Systém pro online diagnostiku transformátorů a zpracování oleje TOR-5
Diagnostický režim
Technologie GlobeCore pro diagnostické vyhodnocování stavu transformátorů je založena na měření vybraných parametrů pomocí senzorů, výpočtu dalších důležitých parametrů a přenosu všech výsledků ke koncovému uživateli.
Interpretace výsledků online měření parametrů transformátoru je dostupná ve webové aplikaci. Vždy vidíme, v jakém rozmezí jsou naměřené a vypočítané hodnoty. Ale kritické poškození se může vyvinout během několika dnů a hodin, a pokud je zhoršení parametrů pozorováno v den pracovního klidu nebo je transformátor velmi daleko, možná nikdy nedojde k výměně za účelem čištění a sušení oleje. Speciálně pro takové případy je jednotka TOR-5 vybavena systémem pro sušení a filtraci izolačního oleje. Když parametry transformátoru dosáhnou hodnot nastavených operátorem, TOR-5 se automaticky přepne z režimu diagnostického vyhodnocení do režimu filtrace a sušení izolačního oleje.
Monitorovací technika GlobeCore je založena na využití relativní vlhkosti izolačního oleje. Voda se do transformátoru může dostat z okolního prostředí, například v důsledku netěsností těsnění; proto systém TOR-5 měří pomocí senzorů jednou za minutu, 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, následující parametry:
- teplota horní a spodní hladiny oleje transformátoru;
- aktivní voda (aw) v horní a spodní hladině oleje transformátoru;
- relativní vlhkost horní a spodní hladiny oleje transformátoru;
- teplota okolního vzduchu;
- relativní vlhkost okolního vzduchu.
Jako indikátor poruchy transformátoru se navíc používá velmi přesný senzor vodíku. Vodík vzniká v ropě jako jeden z prvních plynů již při teplotě 150 stupňů Celsia a tvoří až 59 % všech plynů uvolněných při rozkladu molekul ropy. Proto je obsah tohoto plynu v izolačním oleji spíše informativním parametrem pro diagnostické hodnocení možných poruch transformátoru, zejména vznikajících částečných výbojů. Při částečných výbojích v oleji se nejslabší uhlovodíkové vazby přerušují ionizací s akumulací vodíku.
Všechna naměřená data jsou přenášena přes internet na cloudový server pomocí vysokorychlostního routeru. Router obsahuje specializovaný software provozovaný v prostředí Linux. Tento software přijímá několik analyzovaných parametrů ze senzorů přes protokol Modbus/RS485 a přenáší je pomocí protokolu HTTPS. Router je připojen k internetu prostřednictvím jakékoli mobilní sítě 2G/3G/LTE dostupné v místě zařízení.
Na cloudovém serveru se další parametry počítají pomocí speciálních vzorců a poskytují úplnější informace o stavu transformátoru:
- obsah vody v horní a spodní hladině oleji transformátoru;
- obsah vody v pevné izolaci na horní a spodní hladině transformátoru;
- průrazné napětí oleje;
- index kvality oleje.
Množství informačních parametrů dostupných v systému TOR-5 je tedy díky použití výpočtových algoritmů větší než množství instalovaných senzorů. Více parametrů umožňuje jít nad rámec jednoduchého hodnocení obsahu vody v transformátoru a přistoupit k posouzení různých rizik spojených s přítomností vody v olejové a papírové izolaci.
Režim sušení a filtrace oleje
V tomto režimu je olej odebírán ze dna transformátoru; dále je postupně čerpán přes filtr s jemností filtrace deset mikronů a tři adsorbéry (sorpční patrony), z nichž každý obsahuje 15 kilogramů hlinitokřemičitanového sorbentu sestávajícího z granulí s mikroporézní strukturou. Pomocí filtru jsou z oleje odstraněny mechanické nečistoty a hlinitokřemičitanový sorbent absorbuje a zadržuje molekuly vody ve svých krystalech. Poté je čistý a suchý olej přiváděn do horní části nádrže transformátoru. Proces pohlcování a zachycování vody nevyžaduje zahřívání oleje a probíhá se stejnou účinností bez ohledu na teplotu. Rychlost čerpání je 30 litrů za hodinu a olej se zpracovává bez odpojení transformátoru, bez ohledu na denní dobu, povětrnostní podmínky nebo přítomnost personálu údržby.
Po návratu parametrů oleje do normálu se jednotka TOR-5 automaticky přepne zpět z režimu filtrace a sušení oleje do režimu sledování parametrů.
Vzhledem k tomu, že voda v transformátoru je ve stavu neustálé migrace z oleje do papírové izolace a naopak, cirkulace oleje přes adsorbéry umožňuje odstranění vody nejen z oleje, ale i z papírové izolace. Díky systému TOR-5 tak zůstává transformátor po celou dobu životnosti suchý.
Standardní sestava
Standardní kompletní sada systému TOR-5 obsahuje:
- sekce monitorování parametrů transformátoru (dva senzory pro měření vlhkosti a aktivní vody, vodíkový senzor, horní senzor teploty oleje, senzor relativní vlhkosti a okolní teploty, ohřívač pro vytváření teplotního rozdílu mezi vstupním a výstupním olejem, vysokorychlostní směrovač);
- úsek zpracování transformátorového oleje (tři patrony sorbentu, přečerpávací čerpadlo, tlakový senzor pro sledování míry zanášení filtru, elektronický olejoměr, plovákový snímač úniku oleje ve vaničce, snímač hladiny oleje v nádrži transformátoru);
- webová aplikace, která je hostována v cloudové službě nebo na virtuálním serveru v prostředí Linux. Webová aplikace přijímá data z jednotek TOR-5, shromažďuje je v databázi, provádí potřebné výpočty a poskytuje uživateli v reálném čase počáteční parametry získané ze senzorů a parametry vypočítané pomocí vzorců.
Systém TOR-5 se připojuje k transformátoru pomocí hadic nebo potrubí. Spojení provede jedna osoba přes rychlospojky camlock za pár minut. Možné je i připojení k žebrům chladiče. TOR-5 lze připojit k jakémukoli olejovému transformátoru bez ohledu na značku a životnost.
|
Položka |
Hodnota |
| Výkon, L/h |
30 |
| Množství adsorbované vody, L |
9 |
| Množství sorbentu v jednom adsorbéru, kg |
21 |
| Výstupní tlak, bar |
2 |
| Výška přívodu oleje vzhledem k výstupní armatuře, m |
20 |
| Požadovaný příkon, kW, max. |
1 |
| Parametry napájení | |
| Připojení |
3P+N+PE |
| Napětí, V |
380 |
| AC s frekvencí, Hz |
50 |
| Parametry pro připojení oleje | |
| – přívod oleje, DN |
20 |
| – výstup oleje, DN |
20 |
| Rozměry, max. | |
| – délka, mm |
1 180 |
| – šířka/šířka včetně pomocného rámu, mm |
350 / 550 |
| – výška/výška včetně pomocného rámu, mm |
2 035 / 2 085 |
| Hmotnost, kg, max. |
500 |
- Relativní nízká cena systému. Cena nových transformátorů a ztráty způsobené havarijním selháním provozních transformátorů dosahují stovek tisíc až milionů korun. A náklady na systém TOR-5 tvoří pouze malou část těchto nákladů, což činí jeho nákup a používání výhodnou investicí.
- Systém řeší tři požadavky: online monitorování důležitých parametrů transformátorů, filtrování a sušení izolačního oleje a také rychlé informování uživatele o jeho provozu a provozu transformátoru.
- Systém TOR-5 je vhodný pro servis nových i starých olejových transformátorů i víceúčelových transformátorů.
- Kompaktní – systém se skládá z minimálního počtu komponent potřebných pro efektivní provoz, které jsou umístěny v jediném pouzdře o délce 115 centimetrů, výšce 208 centimetrů a šířce 35 centimetrů.
- Životnost systému je úměrná životnosti transformátoru díky spolehlivé ochraně všech komponentů před poškozením a atmosférickými srážkami.
- Pohodlné používání webové aplikace. Webová stránka zobrazuje seznam rozvoden a transformátorů pro každou rozvodnu. Součástí programu je i zobrazení transformátorů v mapě se znázorněním měření a výpočtů ve formě grafů a tabulek. Výběrem objektu, po instalaci systému TOR-5 v blízkosti transformátoru, lze získat kompletní informace o stavu oleje po celou dobu provozu, nebo po zvolený časový úsek.
- Snadné připojení. Po přípravné fázi trvá připojení systému k transformátoru několik minut.
- Olej se zpracovává automaticky bez odpojení transformátoru.
- Vzdálené monitorování. I na dovolené se může vedoucí energetického podniku nebo zaměstnanec servisního úseku přihlásit do systému z libovolného místa či pracoviště a seznámit se se stavem transformátorového parku, aniž by čekal na laboratorní výsledek a odjížděl na místo provozu zařízení.
Úplnější informace a hodnocení dynamiky změny stavu transformátoru. Díky průběžnému sběru dat lze hodnotit dynamiku změny stavu transformátoru, což činí systém TOR-5 pružnějším ve srovnání s periodickými laboratorními analýzami
- Prodloužená životnost nových transformátorů na desítky let. U starších transformátorů umožňuje systém TOR-5 na základě dynamiky stárnutí oleje určit, kdy je nutné provést opravu nebo včas vyřadit zařízení z provozu, aby se předešlo havárii.
- Prodloužená doba mezi údržbou transformátorů díky preventivnímu zpracování izolačního oleje.
- Úspora peněz díky ukončení používání laboratorních analýz při získávání úplnějších a okamžitých informací o stavu transformátoru.
- Snížení nákladů na pojištění transformátorů. Pravděpodobnost poruchy transformátoru vybaveného systémem TOR-5 je podstatně nižší než u transformátoru, který není tímto systémem vybaven. V takových případech je pojištění obvykle levnější.
- Snížení počtu zapojených kvalifikovaných pracovníků (odborníci na odběr vzorků, zaměstnanci laboratoří, provozovatelé jednotek pro filtraci a sušení izolačních olejů atd.).
- Ochrana životního prostředí. Selhání transformátoru způsobí ekologickou katastrofu v důsledku úniku, požáru a dokonce i výbuchu. Systém TOR-5 od společnosti GlobeCore umožňuje vyhnout se těmto situacím a zabránit znečištění životního prostředí spojenému s havarijními stavy transformátorů.