АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для контроля технического состояния силовых трансформаторов в условиях эксплуатационных воздействий.
Известно «Устройство для прогнозирования расхода ресурса изоляции трансформатора» (Авторское свидетельство СССР №1000937, G01R 31/00, G01R 31/06, 1983 г.), содержащее однофазный счетчик электрической энергии, к потенциальной обмотке которого подключены соединенные последовательно источник питания и задатчик температуры окружающей среды, а к токовой обмотке счетчика подсоединены соединенные последовательно блок набора предполагаемого графика загрузки трансформатора, коммутатор, экспоненциальный преобразователь и усилитель тока. Устройство моделирует тепловой процесс в трансформаторе с помощью электрической схемы, состоящей из RC-цепочек.
Недостатком данного устройства является отсутствие измерения реальных параметров силового трансформатора, а, следовательно, и отсутствие возможности контроля ресурса изоляции трансформатора.
Наиболее близким к заявляемому является «Устройство для мониторинга силовых трансформаторов» (Патент РФ №22428301, Н02Н 7/04. Н02Н 6/00, 2004 г.), принятое за прототип. Действие устройства основано на контроле комплекса рабочих параметров силового трансформатора в реальном масштабе времени и расчете интегральных характеристик силового трансформатора с последующей передачей данных в автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ) и учета электроэнергии (АСУЭ). Устройство содержит модуль контроля ресурса изоляции силового трансформатора, который включает последовательно соединенные блок управления системой охлаждения силового трансформатора и силовой трансформатор, «m» информационных выходов которого подключены к соответствующим «m» входам измерительного блока, блок устройств сбора-передачи данных и управления, компьютер-сборщик, сервер и блок диспетчеризации. Устройство обеспечивает контроль за величинами мгновенных, средних и действующих значений токов и напряжений и температуры в обмотках высокого, среднего и низкого напряжения, температуры окружающей среды, трансформаторного масла на входе и выходе охладителей, температуры, уровня, давления масла, его влажности и концентрации растворенных газов в масле в баках трансформатора и устройства РПН, давления масла в высоковольтных вводах, токов утечки в изоляции.
Недостаток указанного устройства заключается в ограниченных функциональных возможностях, обусловленных мониторингом лишь одного силового трансформатора, и неполным использованием диагностических параметров и воздействующих факторов, описывающих физические процессы в элементах оборудования при воздействии эксплуатационных факторов, что не позволяет достоверно определить ресурс изоляции силового трансформатора, а также в недостаточной надежности ввиду отсутствия резервирования каналов передачи данных.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается, в расширении функциональных возможностей и повышении надежности.
Указанный результат достигается тем, что автоматизированная информационно-измерительная система контроля ресурса изоляции силового трансформатора, содержащая модуль контроля ресурса изоляции силового трансформатора, который включает последовательно соединенные блок управления системой охлаждения силового трансформатора и силовой трансформатор, «m» информационных выходов которого подключены к соответствующим «m» входам измерительного блока, блок устройств сбора-передачи данных и управления, компьютер-сборщик, сервер и блок диспетчеризации, дополнительно содержит рабочие станции, корпоративную сеть и «n» структурно-идентичных локальных информационно-измерительных модулей контроля ресурса изоляции силового трансформатора, в каждом из которых дополнительно введена метеостанция, выходом соединенная посредством однонаправленного канала связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами с (m+1)-м входом измерительного блока, а блок устройств сбора-передачи данных и управления связан посредством однонаправленного канала связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами с выходом измерительного блока и посредством двунаправленных каналов связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами соединен с блоком управления системой охлаждения силового трансформатора, с компьютером-сборщиком, с блоком диспетчеризации и с блоками устройств сбора-передачи данных и управления всех остальных локальных информационно-измерительных модулей контроля ресурса изоляции силового трансформатора, при этом сервер связан посредством двунаправленных каналов связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами по корпоративной сети с рабочими станциями, с блоком диспетчеризации и с компьютерами-сборщиками локальных информационно-измерительных модулей контроля ресурса изоляции силового трансформатора.
На чертеже приведена блок-схема предлагаемой полезной модели.
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
Автоматизированная информационно-измерительная система контроля ресурса изоляции силового трансформатора содержит рабочие станции 1, корпоративную сеть 2, «n» структурно-идентичных локальных информационно-измерительных модулей контроля ресурса изоляции 3 силового трансформатора, каждый из которых включает последовательно соединенные блок управления системой охлаждения 4 силового трансформатора и силовой трансформатор 5, «m» информационных выходов которого подключены к соответствующим «m» входам измерительного блока 6, блок устройств сбора-передачи данных и управления 7, компьютер-сборщик 8, а также сервер 9, блок диспетчеризации 10 и метеостанцию 11, выходом соединенную посредством однонаправленного канала связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами с (m+1)-м входом измерительного блока 6, где m - количество диагностических параметров силового трансформатора 5. Блок устройств сбора-передачи данных и управления 7 связан посредством однонаправленного канала связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами с выходом измерительного блока 6 и посредством двунаправленных каналов связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами соединен с блоком управления системой охлаждения 4 силового трансформатора, с компьютером-сборщиком 8, с блоком диспетчеризации 10 и с блоками устройств сбора-передачи данных и управления 7 (i=l÷n) всех остальных локальных информационно-измерительных модулей контроля ресурса изоляции 3 силового трансформатора. Сервер 9 связан посредством двунаправленных каналов связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами по корпоративной сети 2 с рабочими станциями 1, с блоком диспетчеризации 10 и с компьютерами-сборщиками 8 локальных информационно-измерительных модулей контроля ресурса изоляции 3 силового трансформатора.
Автоматизированная информационно-измерительная система контроля ресурса изоляции силового трансформатора работает следующим образом.
i
i
i
В каждом локальном информационно-измерительном модуле контроля ресурса изоляции 3 силового трансформатора с помощью измерительного блока 6 производится измерение диагностических параметров силового трансформатора 5, а именно:
i
1. токи нагрузки силового трансформатора 5;
2. температура масла в верхней части бака;
3. уровень масла в баке;
4. давление масла в баке;
5. газосодержание масла в баке;
6. влагосодержание масла в баке;
7. температура обмоток;
8. температура масла на входе и выходе системы охлаждения;
9. длительность перегрева обмоток (превышения тока в обмотке над нормируемым значением);
10. температура, влажность, давление наружного воздуха, направление и скорость ветра;
11. интенсивность частичных разрядов (ЧР);
12. токи короткого замыкания;
i
13. напряжения на обмотках силового трансформатора 5;
14. значение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции высоковольтных вводов;
15. давление масла в высоковольтных вводах;
16. емкость изоляции высоковольтных вводов;
17. количество переключений регулятора напряжения под нагрузкой (РПН);
18. температура масла в РПН;
19. давление масла в РПН;
20. уровень масла в РПН;
21. токи двигателей маслонасосов системы охлаждения;
22. токи двигателей вентиляторов системы охлаждения;
23. количество пусков двигателей маслонасосов системы охлаждения;
24. количество пусков двигателей вентиляторов системы охлаждения;
25. соответствие номера контактов РПН их положению при переключениях РПН;
i
26. уровень вибрации обмоток силового трансформатора 5.
i
Посредством метеостанции 11 контролируются атмосферные условия
i
i
Результаты измерений по однонаправленному каналу связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами (например, GSM/GPRS, SMS, радиоканал и т.д.) передаются в блок устройств сбора-передачи данных и управления 7, где систематизируются и по запросу направляются в компьютер-сборщик 8.
i
i
i
Блок устройств сбора-передачи данных и управления 7, воздействуя по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами (например, GSM/GPRS, SMS, радиоканал и т.д.) на блок управления системой охлаждения 4 силового трансформатора, обеспечивает стабилизацию температурного режима силового трансформатора 5, например, за счет регулирования частоты вращения двигателей маслонасосов и вентиляторов системы охлаждения силового трансформатора, а также осуществляет дистанционный контроль функционирования системы охлаждения силового трансформатора.
i
Компьютер-сборщик 8 производит первичный анализ и представление в необходимом табличном и графическом виде полученной информации, после чего направляет ее по двунаправленному каналу связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами и корпоративной сети 2 на сервер 9, где данные архивируются и становятся доступными рабочим станциям 1, а также блоку диспетчеризации 10.
i
Блок диспетчеризации 10 осуществляет оперативный контроль и дистанционное управление «n» локальными информационно-измерительными модулями контроля ресурса изоляции 3 силового трансформатора.
i
i
Рабочие станции 1 осуществляют непосредственно моделирование процессов, происходящих в силовом трансформаторе 5, расчет ресурса его изоляции, а также разработку мероприятий по увеличению срока службы силового трансформатора 5.
i
i
При возникновении предаварийной или аварийной ситуации на силовом трансформаторе 5 блок устройств сбора-передачи данных и управления 7 оперативно передает информацию об этом по двунаправленному каналу связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами непосредственно в блок диспетчеризации 10, что повышает оперативность принятия необходимых мер по недопущению или устранению аварийной ситуации.
i
i
i
Кроме того, возможность обмена данными между блоками устройств сбора-передачи данных и управления 7 различных локальных информационно-измерительных модулей контроля ресурса изоляции 3 силового трансформатора по двунаправленным каналам связи общего доступа с уникальными идентификационными адресами существенно повышает надежность и оперативность доставки информации на сервер 9 в случае неисправности каких-либо каналов связи либо компьютеров-сборщиков 8.
Таким образом, автоматизированная информационно-измерительная система контроля ресурса изоляции силового трансформатора обеспечивает заявленный технический результат - расширение функциональных возможностей и повышении надежности.