tip magnetic. Indicatorul de nivel de tip magnetic are o scala de 250 mm, avand specificate nivelele maxim si minim. Echipamentul de masura este prevazut cu, compensarea pentru variatiile temperaturii ambiante. Indicatorul este prevazut cu doua contacte, iar tensiunea de lucru este 220 Vcc/ca. Temperatura de lucru este intre - 500 C ...+ 700 C.

a. Modul ce conectare

b. Blocul terminal

Fig. 2.10. Modul de conectare al senzorului de nivel ulei Convertorul de masurare, inclus in indicator, se incadreaza in urmatoare gama : - rezistenta la intrare : 0 .... 1500 O, - tensiunea aplicata : 5 Vdc. 2.1.6.8 Senzor de gaze pentru releul Bucholz Functiile de protectie ale releului Bucholz seria NM, care are montat pe el un dispozitiv de testare gaze care asigura analizarea gazului din releu ca ajutorul a doua licide de test, permit semnalizarea urmatoarelor: - masurarea analogica a volumului de gaze emanate in uleiul de izolare; - analiza gaze (H2, CO); - pierderile de ulei de izolare. Date generale: tensiune nominala DC 230 V, curent nominal DC 2A, rezistenta la presiune 0,25 Mpa, rezistenta la vid < 2,5 Pa, grad de protectie IP 54, sursa de tensiune suplimentara 24 V DC, temperature de functionare -40 C .+55 C, temperature de lucru a lichidului de izolare 4o C ..+115 C, viscozitatea lichidului izolant < 1100 mm2/s. 2.1.6.9 Starea echipamentului de racire Pozitia fiecarei pompe, a fiecarui ventilator sau al fiecarui indicator de circulatie a uleiului electroizolant este determinat cu ajutorul releelor intermediare RI 1...3. Mai mult, functionarea fiecarei baterii de racire este semnalizata. De asemenea, timpul de functionare al fiecarui element se determina in acest mod.

Fig. 2.11. Relee intermediare pentru echipamentul de ventilatie Fiecare semnal al releelor intermediare este preluat cu ajutorul modulelor de achizitie marimi digitale si apoi sunt transmise serverului baza de date. 2.1.6.10 Pozitia CRS comutator de reglare in sarcina Inregistrarea pozitiei CRS ne permite : - determinarea curentului total comutat, prin inregistrarea si a curentului de sarcina, in acest mod vom cunoaste cand ne apropiem de valoarea maxima a curentului total comutat; - determinarea numarului total de comutari, in acest mod stiind cand ne apropiem de numarul maxim de comutari, cu sarcina sau fara sarcina. Numarul plotului este preluat in semnal digital din cofretul CRS si este apoi preluat de modulul M 7055.

Fig. 2.12. Vedere din cofretul CRS

2.1.7 Module de achizitie 2.1.7.1 Modul de conversie 232/485 M 7520 Aceste module sunt folosite pentru conversia de la RS 485, la RS 232, deoarece transmisia semnalului intre UCM (unitatea central de monitorizare) si calculator, aflat in camera de comanda, se realizeaza prin cablu FTP, folosind RS 485. Pentru a putea prelua semnalele in calculator, prin RS. 2.1.7.2 Modul de intrari analoge - M 7019

Caracteristici tehnice : intrari analoge - 8 canale diferentiale ; - intrari de tipul : mV, V, mA ; - termocuplu ; - banda de frecventa : 5,24 Hz ; - precizie : 0,15 % ; - izolatie : 3000 Vcc ; - modbus RTU ; sursa de alimentare : - tensiune alimentara : 10Vcc 30 Vcc ; - putere absorbita : 1,2 W ; temperatura de lucru : - 250 C 750 C ; 2.1.7.3 Modul de intrari digitale M 7055

Caracteristici tehnice : intrari digitale - 8 canale ; - logic level 0 : 4V max - logic level 1 : 10 V 50 V; - teremocuplu ; - frecventa de intrare : 100 Hz ; - izolatie : 3000 Vcc ; iesiri digitale : - 8 canale ; - tensiune iesire : 10 V 40 V max ; - curent iesire : 650 mA/canal ; interfata de comunicare : RS 485 ; sursa de alimentare : - tensiune alimentara : 10Vcc 30 Vcc ; - putere absorbita : 1,2 W ; gama de temperatura : - temperatura de lucru : - 250 C 750 C ; 2.1.8 Server de stocare a datelor Datele tehnice ale serverului de stocare date sunt urmatoarele : OS: Microsoft Windows 2000 sau Microsoft Windows XP Arhitectura hardware : - Procesor Intel Core 2 Duo, FSB 1066 MHz, Frecventa procesor 2530 MHz; - Placa de baza Porturi 1 x PS, 1 x video, 4 x USB 2.0, 1 x Serial, 2 x RJ-45, Sloturi de memorie 4; - Memorie Capacitate 1024 MB (2x512) Tip DDR2; - Unitati de stocare Unitate optica Multiburner; - Controller Hard Disk Integrated SATA/SAS; - Alte componente Retea Gigabit Ethernet 10/100/1000; - Video ATI ES 1000; - Carcasa Rack; Toate sistemele sunt prevazute cu ,,surse interuptibile de tensiune UPS. Echipamentele de monitorizare sunt amplasate intr-o cabina, langa transformator, iar

calculatorul este amplasat in camera de comanda. Compartimentul care contine componentele hardware este echipat cu incalzire si ventilatie, pentru a evita conditiile climatice extreme. Sistemul de monitorizare poate fi flexibil , se poate mari sau micsora numarul de senzori, iar acest lucru determina numarul modulelor de achizitie de date. 2.1.9 Cabina echipamentului de monitorizare

Fig. 2.16. Cabina UCM vedere din fata

Fig. 2.17. Cabina UCM vedere din interior

Cabina UCM are urmatoarele caracteristici : - Tip de protectie IP 54; - Este realizata din tabla alba dublu decapata sau zincata, tratata si si vopsita in camp electrostatic - vopsea RAL 7032; - Alimentare : 230 Vac; - Temperatura de functionare : - 350C +500C; - Rezistenta la vibratii/soc : SR EN 61131-2/2008; - Rezistenta la descarcari electrostatic : SR EN 61131-2/2008; - Rezistenta la perturbatii EMC : SR EN 61131-2/2008; - Este stabila si fiabila in campuri magnetice intense : SR EN 61131-2/2008. Cablurile de la senzori la UCM sunt de semnalizare si conexiunea cu UCM se realizeaza prin presetupele din partea de jos a cabinei la sirul de cleme Weidmuller. Releele intermediare utilizate sunt Finder, alimentate la 230 Vac si cu un contact normal deschis. 2.2 Schemele logice si formulele utilizate. 2.2.1 Model de interpretare a gazelor dizolvate in ulei - Formule utilizate si

standardele de referinta

Fig. 2.18 Model de interpretare a gazelor dizolvate in ulei 2.2.2 Model de analiza incarcare a transformatorului - Formule utilizate pentru calcul toc, ths, viteza relativa de imbatranire si durata de viata consumata datorita temperaturii CEI 60076-7

Fig. 2.19 Model de analiza incarcare a transformatorului

Se cauta ca intre tom si toc sa se pastreze o diferenta cat mai mica, pentru o racire eficienta. Deasemenea, valoarea temperaturii uleiului masurata tom trebuie sa fie cat mai stabila, fara variatii semnificative, pentru a impiedica respiratia transformatorului. In cazul in care se doreste supraincarcarea transformatorului, exista un buton Regimuri prin care se determina temperatura uleiului la sarcina dorita, putandu-se opta pentru o raciere incipienta, astfel incat cresterea temperaturii sa nu fie brusca. Se asigura corespondenta optima intre pierderile din transformator si puterea necesara racirii. - Temperatura initiala a uleiului:

unde : k incarcarea; R raportul pierderilor; x exponentul uleiului; [tor incalzirea uleiului in partea superioara in regim nominal; ta temperatura ambianta; - Variatia primei componente a temperaturii hot-spot - Variatia celei de-a doua componente a temperaturii hot spot - Durata de viata consumata: - Temperatura uleiului:

unde : Dt intervalul de timp k22 constanta a modelului termic o constanta de timp a uleiului - Variatia primei componenta a temperaturii hot-spot. - Variatia celei de-a doua componente a temperaturii hot spot: Temperatura hot spot: -Calculul rezistentei termice Rth si a celei nominale Rthn Puterea maxima pe care o poate debita transformatorul, cu ventilatia oprita, in unitatire lative, fata de puterea nominala in cazul functionarii ventilatiei, este : unde: b reprezinta cresterea intensitatii de racire ca urmare a folosirii ventilatoarelor. - Calculul pierderilor Pentru inceput calculam pierderile Joule in infasurari la sarcina actuala :

unde : IAi sunt curentii de faza prin primar si secundar, RAi valoarea rezistentelor ohmice din primar si secundar, raportate la temperaturile infasurarilor masurate. Valoarea pierderilor calculate la momentul de timp Dt este :

Factorul de incarcare maxim Relatia de calcul pentru factorul de incarcare maxim este :

Relatia de calcul pentru factorul de incarcare maxim este :

unde : hs,m - temperatura hot spot maxima; h factorul hot spot. - Calculul timpilor de incarcare in regim de urgenta Considerand tot ansamblu ulei - infasurare, constanta de timp este cea a transformatorului, iar relatia pentru calculul timpului de incarcare in regim de lunga durata este urmatoarea :

unde : Cth - capacitatea termica a transformatorului. Relatia pentru calculul timpului de incarcare in regim de scurta durata este urmatoarea :

In aceeasi maniera se determina timpul de supraincarcare:

2.2.3 Formule utilizate si standardele de referinta Modelul termic considerat - Temperatura uleiului Caderea de temperatura a uleiului in partea superioara, fata de temperatura ambianta, daca luam in considerare ca intervalul de calcul este de Dt=3 minute, este:

unde : Dt intervalul de timp; n constanta a modelului termic; s,ulei,initial valoarea temperaturii uleiului in partea superioara la inceputul intervalului Dt (la t=0, vom avea valoarea indicate de senzorul de temperatura). Caderea de temperatura a uleiului in partea inferioara, fata de temperatura ambianta, este:

unde : Dt intervalul de timp; n constanta a modelului termic; s,ulei,initial,s,hs,initial ,i,ulei,initial,i,hs,initial valoarea temperaturii uleiului si a infasurarii la inceputul intervalului Dt. - Temperatura miez Caderea de temperatura a miezului in partea superioara, fata de temperatura uleiului este:

Caderea de temperature infasurarii in partea inferioara, fata de temperatura uleiului este:

unde : Dt intervalul de timp; n constanta a modelului termic; s,ulei,initial, s,m,initial, i,ulei,initial, i,m,initial valoarea temperaturii uleiului si a miezului la inceputul intervalului Dt. - Limite CEI 60599 Temperatura ulei in partea superioara : 105 0C; Temperatura hot - spot : 120 0C. 2.2.4 Model de analiza umiditatii - Formule utilizate si standardele de referinta

Fig. 2.20 Model de analiza umiditatii - Formule utilizate Pentru calculul continutului de apa din hartie wh folosim urmatorul algoritm : - initial, din prima valoare a continului de apa din ulei wu determinam valoarea lui wh din curbele de echilibru, sau in cazul in care o avem masurata cu metoda CABS (curentii de absorbtie resorbtie), determinam o valoare initiala a lui wh si, cu ajutorul acesteia, determinam cantitatea de apa in echipamentul de izolatie mtot la temperatura achizitionata. pasii urmatori sunt : la fiecare interval de timp Dt achizitionam o valoarea a temperaturii uleiui, o valoare a cantitatii de apa din ulei, si calculam continutul de apa din hartie cu formula (2.44), apoi raportam valorile cantitatilor de apa din ulei si hartie la temperatura de 200 C :

- limite Limita continut apa in ulei : 5 ppm (CEI 60422); Limita continut apa in hartie : 2 % (literatura de specialitate). 2.2.5 Model de calcul pentru eficienta echipamentului de racire - Formule utilizate si standardele de referinta:

Fig. 2.21 Model de calcul pentru eficienta echipamentului de racire Rezistentele termice ale fiecarei baterii de racire sunt calculate astfel :

unde : Pracire este puterea bateriilor de racire in functiune, Pracire,n este puterea totala de racire, tom - este temperature uleiului masurata/calculata, ton - este temperatura nominala a uleiului la intrarea in baterie, tamb - este temperature mediului ambiant, toc - este temperatura nominala a mediului ambiant, Acuva - aria cuvei,

cuva - transmisivitatea corespunzatoare. 2.2.6 Model pentru analiza starii CRS

Fig. 2.22 Model pentru analiza starii CRS 2.2.7 Model pentru analiza imbatranirii - Formule utilizate si standardele de referinta

Fig. 2.23 Model pentru analiza starii CRS - Formule utilizate Luand in calcul factorul de accelerare a imbatranirii datorita continutului de apa din hartie, durata ramasa de viata se calculeza astfel : 2.2.8 Model pentru determinare starii transformatorului ( indicele de sanatate) Formule utilizate si standardele de referinta :

Fig. 2.24 Model pentru determinare starii transformatorului - Formule utilizate Asigurand diagnosticarea on-line si off-line a transformatoarelor de putere se reuseste sa se realizeze o diagnoza exacta si precisa a componentelor acestora. Asa incat, pe baza rezultatelor obtinute, introduce termenul de indice de sanatate, ca functie de rezultatele analizei off-line si analizei on-line.

2.3 Aplicatie desktop - EMonitor Aplicatia desktop ruleaz pe MS Windows si ofer o prezentare accesibil a datelor de msurare, numeroase combinaii si posibiliti de zoom, vizualizarea datelor istorice si depistarea alarmelor, precum si stocarea datelor achiziionate intr-o baza de date; Sunt asigurate urmatoarele functii:

Afisarea datelor online; Afisarea alarmelor reale; Configurarea alarmelor; Afisarea datelor istorice sub form de grafice; Creare de rapoarte pentru datele istorice; Afisarea datelor de echipament; 2.3.1 Achizitionarea si stocarea datelor Datele culese prin echipamentul de achizitie sunt oferite apoi aplicatiei prin intermediul unui server OPC. Fiecare statie de transformare este dotat cu un server de baze de date propriu care aplicatia stocheaz datele achizitionate si calculate. Valorile parametrilor urmariti pe transformatoarele din statie sunt stocate la 1 secunda. 2.3.2 Functii de vizualizare. Software-ul de monitorizare EMonitor este o aplicatie desktop, folosit pentru monitorizarea diagnosticarea transformatoarelor de putere din staiile electrice. Aceasta ruleaz pe MS Windows si ofer o prezentare accesibil a datelor de msurare, numeroase combinatii si posibilitti de zoom, iar impreuna cu aplicatia EStocare ofera si o vizualizare a datelor si alarmelor istorice. EMonitor reprezinta un mediu de vizualizare complex si complet a parametriilor urmriti la transformatoare, avd o rata de actualizare a parametrilor msurai de o secund, functie de constantele de timp ale fiecaruia. S-a inut cont de posibilitatea vizulizarii simultane a mai multor parametrii, indiferent de tipul lor. EMonitor ofer totodat informatii despre evoluia variabilelor in timp, oferind utilizatorului oportunitatea de a-si alege un timp de pornire, unul de final si o rezoluie identificat prin pasul de timp la care se doreste trasarea graficelor. Graficele au optiunea de autoscalare si zoom. Pentru a urmari un echipament este necesara pentru inceput conexiunea la statia careia acesta apartine. Fereastra pentru transformator contine blocurile de analiza, listele parametrilor masurati si calculati, informatii despre eventuale alarme aparute si mecanismele de setare ale limitelor proprii fiecarui transformator. Pentru a deschide blocul de analiza care intereseaza se va executa click pe unul dintre butoane. Datele aferente blocului selectat vor fi afisate in cadrul aceleiasi ferestre principale. Descriere lor se va face ulterior.

Listele atat pentru parametrii contin prescurtarile, denumirea parametrului si valoare curenta impreuna cu unitatea de masura. Pentru vizualizarea graficelor se executa drag & drop peste lista aferenta graficului situata in dreapta acestuia. Daca se doreste inlaturarea unui parametru din grafic se va face dublu-click pe parametrul din lista graficului. Vizulizarea anumitor parametrii se poate face din senzorii atasati transformatoruluii ce apar pe imaginea centrala astfel: se face click pe senzorul ce contine parametrul dorit, apoi click dreapta pe parametru, iar apoi click pe Vizualizare date on-line din meniul ce apare. Tot din acest meniu se poate trasa si graficul cu privire la evolutia parametrului pe o perioada mai indelungata de timp. Alarmele care apar contin momentul de timp la care s-a inregistrat alarma si descriere ei (parametrul care a depasit limita, limita depasita). Tot aici se mentioneaza si cand un parametru a reintrat in limitele stabilite. 2.3.3 Functii de analiz (blocuri de calcul) Functiile de analiz se pot efectua pe fiecare transfromator in parte si acestea sunt: Analiz incrcare; Umiditatea echipamentului de izolaie; Gaze dizolvate in ulei; Descrcri partiale; Stare CRS; Stare treceri izolate; Stare echipament rcire; Diagnosticarea off-line;

Calculul duratei de via consumate/restante. 2.3.3.1 Analiza incarcarii: Pentru a acesa acest bloc se face click pe butonul Incarcare. In cadrul acestui bloc se afiseaza temperature ambianta, factorul de incarcare, temperatura superioara a uleiului si se calculeaza hot spotul, precum si factorul maxim de incarcare, timpul de functionare in cazul suprasarcinilor de lunga/scurta durata. - Valori vizualizate : factorul de incarcare ; temperatura uleiului calculata si masurata, temperatura infasurariicalculata si masurata, temperatura miezului calculata si masurata, temperatura hot-spot, temperatura mediului ambiant ; nivel ulei cuva si comutator ; - Valori calculate (conform CEI 60076-7) : factorul de putere; coeficientul de incarcare maxim; Pentru calculul acestui coeficient de incarcare maxim se ia in considerare si sarcina admisa de functionare a autotransformatorului in cazul in care ramane fara ventilatie; timpul de functionare in regim de incarcare de urgenta de scurta durata si lunga durata; temperatura uleiului calculata, in partea superioara, conform CEI 60076-7; temperatura uleiului calculata, in partea superioara, conform model termic; temperatura uleiului calculata, in partea inferioara, conform model termic; temperatura infasurarii primare calculata, in partea superioara, conform model termic; temperatura infasurarii primare calculata, in partea inferioara, conform model termic; temperatura hot-spot calculata conform CEI 60076-7; temperatura hot-spot conform model termic; temperatura miezului calculata, in partea superioara, conform model termic; rezistenta termica a transformatorului. - Avertismente : la depasirea cu mai mult de 5 % a tensiunii Un; la depasirea temperaturii maxime a uleiului; la depasirea temperaturii maxime a hot-spot-ului; la depasirea coeficientului de incarcare maxim;

Fig. 2.26. Bloc analiza incarcare In cadrul blocului de analiza incarcare, avem posibilitatea, asa cum se observa din fig.2.26, sa putem modifica valoarea temperaturii maxime a hot spot-ului, valoarea coeficientului de depreciere si sa evidentiem anumite regimuri de functionare ale transformatorului de putere. Valoarea coeficientului de depreciere influienteaza factorul de incarcare maxim, asa incat daca reducem factorul de depreciere de la valoarea unitara la una subunitara, automat si valoarea factorului de incarcare maxim se va reduce proportional. Valoarea acestui coeficient de depreciere este indicat de analiza transformatorului, mai precis este furnizat din determinarea starii transformatorului cu ajutorul aplicatiei de diagnoza off-line Diag Electric.

In cazul in care se doreste evidentierea unui anume regim de functionare al transformatorului de putere, se acceseaza butonul Regimuri si, daca folosim marimile achizitionate, obtinem un

regim similar celui din fig.2.27. Daca ne dorim sa modificam unul dintre parametrii, in mod automat, valorile temperaturii hot spot si al factorului de incarcare maxim se modifica, obtinandu-se, de fapt, valorile predictive ale unui regim dorit de functionare. In acest mod se poate analiza comportarea transformatorului la un anume regim de functionare. 2.3.3.2 Analiza umiditatii Pentru afisare se executa click pe butonul Analiza umiditate in echipamentul de izolatie. In cazul in care avem senzor de umiditate in uleiul de transformator, umiditatea uleiului este achizionata, umiditatea din hartie este masurata prin metoda CABS (curentii de absorbtie resorbtie) cu echipamentul ID 1000, urmand ca, in functie de variatia temperaturii sa se redistribuie cantitatea de apa intre ulei si hartie. In cazul in care nu avem senzor de umiditate in ulei, se introduc, de la inceput, valorile pentru umiditatea din hartie (wh) si pentru umiditatea din ulei (wu), masurate, urmand ca, in functie de variatia temperaturii sa se redistribuie cantitatea de apa intre ulei si hartie. Nota. Aceste doua valori (wh si wu) vor intra mai departe, pe langa alti parametrii, in blocul de calcul al duratei de viata a transformatorului). Graficul din acest bloc se autoscaleaza la achizitionarea unei valori noi.

Fig. 2.28. Blocul de analiza umiditate - Valori vizualizate : continut umiditate in ulei atat la temperatura actuala a uleiului electroizolant, cat si raportat la 200 C ; continut umiditate in hartie atat la temperatura actuala a uleiului electroizolant, cat si raportat la 200 C; - Valori calculate : continut umiditate in ulei, raportat la 200C (wh) ; continut umiditate in hartie, raportat la 200C (wu); - Avertismente :

la depasirea continutului maxim de apa din ulei - 5/10/15 ppm; la depasirea continutului maxim de apa din hartie 2 %; 2.3.3.3 Analiza gazelor dizolvate in ulei

Fig. 2.29. Nivelul gazelor dizolvate in ulei In cazul analizei gazelor dizolvate in ulei, sunt mai multe posibilitati : cand avem mai multe nivele de gaze dizolvate in ulei, cand avem unul singur sau doua, cazul din figura 2.29. - Valori vizualizate : Continutul de gaze dizolvate in ulei (H2, CO); Volumul de gaze in releul Buchholz; Temperatura uleiului. - Valori calculate: Ratele de crestere a gazelor dizolvate in ulei (H2, CO); - Avertismente : La depasirea continutului maxim de gaze dizolvate din ulei (H2, CO); La depasirea ratei maxime de crestere a gazelor dizolvate in ulei (H2, CO); La depasirea volumului maxim de gaze in releul Buchholz. 2.3.3.4 Analiza racirii Se face click pe butonul Stare echipament racire pentru a accesa acest bloc. Pentru fiecare grup de racire se determina starea curenta a pompelor si ventilatoarelor si timpul total de mentinere in stare pornit. - Valori vizualizate : starea pompelor si ventilatoarelor; rezistentele termice; - Valori calculate : timpul de functionare a pompelor si ventilatoarelor; rezistenta termica a transformatorului ; rezistenta termica a fiecarei baterii de racire; - Avertismente :

la defectarea unei pompe sau a unui ventilator ; la modificarea unei rezistente termice ;

Fig. 2.30. Bloc echipament ventilatie Cand se doreste sa se vizualizeze duratele de functionare ale pompelor si ventilatoarelor se apasa butonul Timp de lucru (Fig.2.31) In cazul in care se doreste evidentierea unui anume regim termic al transformatorului de putere, se acceseaza butonul Regimuri termice si, daca folosim marimile achizitionate, obtinem un regim similar celui din fig. 2.32. Daca ne dorim sa modificam unul dintre parametrii, in mod automat, valorile rezistentei termice echivalente se modifica, obtinandu-se, de fapt, valorile predictive ale unui regim dorit de functionare. In acest mod se poate analiza comportarea transformatorului la un anume regim de functionare, luand in considerare si functionarea echipamentului de racire.

Fig. 2.31. Duratele de functionare ale pompelor si ventilatoarelor

Trebuie specificat ca temperaturile calculate conform modelului termic sunt functie de aceasta rezistenta termica echivalenta, iar modificarea acesteia ne avertizeaza asupra eventualelor modificari in functionarea echipamentului de racire. Aceasta parte de simulare ne ajuta in stabilirea regimurilor de functionare ale transformatoarelor de putere, reusind sa controlam functionarea echipamentului de ventilatie, asa incat rezistenta termica sa fie mai mica decat rezistenta termica nominala, in acest mod evacuand, in totalitate, pierderile din transformator, asigurand extinderea duratei de viata a echipamentului de izolatie.

Fig. 2.32. Regimuri termice 2.3.3.5 Analiza functionarii CRS Acest bloc contine informatii referitoare la numarul plotului actual, ultimul timp de comutare si curentul total comutat. - Valori vizualizate: pozitie comutator; numar comutari; ultimul timp de comutare; - Valori calculate: Curentul total comutat; - Avertismente: la depasirea maximului nivelului uleiului din conservator; la depasirea numarului de comutari; la nefunctionarea motorului de actionare;

Fig. 2.33. Bloc analiza functionarii CRS 2.3.3.6 Determinarea duratei de viata consumate/restante - valori vizualizate : viteza relativa de consumare a vietii datorita degradarii termice ; factorul de accelerare a imbatranirii datorita continutului de apa din izolatia solida ; - valori calculate : durata de viata consumata/restanta; - avertismente : la cresteri rapide ale vitezelor de imbatranire ;

Fig. 2.34. Bloc determinarea duratei de viata restante 2.3.3.7 Interogare baza de date Cu ajutorul acestui bloc se poate interoga baza de date asupra unui parametru, afisanduse valoarea medie pe un anume interval, sau valoarea exacta. Datele obtinute se pot importa in format .xml.

Fig. 2.35. Interogare baza date 2.3.3.8 Determinarea stare transformator

2.3.3.9 Istoric parametrii Tot din fereastra principal, daca se face click dreapta pe oricare dintre parametrii si se acceseaza butonul Istoric parametrii, dupa ce, in prealabil, s-a selectat parametrul/parametrii pentru vizualizare. Dupa ce s-a deschis fereastra din fig.3.23, se selecteaza perioada dorita si seapasa butonul Ok. 2.3.3.10 Raport

Tot din fereastra principal, daca se face click dreapta pe oricare dintre parametrii si se acceseaza butonul Raport, se deschide o fereastra ca cea din fig.2.38, apoi se selecteaza perioada dorita si se apasa butonul Genereaza raport.

EMonitor permite atenionarea utilizatorului cazul producerii unei alarme prin mijloace vizuale cd unul dintre parametrii se afl in afara limitelor. .Alarma contine data si timpul la care a inceput, descrierea (parametrul care si-a depasit limita) si durata. Fereastra de alarme afiseaza alarmele aparute pana in momentul solicitarii afisarii. Fiecare alarma este caracterizata prin momentul de inceput al alarmei (data, ora, minut, secunda) durata cat a fost activa alarma (Durata) si parametrul care a iesit din domeniul limita (Descriere) Fereastra de configurare este destinata stabilirii portului de comunicare cu aplicatia web, pentru stabilirea modului de citire a datelor prin serverul OPC, petru perioadele de calcul si citire sincrona si selectarii path-ului aplicatiei de diagnosticare off-line, in caz ca acesta exista. Butonul Istoric alarme afiseaza evenimentele ca in fig. 2.40. 2.4 Aplicatia web WebConsole WebConsole este o aplicatie web care serveste la vizualizarea si analiza parametriilor urmariti intr-o statie de transformare. Analiza si vizualizarea parametriilor pot fi facute de oriunde de pe glob prin accesarea URL+ului unde este instalata aplicatia, printr-un browser web. WebConsole poate functiona pentru mai multe statii de transformare care la rdul lor pot contine mai multe transformatoare aflate sub monitorizare, astfel se pot face comparatii

intre parametrii monitorizati pe diferite transformatoare, lucru care pune in evidenta eventuale probleme in functionarea acestora. Vizualizarea se face on-line, la secunda. Se pot vizualiza evolutiile in timp ale parametriilor cu ajutorul graficelor. n cazul in care se doreste, se poate efectua o analiza on-line a unui transformator (spre exemplu analiza de incarcare, estimarea duratei de viata ramasa etc.). WebConsole poseda o interfata prietenoasa si intuitiva, permitd o utilizare fara a necesita cunostiinte de specialitate. Aplicatia este dotata cu un echipament de documentatie care vine in sprijinul utilizatorului. 2.4.1. Utilizare Primul pas pentru utilizarea WebConsole este instalarea utilitarului Mozilla Firefox (http://www.mozilla.com/en-US/), apoi se porneste Mozilla Firefox, apoi se acceseaza adresa de web corespunzatoare si apare o cerere de autentificare. Numele utilizatorului si parola vor fi stabilite asa incat sa nu poata fi accesata aplicatia si de persoane din afara sucursalei. Dupa autentificare, apasand tasta Login, la pornirea aplicatiei este vizibil doar meniul de control (fig.3.29) , care se afla in partea dreapta a ecranului. In cadrul acestuia se selecteaza statia si echipamentul care se doreste a fi urmarit. Informatiile sunt afisate intr-o strutura arborescenta. In momentul alegerii unei statii de transformare aplicatia WebConsole verifica existenta statiei si prezinta pe ecran cateva date generale despre statia respectiva.

Interfata WebConsole este impartita in 3 parti: Lista parametriilor aflati sub monitorizare; Zona de lucru cu parametri; Zona de informatii generale si functii de analiza. Zona de lucru cu parametrii cuprinde toate functiile care se pot efectua asupra parametriilor.

Functiile sunt: vizualizare in timp real (numeric / grafic ); istoric ; raport pe un interval de timp asupra parametrilor; raport pe un interval de timp asupra parametrilor prin reprezentari grafice; vizualizare alarme; export csv; Pentru a vizualiza un parametru in timp real numeric acesta se selecteaza parametrul si apoi butonul Grafic Online . Pentru a vedea o evolutie in timp a parametrilor se selecteaza parametrii doriti si apoi se efectueaza un click pe butonul Vizualizare in timp . Apoi se seteaza durata pe care se doreste urmarirea prin selectarea a 2 date calendaristice. Prin efectuarea unui click pe butonul ,,Grafic in Timp se va deschide o fereastra cu un grafic a evolutiei parametrilor pe durata setata . Pentru afisarea unui raport asupra parametriilor selectati se efectueaza click pe butonul ,,Raport. La fel ca in cazul ,,Grafic in timp se seteaza un interval de timp pe care se doreste efectuarea raportului se se face click pe ,,Raport. Raportul va fi deschis intr-o alta fereastra de browser. Acesta poate fi printat prin intermediul optiunii de ,,Print din cadrul meniului File al browserului. Pentru a genera un raport cu evolutia grafica in timp a parametrilor, procedam la fal ca pentru raportul clasic, doar ca apasam pe butonul Raport Grafic si obtinem intr-o fereastra noua un raport.

Fig. 2.46. Raport grafic Acest raport poate fi salvat si vizualizat apoi din sectiunea Rapoarte Salvate, sau descarcat. 2.4.2. Functii de analiza Functiile de analiz se pot efectua pe fiecare transformator in parte si acestea sunt: Analiz incrcare; Analiza umiditate in echipamentul de izolatie; Gaze dizolvate in ulei Stare CRS; Stare echipament rcire; Calculul duratei de viat consumate/restante. 2.4.2.1 Analiza incarcare

- valori vizualizate : factorul de incarcare ; temperatura uleiului calculata si masurata, temperatura hot-spot, temperatura mediului ambiant temperatura miezului si temperatura infasurarilor. - valori calculate : temperatura uleiului in partea superioara, inferioara si temperatura infasurarilor ; temperatura miezului coeficientul de incarcare maxim ; timpul de functionare in cazul suprasarcinilor de lunga/scurta durata ; - avertismente : la depasirea tensiunii Un ; la depasirea temperaturii maxime a uleiului ; la depasirea temperaturii maxime a hot-spot-ului ; la depasirea coeficientului de incarcare ; 2.4.2.2 Analiza umiditatii din echipamentul de izolatie - valori vizualizate : umiditatea din hartie (wh) ;

umiditatea din ulei (wu); - valori calculate : umiditatea din hartie (wh) ; umiditatea din ulei (wu) ; - avertismente : la depasirea maximului continutului de apa din ulei si/sau hartie

Fig. 2.48.Analiza umiditate in echipamentul de izolatie 2.4.2.3 Analiza gazelor dizolvate in ulei - Valori vizualizate : Continutul de H2 in ulei; Continutul de CO in ulei; - Valori calculate: ratele de crestere zilnice, saptamanale si anuale ale H2, CO ; - Avertismente : la depasirea continutului maxim de gaze dizolvate din ulei H2 - 100 ppm, CO - 350 ppm la depasirea ratelor maxime de crestere ale H2, CO 5 ppm/zi, 50 ppm/zi; 2.4.2.4 Analiza racirii Se face click pe butonul Echipament racire pentru a accesa acest bloc. Pentru fiecare grup de racire se determina starea curenta a pompelor si ventilatoarelor si timpul total de mentinere in stare pornit. Pentru a vizualiza timpii de functionare se apasa butonul Timpi functionare.

- Valori vizualizate : starea pompelor si ventilatoarelor ; rezistentele termice; - Valori calculate : timpul de functionare a pompelor si ventilatoarelor ; rezistenta termica a transformatorului ; rezistenta termica a fiecarei baterii de racire; - Avertismente : la defectarea unei pompe sau a unui ventilator ; la modificarea unei rezistente termice ;

Fig. 2.50. Stare echipament de racire 2.4.2.5 Analiza functionarii CRS - Valori vizualizate : pozitie comutator ; numar comutari ; ultimul timp de comutare ;

- Valori calculate : total curent comutat ; - Avertismente : la depasirea maximului nivelului uleiului din conservator ; la depasirea numarului de comutari ; la nefunctionarea motorului de actionare ; 2.4.2.6 Determinarea duratei de viata consumate/restante - valori vizualizate : viteza relativa de consumare a vietii datorita degradarii termice ; factorul de accelerare a imbatranirii datorita continutului de apa din izolatia solida ;

Fig. 2.52. Calculul duratei de viata - valori calculate : durata de viata consumata/restanta; - avertismente : la cresteri rapide ale vitezelor de imbatranire ; 2.4.3. Functii auxiliare Pe langa functiile de analiza mai avem 3 functii auxiliare, care permit o mai buna administrare a informatiilor despre echipamente si anume : Galerie foto Stare echipament Rapoarte salvate

2.4.3.1. Galerie Foto In aceasta sectiune putem incarca si vizualiza poze cu transformatorul din diferite unghiuri, pentru a putea avea si o imagine a acestuia in statie.

Fig. 2.53. Galerie Foto 2.4.3.2. Stare echipament Aceasta functie permite evaluarea starii curente a echipamentului in functie de valorile curente ale parametrilor cat si a calificativului obtinut prin intermediul aplicatiei de analiza off-line Diag Electric.

Fig. 2.54. Determinare stare echipament 2.4.3.3. Rapoarte Salvate

Acesta sectiune permite administrarea (vizualizare, descarcare, stergere) rapoartelor salvate.

Fig. 2.55. Rapoarte salvate 2.4.4. Atenionare alarme on-line WebConsole permite atenionarea utilizatorului cazul producerii unei alarme. n cazul apariiei unei alarme utilizatorul este avertizat printr-o fereastra care se specific parametrul care a produs alarma si limita care a fost depsit. Prin intermediul ferestrei de alarme utilizatorul poate vizualiza valorile tuturor parametriilor in timpul care s-a produs alarma. WebConsole poseda si o seciune speciala pentru vizualizarea tuturor alarmelor de cd a fost instalat softwarul de monitorizare pe transformator. 2.4.5. Securitatea aplicaiei Aceast seciune a aplicaiei WebConsole se particularizeaz conformitate cu cerinele beneficiarului. Pot fi setate diferite nivele de acces si se poate crea un cont de administrator prin intermediul cruia se poate vedea o istorie a acceselor celorlali utilizatori. 2.4.6. Detalii tehnice Aplicaia WebConsole este facut conform standardelor date de catre ,, World Wide Web Consortium , este valid XHTML Transitional. Dezvoltarea este fcut limbajul de programare ASP .Net, folosind tehnici AJAX. Fiind in momentul de fa cel mai performant si utilizat limbajfolosit pentru aplicaiile web. 2.5 REALIZAREA SISTEMULUI DE DIAGNOSTICARE 2.5.1. Aplicatia off -line Diag Electric Trebuie facuta distinctie intre monitorizare si diagnosticare. Monitorizare inseamna achizitie de date, dezvoltarea senzorilor si dezvoltarea metodelor pentru determinarea starilor transformatoarelor. Diagnosticarea este pasul urmator monitorizarii si cuprinde interpretarea datelor masurate off-line si on-line. Monitorizarea este baza diagnosticarii, dar fara interpretare si diagnosticare, datele masurate nu au mare valoare. In prezent, metodele si

echipamentele de monitorizare sunt dezvoltate de institute de cercetare, de fabricile constructoare si, inclusiv, de utilizatori. 2.5.2. Baza de date. Diagnosticare off-line Datele necesare pentru realizarea bazei de date sunt introduse de operator. Softul de diagnosticare realizeaza procesarea datelor, arhivarea si vizualizarea acestora. In figura 2.56 este prezentata structura softului utilizat.

Fig. 2.56. Structura softului utilizat 2.5.3. Determinarea starii transformatorului cuprinde : 2.5.3.1. Determinarea starii echipamentului de izolatie ; In cadrul acestei etape se determina : Starea izolatiei infasurarilor: - Rezistentele de izolatie R15, R60, R600, coeficientul de absorbtie R60/R15 si indicele de polarizare R600/R60 schemele de masurare sunt cele prevazute de normativele si prescriptiile in vigoare, dar se pot foarte usor modifica, in sensul cresterii acestora, pentru a fi introduse cu usurinta prin soft ; - Tangenta unghiului de pierderi dielectrice a izolatiei complexe a infasurarilor si capacitatea transformatorului; Analiza uleiului electroizolant - prelevarea probelor de ulei din cuva, conservator si ruptor: - Aspect ; - Carbune in suspensie ; - Prezenta apei, impuritatilor ; - Punct de inflamabilitate ; - Aciditate organica ; - Continut apa ; - Rigiditate dielectrica ; - Tangenta unghiului de pierderi dielectrice ; - Rezistivitate de volum ; - Densitatea ; - Bazicitatea ; - Continut 2 furfural ;

- Continut aditiv antoxidant ; - Continut sulf corosiv ; - Permitivitate relativa ; - Tensiune interfaciala ulei apa ; - Numar particule cu diametrul > 5m/100 ml ulei ; - Analiza gazelor dizolvate in ulei - metoda Rogers, Dornenberg, IEC, IEEE ) ; Starea trecerilor izolate: - Rezistenta de izolatie R60, tangenta unghiului de pierderi si capacitatea intre calea de curent a trecerii si borna de masura, precum si intre borna de masura si flansa trecerii. In cazul trecerilor izolate prevazute constructiv cu doua prize (una de masura si alta de tensiune), pe langa masuratorile de mai sus, se mai masoara si rezistenta de izolatie R60 intre cele doua prize; Starea izolatiei schelelor, miezului, pachetelor de tole (rezistenta de izolatie R60 a schelelor fata de masa) cazul unitatilor mari de transformatoare ; Determinarea continutului de apa (masurarea curentilor de absorbtie/resorbtie, maximul tensiunii de restabilire si panta acesteia) acestea se executa dupa proceduri adoptate de beneficiar ; Determinarea nivelului descarcarilor partiale ; Determinarea nivelului de zgomot. 2.5.3.2. Determinarea starilor infasurarilor; In aceasta etapa se efectueaza: Masurarea rezistentelor ohmice ale infasurarilor: - Pe infasurarea de reglaj pe toate ploturile; - Se recalculeaza abaterile relative procentuale fata de valorile masurate in fabrica, la temperatura de fabrica, iar in cazul lipsei buletinului de fabrica se calculeaza erorile relative intre faze ; Analiza raspunsului in frecventa: determinarea amprentei unitatii de transformare si compararea rezultatelor masuratorilor cu cele masurate anterior (se aplica un semnal de frecventa inalta la una din bornele unitatii de transformare si se inregistreaza raspunsul la celelalte borne, apoi se compara cele trei caracteristici intre ele si fata de cele inregistrate anterior); 2.5.3.3. Determinarea starii comutatorului de ploturi ; In cadrul evaluarii comutatorului, se urmaresc, pe langa verificarea vizuala si functionala : Evaluarea starii uleiului din comutator : - rigiditatea dielectrica ; - aspect ; - continut de apa ; - analiza gazelor dizolvate in ulei ; Evaluarea rezistentelor de comutare valoarile acestora nu trebuie sa difere cu mai mult de + 10 % de valoarile de referinta din buletinele de verificare ale furnizorilor. La controlul vizual nu se admit cavitati mai adanci de 3-4 mm pe contactele auxiliare de comutare ale ruptorului, iar uzura lor nu trebuie sa depaseasca 4 mm din grosimea initiala a contactelor; 2.5.3.4. Determinarea starii echipamentului de racire : starea motoarelor de ventilatie si a pompelor circulatie ulei pe langa controlul vizual si functional, se determina rezistenta de izolatie R60 a electropompelor si electroventilatoarelor ;

vitezele de circulatie aer si ulei ; 2.5.3.5. Determinarea starii transformatoarelor de curent de tip indus Stare izolatie masurarea rezistentei de izolatie R60 intre fiecare infasurare secundara si masa, intre infasurari; Rezistente ohmice infasurari secundare se masoara rezistenta ohmica a fiecarei infasurari secundare ; Verificarea caracteristicii de magnetizare (curba volt-ampermetrica) ; Pe baza datelor introduse, cu ajutorul programului, se determina starea unui transformator de putere in anumite perioade de timp si in anumite conditii (de exploatare, de clima etc.), afisandu-se, daca este cazul, mesaje pentru avertizarea operatorului, in cazul depasirii limitelor pentru anumiti parametri. Daca valorile masurate sunt in limitele admisibile, se memoreaza toate valorile parametrilor in baza de date. Cu ajutorul softului creat pentru monitorizarea si diagnosticarea transformatoarelor electrice de putere se pot determina si vizualiza starile transformatoarelor in orice moment si se poate evalua rezerva de durata de viata. De asemenea, se pot prelucra datele achizitionate in scopul stabilirii tendintei de evolutie in timp a parametrilor transformatoarelor. Nu in ultimul rand, trebuie mentionat faptul ca se acorda calificative fiecarei componente analizate, precum si unitatii de transformare, in ansamblul ei, asigurand vizualizarea starii acesteia, precum si orientarea catre un tip de mentenanta. 2.5.4. Prezentarea software-lui

introduce sau selecta transformatoarele supuse diagnosticarii. Se observa ca se pot selecta

(introduce), dupa nivele de tensiuni, precum si dupa provenienta uleiului electroizolant (exploatare, reconditionat fizic, nou) limitele valorilor masurate ale parametrilor uleiului electroizolant, asa cum este vizualizat in fig. 2.58, atat pentru uleiul din cuva, cat si pentru uleiul din comutatorul de ploturi. Tot din fig. 2.58 se observa ca se poate interoga baza de date, in functie de parametrii doriti.

Dupa selectarea (introducerea) transformatorului dorit, se selecteaza calea dorita (date generale, stare izolatie, stare infasurari, stare comutator ploturi, stare echipament racire, stare transformatoare de tip inclus). In figura 2.59 sunt specificate caracteristicile tehnice ale transformatorului care trebuiesc introduse, specificandu-se si daca transformatorul este in exploatare, a fost reparat sau s-a pus in functiune. Se observa ca se pot introduce datele de la eventualele inspectii, datele la care s-au efectuat reparatii, precum si ce lucrari s-au efectuat la acele reparatii. Sunt lasate, la latitudinea operatorului, spatii pentru comentarii. Selectand, Izolatie infasurari, de la Stare izolatie, apare o fereastra ca cea din figura 2.60. Se observa ca se poate face si selectia masuratorilor efectuate (fabrica, exploatare, PIF). Este important de mentionat faptul ca, odata introduse datele generale, se selecteaza automat conexiunile pentru care se introduc masuratorile. Valorile introduse sunt corectate in functie de temperatura, evidentiindu-se variatia unui parametru, in timp, dar la aceeasi temperatura, asa cum se observa in figura 2.61. Graficul din

figura 2.61, ca si graficele tuturor parametrilor masurati si pentru fiecare conexiune, se pot accesa cu butonul GRAFIC ,se observa ca se poate tipari si buletinul corespunzator valorilor prezentate in tabele. Accesarea rezultatelor din figura 2.62 se face prin apasarea butonului ANALIZA din figura 2.61.

Tot aici, in campul Stare izolatie, exista posibilitatea sa se introduca limitele rezistentei de izolatie si a tangentei unghiului de pierderi ,precum si variatia acestora cu temperatura. Revenind la campul Starea izolatiei si selectand campul Ulei electroizolant apare o fereastra .Aici se poate observa ca se pot introduce valorile obtinute la analiza uleiului din punctele de prelevare a acestuia (specificandu-se tipul ulei nou, reconditionat fizic sau din exploatare) si se pot nota eventualele observatii la fiecare masuratoare efectuata. Pe de alta parte, prin intermediului butonului GRAFIC, se poate evidentia si evolutia unui parametru dintr-un anumit punct de prelevare. In cazul in care se doreste analiza datelor introduse, sau numai a unui anumit paramteru, se acceseaza butonul ANALIZA, obtinandu-se o fereastra , unde se

vizualizeaza, cu o culoare inchisa, valorile ce depasesc limitele, precum si analiza gazelor dizolvate in ulei (prin patru metode), inclusiv rata lor de crestere (scadere). De asemenea, se pot vizualiza si evolutiile parametrilor in timp, inclusive durata pana la atingerea valorilor limita. cazul in care se doreste analiza datelor introduse, sau numai a unui anumit paramteru, se acceseaza butonul ANALIZA, obtinandu-se o fereastra, unde se vizualizeaza, cu o culoare inchisa, valorile ce depasesc limitele, precum si analiza gazelor dizolvate in ulei (prin patru metode), inclusiv rata lor de crestere (scadere). De asemenea, se pot vizualiza si evolutiile parametrilor in timp, inclusive durata pana la atingerea valorilor limita. Tot in cazul campului Starea izolatiei se poate vizualiza si starea trecerilor izolate (tipul acestora putandu-se selecta din tipurile introduse). Apoi, ca si in cazurile precedente, se pot vizualiza evolutia parametrilor masurati in timp, precum si buletinul de masuratori corespunzator trecerilor izolate . Softul realizat permite vizualizarea si analiza starii miezului, a schelelor si a pachetelor de tole. Valorile masurate sunt introduse de operator, iar apoi sunt corectate in functie de temperatura si comparate cu valorile limita impuse. In buletinul de masuratori , daca valorile rezultate sunt in afara limitelor impuse, casuta corespunzatoare se va colora, avertizand operatorul. In afara valorilor masurate, conform prescriptiilor in vigoare, softul permite si introducerea rezultatelor unor noi tipuri de masuratori, denumite determinari globale ce arata evolutia RVM (masurarea in timp a tensiunii de restabilire), a CABS (masurarea in timp a curentilor de absorbtie/resorbtie), a nivelului PD (spectrul descarcarilor partiale) si a nivelului de zgomot. Toate aceste evolutii se introduc sub un format corespunzator, putandu-se vizualiza in orice moment. Dupa analiza starii izolatiei, se poate trece la analiza starilor infasurarilor. Valorile masurate ale rezistentelor ohmice se corecteaza in functie de temperatura, astfel incat, in baza de date, valorile rezistentelor corespund acelorasi valori ale temperaturii. Drept urmare, se poate realiza o comparatie intre valorile obtinute pentru diferite masuratori. De asemenea, se poate evidentia evolutia in timp a rezistentelor electrice si se pot calcula erorile: daca acestea depasesc valorile limita, se coloreaza casuta corespunzatoare. Este important de mentionat faptul, ca la fel ca in cazul analizei starii izolatiei, apar pe ecran, dupa accesarea butonului ANALIZA, o serie de mesaje, care avertizeaza operatorul asupra evolutiei valorilor masurate (comparativ cu masuratorile precedente). In continuare, este analizata starea comutatorului de ploturi, prin analiza starii uleiului si a valorilor rezistentelor de comutare. Urmeaza analizarea starii echipamentului de racire, asa cum se observa si in figura 2.71. Se introduc toate datele referitoare la echipamentul de racire (numar grupuri racire, numar de baterii pe grup, numar de pompe de circulatie pe baterie, numar de ventilatoare pe baterie, viteze de circulatie pentru ulei, viteze de circulatie ale aerului). Se pot evidentia grafic vitezele de circulatie ale aerului si uleiului. Dupa introducerea datelor generale se acceseaza fereastra corespunzatoare rezistentelor de izolatie ,unde exista butonul de analiza, ceea ce conduce automat la corectarea valorilor determinate in functie de temperatura si la compararea acestora cu valorile obtinute anterior. Apoi sunt vizualizate valorile masurate ale rezistentelor ohmice si curbele V-A.

Din cele prezentate mai sus rezulta ca, pentru fiecare parametru ales si introdus exista posibilitatea vizualizarii evolutiei acestuia in timp. In cazul monitorizarii starii unei anumite componente a transformatorului (a izolatiei, a infasurarilor etc.) exista posibilitatea tiparirii unui raport (buletin) in care se specifica valorile obtinute, inclusiv daca acestea sunt in afara limitelor stabilite de normele in vigoare. Cu alte cuvinte, fiecare parametru introdus este verificat, iar evolutia lui in timp este controlata. Pe langa cele prezentate mai sus, trebuie mentionat faptul ca se acorda calificative fiecarei componente analizate (fig.2.76), precum si unitatii de transformare, in ansamblul ei, asigurandu-se,atat vizualizarea starii acesteia, cat si si indicarea tipului de mentenanta. De asemenea, se estimeaza durata ramasa de viata, prin monitorizarea parametrilor alesi, prin inregistrarea si evidentierea evolutiei acestora si prin analiza istoriei unitatii de transformare. Pentru fiecare sectiune (izolatie infasurari, ulei electroizolant, treceri izolate, schele-miez, determinari globale, stare infasurari, rezistente infasurari, FRA, comutator ploturi, ulei comutator, rezistente comutator, echipament de racire, transformatoare de current de tip inclus, rezistente de izolatie, rezistente ohmice, curba volt-ampermetrica si pentru alte elemente pentru care exista o casuta aparte) se obtine unul dintre calificativele : FB, B, S, NS. Se efectueaza o evaluare, pe baza careia se acorda un calificativ general : Izolatia infasurarilor : Cazul Riz (se analizeaza valorile parametrului R60) : - daca valorile masurate sunt de cel putin 2 ori mai mari decat valorile limita, atunci calificativul este FB ; - daca valorile masurate iau valori intre 1.3 si pana la de doua ori valoarea limita, calificativul este B ; - daca valorile masurate sunt cuprinse intre valoarea limita si 1.3 orivaloarea limita, calificativul este S ; - daca valorile masurate sunt sub valoarea limita calificativul este NS. Cazul tg : - daca valorile masurate sunt de cel putin 2 ori mai mici decat valorile limita, atunci calificativul este FB ; - daca valorile masurate sunt cuprinse intre 0.5 si 0,75 din valoarea limita , calificativul este B; - daca valorile masurate sunt cuprinse intre 0.75 din valoarea limita si valoarea limita, calificativul este S; - daca valorile masurate sunt peste valoarea limita calificativul este NS.

Uleiul electroizolant :

Pentru analiza gazelor dizolvate in ulei calificativele acordate sunt conform IEEE C-57-1041991 Guide for the interpretation of gases, generated in oil-immersed transformers . Cond 1 functionare normala. Rate de generare [ppm/zi] : < 10 probe luate la 6 luni, continuare functionare; 10 30 probe luate la 3 luni, continuare functionare; > 30 probe luate lunar, trebuie analizata cauza si dependenta de incarcare. Cond 2 nivel gaz inflamabil mai mare decat cel normal. Rate de generare [ppm/zi] : < 10 probe luate la 3 luni, trebuie analiza cauza si dependenta de incarcare; 10 30 probe luate lunar, trebuie analizata cauza si dependenta de incarcare; > 30 probe luate lunar, trebuie analizata cauza si dependenta de incarcare; Cond 3 nivel inalt de descompunere a izolatiei. < 10 probe luate lunar, trebuie analizata starea unitatii si expertizata; 10 30 probe luate saptamanal, trebuie analizata starea unitatii si expertizata; > 30 probe luate saptamanal, trebuie analizata starea unitatii si expertizata; Cond 4 descompunerea excesiva a izolatiei. < 10 probe luate saptamanal, trebuie analizata starea unitatii si expertizata; 10 30 probe luate zilnic, trebuie analizata starea unitatii si expertizata; > 30 probe luate zilnic, trebuie retrasa unitatea din exploatare; Trecerile izolate : Cazul Riz (Rezistentei de izilatie) pentru conexiunea borna HT masa : - daca valorile masurate sunt de cel putin 2 ori mai mari decat valorile limita, calificativul este FB ; - daca valorile masurate iau valori intre 1,3 si pana la de doua ori valoarea limita, calificativul este B ; - daca valorile masurate sunt cuprinse intre valoarea limita si 1,3 ori valoarea limita, calificativul este S ; - daca valorile masurate sunt sub valoarea limita calificativul este NS. Cazul tg pentru conexiunea borna HT masa : - daca valorile masurate sunt de cel putin 2 ori mai mici decat valorile limita, atunci calificativul este FB ; - daca valorile masurate sunt cuprinse intre 0,5 si 0,75 din valoarea limita ,calificativul este B;

- daca valorile masurate sunt cuprinse intre 0,75 din valoarea limita si valoarea limita, calificativul este S; - daca valorile masurate depasesc valoarea limita calificativul este NS. Cazul miezului-schelelor : - calificativul este FB daca valorile rezistentelor de izolatie sunt intre limitele admise, sau calificativul S daca sunt in afara limitelor. Cazul determinarilor globale : Cazul RVM (masurarea in timp a tensiunii de restabilire): - continutul de apa este sub 2 %, calificativul este FB; - continutul de apa este intre 2 si 2.5 %, calificativul este B; - continutul de apa este intre 2.5 si 3 %, calificativul este S; - continutul de apa este peste 3 %, calificativul este NS. Cazul CABS (masurarea in timp a curentilor de absorbtie/resorbtie) : - continutul de apa este sub 1.5 %, calificativul este FB ; - continutul de apa este intre 1.5 si 2 %, calificativul este B ; - continutul de apa este intre 2 si 2.5 %, calificativul este S ; - continutul de apa este peste 2.5 %, calificativul este NS. Cazul PD (spectrul descarcarilor partiale) : - daca nivelul PD este sub 500 pC, calificativul este FB ; - daca nivelul PD este intre 500 pC si 1000 pC, calificativul este B ; - daca nivelul PD este intre 1000 pC si 1500 pC, calificativul este S ; - daca este peste 2000 pC, calificativul este NS. Cazul nivelului de zgomot : - daca nivelul de zgomot este sub 80 dB, calificativul este FB ; - daca nivelul de zgomot este peste 80 dB, calificativul este NS. Starea infasurarilor : Cazul rezistentelor ohmice : - daca eroarea fata de buletinul de fabrica este sub 2 %, calificativul este FB ; - daca eroarea este peste 2 %, calificativul este S ; Cazul FRA (analiza raspunsului de inalta frecventa) : - daca diferentele intre grafice sunt sub 2 %, calificativul este FB ; - daca diferentele sunt peste 2 %, calificativul este S ;Nota. In acest caz se obtin doua calificative care se vor afisa in aceasta fereastra de analiza a starii infasurarilor. Comutatorul de ploturi : - in cazul uleiului electroizolant avem deja modul de evaluare (tabelul 2.2); - in cazul in care sunt pierderi de ulei calificativul este S ; Echipamentul de racire : Cazul rezistentelor de izolatie la pompe si ventilatoare : - daca valorile rezistentelor sunt in interiorul limitelor admisibile, calificativul este FB, iar daca nu functioneaza cel putin un ventilator sau motor atunci calificativul este B ; - daca valorile rezistentelor sunt in afara limitelor, calificativul este S ; cazul neetanseitatilor : - daca nu exista pierderi de ulei, calificativul este FB ; - daca exista pierderi de ulei, calificativul este S ; Transformatoarele de curent de tip indus : cazul rezistentelor de izolatie : - daca valorile rezistentelor de izolatie sunt cuprinse in limtele admisibile, calificativul este FB ;

- daca valorile rezistentelor sunt in afara limitelor, calificativul este S ; cazul rezistentelor ohmice : - daca eroarea fata de buletinul de fabrica este sub 2 %, calificativul este FB ; - daca eroarea este peste 2 %, calificativul este S ; cazul curbelor volt-ampermetrice : - daca eroarea fata de buletinul de fabrica este sub 2 %, calificativul este FB ; - daca eroarea este peste 2 %, calificativul este S ; Vechimea in exploatare : - calificativ FB pentru primii 10 ani de exploatare ; - calificativ B pentru o vechime in exploatare intre 10 ani si durata de exploatare indicata de fabricant ; - calificativ S pentru o vechime in exploatare peste durata de exploatare indicata de fabricant ; - calificativ NS pentru o vechime in exploatare de peste 38 de ani. Pierderi de ulei la cuva : - calificativ FB daca nu exista pierderi de ulei si calificativ S dacaexista pierderi de ulei. Conservator : - daca este etans calificativul este FB, in caz contrar calificativul este S . In total se obtin 12 calificative , pentru fiecare putandu-se afisa modul de acordare si calificativul general al echipamentului de izolatie. Pentru fiecare din cele 14 calificative se acorda note pentru FB 4 puncte, pentru B 3 puncte, pentru S 2 puncte, pentru NS 1 puncte. Se face punctajul total , obtinandu-se calificativul general astfel : - 37 48 puncte : FB; - 25 36 puncte : B; - 13 24 puncte : S; - 0 12 puncte : NS. In functie de calificativul obtinut, se stabileste tipul de mentenanta. In partea dreapta a ferestrei se poate efectua, estimativ, calculul duratei de viata, folosind ca date de intrare temperatura hot spot, umiditatea din hartie (pentru care rezulta o viteza relativa de consumare a vietii, respectiv un factor de accelerare a imbatranirii) si durata de viata a transformatorului. Se cunoaste ca peste 70 % din unitatile de transformare din echipamentul energetic national au durate de functionare de peste 24 de ani. Analizand natura defectelor la aceste unitati de transformare se constata ca cea mai mare rata de defecte se datoreaza starii necorespunzatoare a izolatiei (40 %). Pe baza ponderilor numarului de incidente si luand in considerare si calificativele obtinute la sectiunea Determinare stare echipament, se mentioneaza tipul de mentenanta corespunzator unitatilor de transformare. Natura incidentelor la unitatile de transformare ne conduc la urmatoarea clasificare, evidentiindu-se partea afecatata si procentul corespunzator : starea echipamentului de izolatie trecerile izolate : 40 % ; stare infasurari : 14 % ; stare comutator de reglaj sub sarcina : 10 % ; stare echipament racire : 10 % ; altele (cuva, relee,) : 26 % .

2.5.5. Determinarea gradului de imbatranire Pe baza datelor generale si statistice se determina, in functie de analiza efectuata, rate de defect. Urmeaza analiza din punctul de vedere al sigurantei in exploatare. Analiza rezultatelor impreuna cu probabilitatile de defect din viata unitatii de transformare asigura estimarea duratei de viata a autotransformatorului. Dupa ce s-a determinat starea unitatii de transformare, cu ajutorului softului specializat, se determina gradul de imbatranire a echipamentului de izolatie, tinand cont de curbele de viata (se considera ca materialul si-a pierdut o anumita proprietate, atunci cand marimea aleasa pentru a defini acea proprietate atinge o valoare limita aleasa prin conventie) obtinute in laborator si pe teren. Apoi se obtine factorul de accelerare a imbatranirii in functie de continutul de umiditate, precum si datorita imbatranirii termice. Avand viteza relativa de consumare a vietii datorita temperaturii, luand in considerare si factorul de accelerare al imbatranirii datorita continutului de umiditate din izolatia solida, si tinand cont si de continutul de oxigen in ulei (prezenta lui provocand o noua crestere, de circa 2.5 ori, a vitezei de imbatranire a izolatiei de hartie) putem determina cu exactitate gradul de imbatranire global, precum si durata restanta de viata.

Fig. 2.77. Modelul analizei 2.5.5.1. Viteza relativa de degradare termica a izolatei Durata de viata a izolatiei D, afectata de degradarea datorita temperaturii si in timp, este data de legea Arrhenius . Putem utiliza relatia Montsinger pentru a obtine viteza relativa de consumare a vietii la o temperatura c, in comparatia cu viteza de consumare a vietii la temperatura cr : unde: c este temperatura hot-spot, iar cr este temperatura hot-spot la putere nominala . 2.5.5.2. Viteza relativa de degradare a izolatei datorita variatiei continutului de apa

Fig. 2.78. Curba Fabre Dupa ce s-a determinat starea unitatii de transformare, cu ajutorului monitorizarii off-line se determina si factorul de accelerare a imbatranirii in functie de continutul de umiditate (fig. 2.78). Avand calculata viteza relativa de consumare a vietii datorita temperaturii, luand in considerare si actorul de accelerare a imbatranirii datorita continutului de umiditate din izolatia solida (factor eterminat din curba Fabre) si tinand cont si de continutul de oxigen in ulei (prezenta lui provocand noua crestere, de circa 2,5 ori, a vitezei de imbatranire a izolatiei de hartie) se determina durata amasa de viata pentru fiecare unitate de transformare. Determinarea contintului de umiditate si a gradului de imbatranire a echipamentelor de izolatie constituie un deziderat important in luarea unor anumite decizii in ceea ce priveste acea nitate de transformare si anume : decizia de a nu retrage din exploatare acea unitate de transformare al carui continut de la umiditate din echipamentul de izolatie este cunoscut si se incadreaza sub o anumita limita (de obicei sub 2,5 %) ; decizia de revitalizare a izolatiei unitatilor de transformare - pentru a sti ce metoda de a revitalizare sa se adopte, mai ales in cadrul unitatilor cu echipamente de izolatie imbatranite ; decizia de a stopa revitalizarea echipamentelor de izolatie in cazul celor cu un grad a mare de imbatranire. 2.5.5.4. Determinarea gradului de imbatranire a izolatiei solide si a duratei de viata restante In acest capitol stabilim punctele slabe, cand un anumit parametru depaseste valoarea sa limita, care este durata de exploatare, etc.. 2.5.5.5. Determinarea gradului de imbatranire prin: Factorul de conductivitate Pe langa elementele cunoscute, vom introduce si termenul de factor de conductivitate definit astfel : Kc = (Iabs30-Ires30)/(Iabs60-Ires60) (2.56) unde : Iabs30 este curentul de absorbtie la 30 de secunde; Ires30 este curentul de resorbtie la 30 de secunde; Iabs60 este curentul de absorbtie la 60 de secunde; Ires60 este curentul de resorbtie la 60 de secunde

In functie si de valoarea lui Kc vom determina gradul de imbatranire stiind, din incercarile de laborator ca, Kc are valoarea 1 la hartie noua si 1.4 la hartie cu un grad de imbatranire de 100 %. Gradul de imbatranire determinat prin analiza susceptivitatii este mai mare deoarece este puternic influentata de continutul de apa din hartie. Valoarea gradului de imbatranire determinat cu ajutoru factorului de conductivitate, printr-un raport, elimina influenta contaminantilor din echipamentul de izolatie, si determina gradul real de imbatranire. Continutul de 2-FA Analiza cromatografica a componentelor furanice din ulei (HPLC) se utilizeaza pentru a masura concentratia componentelor furanice (5-hidroximetil 2-furfural, alcool 2-furfurilic, 2furfural si 5-metil 2-furfural) din ulei. S-a gasit, experimental, ca atunci cand concentratia de 2furfural este aproximativ 1,5 mg/l pot apare defecte. O concentratie peste 1 mg/l, de exemplu, indica defect in izolatia solida si supraincalzirea uleiului. HPLC este o metoda esentiala care trebuie inclusa in orice laborator de analize chimice ce deserveste sectorul energetic. Este o metoda care ne indica grdul de imbatranire al hartiei, insa nu este o metoda testata, mai ales pe tipurile de ulei si/sau hartie existente in transformatoarele din SEN. Se determina durata sigura de viata, luand in calcul durata de viata ramasa, probabilitatea de defect, eventualele variatii nedorite ale parametrilor, etc.. Gradul de imbatranire al transformatorului este determinat cu ajutorul factorului de conductivitate, cu observarea si a continutului de 2-furfural. 2.5.6. Estimarea duratei ramase de viata Estimam durata ramasa de viata luand in considerare viteza de imbatranire datorita temperaturii si apei. Apoi, daca se observa ca pentru unul dintre parametrii, valoarea sa depaseste valoarea limita dupa un interval de timp mai mic decat durata de viata estimata, atunci durata estimata de viata va fi acel interval de timp. Cunoscand viteza relativa de consumare (V) a vietii datorita temperaturii, cu ajutorul factorului de accelerare a imbatranirii obtinut din curbele Fabre (fa) se determina durata de viata restanta luand in considerare si imbatranirea datorita apei : Dvr = Dv - V (2.57) Dvr1=Dvr / fa (2.58) unde : Dv - este durata de viata a transformatorului (25 de ani de obicei, dar se va introduce aici valoarea emisa de fabricant); Dvr durata de viata restanta calculata luand in considerare numai imbatranirea termica; Dvr1 durata de viata restanta luand in considerare si imbatranirea datorita apei; Aceasta valoare se va compara cu eventualele perioade dupa care un parametru isi depaseste limita si daca aceasta perioada este mai mare decat durata restanta, atunci totul e ok, iar daca este mai mica, atunci aceasta ramane durata ramasa de viata.

Fig. 2.79.Exemplu de calcul durata ramasa de viata In figura 2.79 este prezentat un exemplu de calcul al duratei ramase de viata a unui transformator de medie putere (25 MVA, 110/20 kV) din 1979. In calcul s-au luat in considerare: - starea transformatorului conform datelor din baza de date (rezistente de izolatie, tangenta unghiului de pierderi, analize ulei, etc.); - temperatura hot spot; - continutul de apa din hartie; - durata de viata garantata de constructor. Asa cum se observa, la o temperatura hot-spot de 850 C rezulta o viteza relativa de consumare a vietii de 0,222 iar la un continut de apa in hartie de 2 %, rezulta un factor de accelerare a imbatranirii de 14,87. Prin urmare, pentru o durata de viata garantata de constructor de 25 ani, rezulta o durata de viata ramasa de 5,59 ani. 2.5.7. Probabilitate de defect Aici se estimeaza probabilitatile de defect, in functie de datele din exploatarea transformatoarelor. 2.5.8. Analiza sigurantei in exploatare In cadrul acestui capitol se determina durata sigura de viata, luand in calcul durata de viata ramasa, probabilitatea de defect, eventualele variatii nedorite ale parametrilor, etc..

3. DETERMINARI EXPERIMENTALE LA SISTEMUL DE MONITORIZARE DIAGNOSTICARE AL TRANSFORMATORULUI 2 STATIA ZIZIN - TRAFO 2 Nume echipament: Transformator 2 110/6 kV, 40 MVA;

Tip Ecipament: TTUS FS; Fabricant: Electroputere Craiova; Seria: 141793; Grupa conexiuni: Ynd 11; Nr. Trepte reglaj: 19; Putere aparenta: Sn = 40 MVA; Tensiunea in primar: 110 kV; Tensiunea in secundar: 6,3 kV; Curentul nominal in primar: 210A; Curentul nominal in secundar: 3500A; Tensiunea de scurtircuit: 10,93 %; Durata de viata: 264 500 h; STATIA STUPINI -TRAFO2 Nume echipament: TRAFO2; Tip echipament: TTUS-FS; Fabric