IV. Szigetelésdiagnosztikai Konferencia

Átírás

1 IV. Szigetelésdiagnosztikai Konferencia április Szent Orbán Erdei otel, Nagyirtáspuszta Maxiont Kft. részéről Buzánszky Zoltán

2 áttérinformáció - Maxiont Kft 1992-ben alakult től Programma Electric AB képviselője Magyarországon (2001 márciusa óta GE leányvállalat =>) óta a GE anada (Syprotec) hivatalos képviselője Tevékenységi terület A villamos energiaiparhoz kapcsolódóan... Kereskedelem Tervezés Távvezetéki szerelvények gyártása

3 Forgalmazott eszközök Kiemelendő Alkalmazások széles köre Nagykészülékek vizsgálata és felügyelete ordozható mérőműszerek Egymást kiegészítő technológiák Érzékelők Elektronikus hibajelzők Transzformátor felügyeleti rendszer Megszakító monitoring Automatizálás, folyamatirányítás Felhasználói kör Teljes piac Áramszolgáltatók Erőművek rogramma / Syprotec / Mauell termékcsaládjai Szolgálatók széles rétege Az ellenőrzési rendszerek széles választéka

4 GE Power Systems iba megelőzés: A transzformátor on-line monitoring másik oldala

5 ibamegelőzés Az on-line monitoring a transzformátor üzemeltetés egyik kritikus része On-line Monitoring feltétele No Start Elfogadható? 10% Igen Értékelési feltétel Komoly? Nem Yes 2% 90% 8% Ne tegyünk semmit A megszokott megoldások alkalmazása Tegyünk valamit A szükséges műszaki megoldás alkalmazása

6 ibamegelőzés Mit keressünk? ORE RADIATOR OOLING SYSTEM TOP OIL TEMP.

7 Szigetelőolaj 3 lényeges funkció 1. őátvitel 2. Dielektromos szigetelő 3. Szállító közeg...

8 ibamegelőzés Mit keressünk? ORE

9 ibamegelőzés IDROGÉN OLAJ

10 ibamegelőzés METÁN OLAJ

11 ibamegelőzés ETÁN OLAJ

12 ibamegelőzés ETILÉN IDROGÉN OLAJ

13 OLAJ AETILÉN IDROGÉN ibamegelőzés

14 ibamegelőzés YDROGEN

15 ibamegelőzés a a szigetelési rendszert erős terhelés éri, gáz képződik, amely az olajban feloldódik. Az olajban levő gáz a legjobb meghibásodást jelző.

16 Szigetelőolaj letörésekor keletkező gázok ( Gibeault / all / Noirhomme ) YDROGEN 2 GÁZ KÉPZŐDÉSEK METANE 4 ETANE 2 6 ETYLENE 2 4 AETYLENE rences: uval, Electra,133,40 (1990 ). Oommen, Gas Generation in Power Transformers iba hőmérséklet ( )

17 Szigetelőolaj letörésekor keletkező gázok ( Gibeault / all / Noirhomme ) GÁZ KÉPZŐDÉSEK ARBON MONOXIDE O ARBON DIOXIDE O 2 rences: uval, Electra,133,40 (1990 ). Oommen, Gas Generation in Power Transformers

18 ibagáz elemzés (DGA): Egy hatékony eszköz

19 A hibagáz esemény Egy hibagáz vizsgálat olyan, mint egy pillanatfelvétel sak a transzformátor pillanatnyi állapotát mutatja meg A hibagáz vizsgálat nem ad semmilyen garanciát az adott állapotra a következő DGA vizsgálatig

20 DGA A hiányzó kapocs a DGA-k között DGA Adott időpont???? Adott időpont Jelentős változások a transzformátor gázosodásában nincsenek felügyelve nincesnek észlelve

21 DGA DGA Adott időpontban???? ogy biztosítsuk a folytonosságot a hibagáz vizsgálatok között? Adott időpontban

22 A YDRAN Technológia A főbb hibagázok észlelése és felügyelete Főként a 2 -re és O -ra érzékeny Észleli az eltéréseket az alapértékektől Felügyeli a transzformátorban képződő gázokat

23 Felügyeleti lehetőségeink... ibagázokra ydran 201R i On-line hibagáz monitor Több, mint YDRAN világszerte 500 felhasználó 70 országban Megtakarítás: > 200 millió USD nagyobb transzformátor YDRAN Multi 2010 Folyamatos és on-line Acetilén és YDRAN értékek mérése Már bizonyított technológián alapján Transformer Nursing Unit 31 egység világszerte Intelligens on-line rendszer Ellenőrzi a főbb transzformátor paramétereket

24 The YDRAN 201i Rendszer

25 YDRAN 201i Rendszer Transzformátor hibagázok on-line észlelése és felügyelete : Intelligens rendszer, Windows konfiguráció, szoftveres működés (micro-processor alapú) Öndiagnosztika elyi és távlekérdezés számítógéppel álózatba köthetőek 128 érzékelő / hálózatonként

26 MEMBRÁN + V _ JEL 2 O ELLA O 2 2 O

27 YDRAN kijelzés (összetett érték) 187 ppm 100 % idrogén ( 2 ) 18 % Szénmonoxid (O) 8 % Acetilén ( 2 2 ) 1.5 % Etilén ( 2 4 )

28 I/O Modul Kommunikáció ( DB 9) PU Érzékelő

29 YDRAN 201 i Javasolt felszerelési helyek űtő után Olajfeltöltő szelep űtő előtt Leresztő szelep Olajkeringés

30 Tipikus telepítés YDRAN 201 i-1 ontroller YDRAN Ti

31 Összekötő kábel Modem Kommunikáció és hálózat 201i-1 201Ti Összekötő kábel Telefon 201Ti 201Ti 201Ti 201Ti 201i-4 RS 232 Távoli computer GE Energy Services D25, D20, D200 RTU

32 GE Power Systems űködtetési tapasztalatok YDRAN 201i Rendszer 32

33 735 kv - Egy fázisú TR (3)( (2) egyenérték (PPM) Phase Phase A Phase B 1. jelzés Terhelés Lekapcsolás csökkentés YDRAN értékek 2. jelzés 0 2/19/91 3/1/91 3/11/91 3/21/91 3/31/91 4/10/91 4/20/9 NF átvezető, mechanikai hiba következtében

34 735 kv - Egy fázisú TR (3)

35 138/69 kv 150 MVA Felmelegedett és elégett szigetelőpapír a mag és a páncél között Transzformátor lekapcsolás 1000 PPM Villámcsapás YDRAN értékek Megszakító hiba Apr Apr May May-96 8-Jun-96

36 735 / 230 kv PPM YDRAN értékek 100 May-95 Jul-95 Sep-95 Oct-95 Dec-95 Feb-96 Mar-96 May-96 Jul-96 Aug-96 Napi terhelési csúcs 0 A terhelés 500 MW alá van korlátozva

37 YDRAN MULTI 2010 Acetilén Monitor on-line készülék

38 Szigetelőolaj letörésekor keletkező gázok ( Gibeault / all / Noirhomme ) YDROGEN 2 GÁZ ÖSSZETEVŐK METANE 4 ETANE 2 6 ETYLENE 2 4 AETYLENE rences: uval, Electra,133,40 (1990 ). Oommen, Gas Generation in Power Transformers iba hőmérséklet ( )

39 Acetilén Monitor a a transzformátor villamos ívvel együttjáró meghibásodást mutat, egy fontos hibagáz, acetilén, képzödik. Mihelyt ez a veszélyes gáz megjelenik az olajban, biztos, hogy súlyos transzformátor problémák kezdtek el kialakulni és amelyek katasztrófális meghibásodáshoz vezethetnek.

40 MEMBRÁN + V _ JEL 2 O ELLA 2 2 O 2 2 O

41 Acetilén Monitor A YDRAN MULTI 2010 rendszert az alábbi koncentrációk mérésére fejlesztették ki: Acetilén ( 2 2 ) 100% Egy összetett gázérték: idrogén ( 2 ) 100% Szénmonoxid (O) 18% Etilén ( 2 4 ) 1.5% Acetilén ( 2 2 ) 8%

42 Érzékelő fej

43 YDRAN Multi 2010 feladatai Az automatikusan monitorozott adatok gyüjtése, tárolása, feldolgozása és elemzése Acetilén és egyenértékü hidrogén gáz koncetráció valós idejü értékei Távoli adatelérés a felhasználó részére a Windows - alapú YDRAN Multi OST szoftverrel Az elöjelzések és/vagy a jelzések azonnal aktiválódnak mihelyt a mért hibagáz és/vagy acetilén eléri a felhasználó által beállított értékeket. Adattárolás idörendben

44 osszú távú eredmények MVA Transzformátor , ppm Jan 8-Feb 10-Mar 9-Apr 9-May 8-Jun 8-Jul Dátum YDRAN DGA

45 YDRAN Multi 2010 A helyes választás, amikor a transzformátoroknál ivképzödés kialakulására számithatunk. asonló transzformátor tipusnál már ismert katasztrófális meghibásodás.

46 Faraday TNU

47 FARADAY TNU Transzformátor Nursing Unit Ideiglenes alkalmazás új és kritikus/stratégiai transzformátorokhoz

48 FARADAY TNU Transzformátor Nursing Unit Bemenetek On-line a transzformátorról Off-line a felhasználó felöl Olaj mintavevö fej Infra technológia a hét gáz és nedvesség egyes értékeihez 4-20 ma analóg bemenetek Digitális bemenetek

49 FARADAY TNU Transzformátor Nursing Unit Az összes hibagáz és olajnedvesség folyamatos mérése idrogén Szénmonoxid Széndioxid Etilén Acetilén Etán Metán Olajnedvesség-tartalom

50 FARADAY TNU Transzformátor Nursing Unit nline mérésekhez és laboratóriumi DGA-hoz diagnosztika és kiértékelés Kiértékelési és diagnosztikai módszerek IEEE Doernenburg Rogers IE Duval GE

51 Faraday TM TNU TM Müködési elve

52 T R A N S Z F O R M Á T O R T R A N S Z F O R M Á T O R Mintavevö fej YDRAN Érzékelö EO1 ALAP FTIR YDRAN electronika OILSAM I/O RENDSZER REFERENIA RENDSZER Faraday TNU Nursing Unit hátul Nursing Unit elöl Minta meghatározás Gáz eltávolitó elosztó ells

53 Telepités és felszerelés 1 mintavevőfejes rendszer Olaj a transzformátorból a Faraday TM TNU TM laj a Faraday TM NU TM -ból vissza transzformátorba

54 Telepités és felszerelés 1 mintavevőfejes rendszer

55 Faraday TM TNU TM - Olaj mintavétel - Olaj meghatározás - Gáz & nedvesség kivonás - Gáz PPM koncentráció mérés - Nedvesség % telítettség mérés

56 E01 FARADAY TNU compute Faraday TM TNU TM I/O rendszer Földelő sín UPS FTIR

57 fravörös gázmérés Methane Ethane O 2 O Ethylene Acetylene

58 NU összehasonlítása a DGA borral 4 hónapon keresztül Széndioxid /04/97 02/05/97 16/05/97 30/05/97 13/06/97 27/06/97 11/07/97 25/07/97 08/08/97 22/08/97 PPM Tomi DGA idrogén /04/97 02/05/97 16/05/97 30/05/97 13/06/97 27/06/97 11/07/97 25/07/97 08/08/97 22/08/97 PPM Tomi DGA Szénmonoxid /04/97 02/05/97 16/05/97 30/05/97 13/06/97 27/06/97 11/07/97 25/07/97 08/08/97 22/08/97 PPM Metán /04/97 02/05/97 16/05/97 30/05/97 13/06/97 27/06/97 11/07/97 25/07/97 08/08/97 22/08/97 PPM TNU DGA laboratórium

59 Etilén PPM Tomi DGA Etán PPM Tom DGA Acetilén PPM Tomi DGA NU összehasonlítása a DGA borral 4 hónapon keresztül TNU DGA laboratórium

60 Faraday TM TNU TM On-line gáztalanítási monitoring

61 Faraday TM TNU TM Acetilén monitoring kis PPM értékeknél

62 TRANSZFORMÁTOR MŰKÖDTETÉS Manitoba ydro esettanulány : Dorsey alállomás T21A és T21 transzformátorok

63 FARADAY TNU Manitoba ydro esettanulány Manitoba ydro munkatársai YDRAN hibajelző monitorokat telepítettek a főbb transzformátoraikra végén, hibajelzések érkeztek a T21A és T21 transzformátoroktól. A transzformátor kivizsgálás több hibatípust mutatott ki.

64 230 kv VD 161 MVA 1 fázis PPM YDRAN értékek Transzformátor lekapcsolás 0 Aug-96 Olaj kezelés Beruházás Oct-96 Dec-96 Jan-97 Mar-97 Apr-97

65 ARADAY TNU Manitoba ydro esettanulány 1997 április: Faraday rendszert telepítettek a T21A transzformátoron T21A meghibásodás jeleit mutatta és állandóan növekvő gázkoncentrációt A később végrehajtandó transzformátorcserének és a hiba jellegének köszönhetően a T21A üzemben volt tartható On-Line gáztalanítással. A Faraday Rendszer Monitoring engedélyezte a T21A további működtetését.

66 ARADAY TNU Telepítés 21A 161 MVA / 230 kv transzformátor Mintavevő fej YDRAN

67 FARADAY TNU Alkalmazás

68 ARADAY TNU Élettartam felügyelet azdasági indoklás: Veszélyes működtetés felügyelete: Személyi biztonság Környezetvédelem A napi kétszeri DGA költségeinek megtakarítása (7 nap/hét 4 hónapig ~ 500$/nap) Nem volt szükség a kezelőszemélyzet közbelépésére Folyamatos bevétel ~80,000 $/nap Több, mint 32 hónap élettartam hosszabbodás

69 ARADAY TNU Élettartam felügyelet övetkeztetés: anitoba ydro tapasztalatai alapján: asználjunk már bizonyított YDRAN technológiát a 2 és O gázképződés felügyeletére a és amikor szükséges, használjuk a Faraday TNU-t az ideiglenes és kritikus

70 GE Power Systems Transzformátor élettartam felügyelet A papír

71 Transzformátor élettartam felügyelet Szigetelés öregedés EGY transzformátor összetevőnek van csak NEMvisszafordítható élet karakterisztikája Szilárd szigeteiő (cellulóz) csak gyengülhet A szigetelési rendszer az élettartam alatt várható terhelés elviselésére van tervezve. A cellulóz élettartamát befolyásoló tényezők: ő Papír nedvességtartalom Az olaj oxigéntartalma A fenti tényezők nyomonkövetéséhez szükséges a felügyelet

72 Transzformátor élettartam felügyelet A papír öregedése visszafordíthatatlan

73 Transzformátor élettartam felügyelet PAPÍR ÖSSZETEVŐK 2 O O 2 O GLÜKÓZ molekula O O O O O O 2 O O O O O ELLULÓZ

74 Transzformátor élettartam felügyelet Polimerizációs szám (DPv) A DPv egy láncban levő glükózmolekulák számának egy átlagértéke Új papír: egység/lánc, DPv = a a papír DPv-je lecsökken 200-ra, akkor az törékennyé válik és nem lesz képes elviselni a működési behatásokat

75 Transzformátor élettartam felügyelet Papír A papír állapota a transzformátor életének a végét határozza meg.

76 Transzformátor élettartam felügyelet Papír lebomlás őhatás okozta öregedés Víz okozta öregedés Oxidáció Az öregedés bontja a cellulózláncot, csökkenti a polimerizációt és a papír mechanikai jellemzőit

77 Transzformátor élettartam felügyelet Papír öregedése hőmérséklettől őmérséklet (Normál öregedés) Szabad glükóz Víz O, O 2 Furán: olajban oldható őmérséklet > 300 (ibaállapot) Víz, O + O 2

78 Transzformátor élettartam felügyelet 2 O O O O O O

79 Transzformátor élettartam felügyelet 2 O O O O O O O

80 Transzformátor élettartam felügyelet 2 O O O O O O O + O

81 Transzformátor élettartam felügyelet O + 2 O O O O O O O + O

82 Transzformátor élettartam felügyelet O + 2 O O O O O O O + O + O

83 Transzformátor élettartam felügyelet 2 O O O O O O O + O + O + O + O O

84 Transzformátor élettartam felügyelet PAPÍR ÖREGEDÉSE ŐMÉRSÉKLETI FÜGGÉS Polimerizációs szám DPv Idő (évek)

85 Transzformátor élettartam felügyelet Papír oxidációja a oxigén jelenik meg a transzformátorban, az olaj és a papír az oxidáció miatt kezd el öregedni. Papír oxidációja víz, O és O2 képződéssel jár. Az oxigén gyorsítja az papír öregedését 2,5-esen a szabad lélegzésű típusú transzformátorok esetén (IEEE öregedési modell)

86 Transzformátor élettartam felügyelet Víz okozta papír öregedés Víz: A transzformátor legrosszabb ellensége Könnyű mérni De nehéz értelmezni A víz befolyásolja: Öregedés mértékét Maximális működési hőmérsékletet Olaj dielektromos kapacitását

87 Transzformátor élettartam felügyelet PAPÍR ÖREGEDÉSE NEDVESSÉGTŐL FÜGGÉS Aging Factor for Kraft Paper (IEEE) % 4% 3% Winding ot Spot 2% 1% IEEE Kraft 0.5% Water

88 Transzformátor élettartam felügyelet nedvesség alakulása a transzformátorban egy komplex folyamat: Az adott vízmennyiség a papír és az olaj között cserélődik ki. A papír nagy affinitással bír a vízzel szemben Az olaj kis affinitást mutat a vízzel szemben A magas hőmérséklet vízképződést okoz

89 Transzformátor élettartam felügyelet időszaki mérések hagyományos módszere, éves 1-2 alkalom- nem ad kielégítő választ: Egy adott transzformátornál, az olaj nedvességtartalmának változására, mely a terhelési állapot változtatásával gyorsan változhat

90 Transzformátor élettartam felügyelet időszaki mérések hagyományos módszere, éves 1-2 alkalom- nem ad kielégítő választ: Az olaj nedvességszintjének állandó változására Tekercshőmérséklet függvénye Olaj állapotának függvénye Terhelés függvénye

91 Transzformátor élettartam felügyelet sak az olaj nedvességszintjének folyamatos n-line mérése adhat tiszta képet a valós llapotokról asznos lenne, ha az olaj nedvességtartalmának érését össze lehetne hasonlítani a működési eltételekkel.

92 Transzformátor élettartam felügyelet iszámítási algoritmusok használatával az olaj edvességtartalom, a terhelés, a terhelés alakulása s a tekercshőmérséklet szükséges a megfelelő nformációkhoz való hozzájutáshoz. z a AQUAOIL TM 400 Olajnedvesség analizátor és FARADAY TM TMS vagy FARADAY TM tmedi gyüttes használatával lehetséges, ezáltal egy endkívül hatékony online kiértékelő rendszer aphatunk.

93 Transzformátor élettartam felügyelet Öregedés számítása A pontos öregedési faktor számításához To feltétlenül ismernünk kell a papír nedvességtartalmának értékét valamint a tekercs melegedési pontját ot Spot nedvesség a Legkritikusabb mert az befolyásolja a Maximális Öregedést. A ot Spot nedvesség szintet a legjobban az On-Line Monitoringgal és az On-Line Modellekkel kaphatjuk meg.

94 Transzformátor élettartam felügyelet Öregedési Modell AQ 400 Felső Terhelés ot-spot számítás ot-spot nedvesség xigén Öregedés %-os a víz papírban

95 The YDRAN M2

96 YDRAN M2 YDRAN M2 Egyesíti a YDRAN hibagázmérést ( 2 )100% + (O) 18% + ( 2 2 ) 8% + ( 2 4 ) 1.5% PLUSZ! Olajnedvesség tartalom mérést

97 YDRAN M2 A YDRAN M2 egy értékes eszköz a következő veszélyes körülmények jelzésére: - Főbb hibagázok ( 2 + O) keletkezésének on-line felügyelete a szigetelési rendszer letörésekor (olaj és/vagy papír)

98 YDRAN M2 Nedvesség behatolást a transzformátorb (a lélegző rendszeren vagy az átvezető szigetelő vízzáróján keresztül). Ideiglenesen nagy relatív páratartalom kialakulása a hűtési ciklus alatt. A papír öregedés abnormális változását a transzformátorban jelen levő nedvessé tartalom növekedésének észlelésével.

99 YDRAN M2 Max. 4x I/O (4-20ma) beállítási lehetőség Terhelési áram Felső hőmérséklet Fokozatkapcsoló állása Fokozatkapcsoló hőmérséklet

100 YDRAN M2 Biztosított továbbá 4 analóg I/O (4-20ma) egyéb érzékelők számára Egy szelepre kell telepíteni 10 percnél rövidebb mérési intervallumok. Nincs benne szivattyú vagy mozgó alkatrész a hosszútávú megbízhatóságért és nincs járulékos apparátus, ezzel csökkentve a telepítés költségeit és a szivárgás veszélyét. Felhasználóbarát szoftver adatmegjelenítésre és beállításokra (jelzés szintek stb )

101 YDRAN M2 Könnyű felszerelés (6kg), egy szelep (1.5 )

102 YDRAN M2 Javasolt felszerelési helyek űtő után Olaj feltöltő szelep űtő előtt Leeresztő szelep Olajkeringés

103 YDRAN M2 A YDRAN ost M2 szoftver

104 YDRAN M2 YDRAN ost M2 Grafikus megjelenése

105 GE Power Systems Transzformátor On-Line Monitoring

106 Jelenlegi gyakorlat áttér A transzformátor tulajdonosok mindig szeretnék optimálisan kihasználni az adott transzformátor lehetőségeit és növelni annak hasznos várható élettartamát.

107 Két irányú kötélhúzás agyobb elosztói rhelések övekvő átviteli nzakciók iztonságosabbá tétel agy megbízhatóság avítási költségek csökkentése eghibásodás után -Öregedő készülék -sökkenő karbantartás költségek -Tapasztalt kollégák elvesztése

108 Túl sok adat??

109 FARADAY TMS Transzformátor kulcsparamétereinek monitorozása Valós idejű hálózati alkalmazás (Modbus) PL-alapú Adatgyűjtés (valós-idejű)

110 FARADAY TMS Modell számítások (periódikus) űtésvezérlő rendszer (2 stage) A transzformátoron levő érzékelők adainak gyűjtése és az információ feldolgozása Előjelzések és alarmok a felhasználók felé Diagnosztikát és teendőket javasol

111 Faraday TM TMS TM Modellek Tartály Látszólagos teljesítmény (MVA) Tekercs ot Spot Model Szigetelés Öregedése (IEEE + IE) űtésvezérlés űtési hatékonyság Nedvesség analízis Nedvesség analízis Bubbling hőmérsékleti modell Bubbling Safety margin Model Off-line modellek Oldott gáz analízis (DGA) Terhelés alakulása Fokozatkapcsoló OLT hőmérséklet Model OLT állásjelző OLT Motornyomaték Összegző információk Transzformátor állapot Egyéni megjelenítések Napi változások Speciális érzékelők Részleges kisülés monitoring Átvezető szigetelő monitoring

112 iagnosztikai odellek Buchholz relé Környezeti hőmérséklet Szivárgási áram Terhelési áram Felső olajhőmérséklet Ventillátor Áramok Szivattyú Nedvesség Alsó hőmérséklet Oldott gáz: YDRAN Fokozatkapcsoló állása Fokozatkapcsoló hőmérséklete

113 FARADAY TMS Kommunikációs opciók Direct Modbu kapcsol Web P server Real time Router / tűzfal Felhasználó Internet Web Felhasználó helyi Ethernet vagy Modbus + hálózat Felhasználó Gyors adatgyűjtés Modem

114 Maxiont Kft. Köszönöm a figyelmet! Látogassa meg honlapunkat: