MONITORING SYSTEM FOR POWER TRANSFORMERS IN DISTRIBUTION NETWORKS

Similar documents
Port Community System

SIMPLE PAST TENSE (prosto prošlo vreme) Građenje prostog prošlog vremena zavisi od toga da li je glagol koji ga gradi pravilan ili nepravilan.

CJENIK APLIKACIJE CERAMIC PRO PROIZVODA STAKLO PLASTIKA AUTO LAK KOŽA I TEKSTIL ALU FELGE SVJETLA

AMRES eduroam update, CAT alat za kreiranje instalera za korisničke uređaje. Marko Eremija Sastanak administratora, Beograd,

PROJEKTNI PRORAČUN 1

RAZVOJ SUSTAVA MOTRENJA RASKLOPNOG POSTROJENJA REAL-TIME DIAGNOSTICS OF HIGH-VOLTAGE SWITCHGEAR

ANALIZA PRIMJENE KOGENERACIJE SA ORGANSKIM RANKINOVIM CIKLUSOM NA BIOMASU U BOLNICAMA

Biznis scenario: sekcije pk * id_sekcije * naziv. projekti pk * id_projekta * naziv ꓳ profesor fk * id_sekcije

BENCHMARKING HOSTELA

ISKUSTVA KOD PRIJELAZA RADA KABELSKE MREŽE S 10 kv NA 20 kv. EXPERIENCES BY REPLACEMENT WORKING ON CABLE LINES FROM 10 kv TO 20 kv

Podešavanje za eduroam ios

SAS On Demand. Video: Upute za registraciju:

PROBLEMI U ELEKTROENERGETSKOM NAPAJANJU TUNELA SVETI ROK PROBLEMS ASSOCIATED WITH POWER SUPPLY OF SVETI ROK TUNNEL

Bušilice nove generacije. ImpactDrill

U INKOVITOST UPRAVLJANJA DOBAVNIM LANCEM PRIMJENOM METRIKE EFFICIENCY OF SUPPLY CHAIN MANAGEMENT WITH THE USE OF METRICS

TEHNIĈKO VELEUĈILIŠTE U ZAGREBU ELEKTROTEHNIĈKI ODJEL Prof.dr.sc.KREŠIMIR MEŠTROVIĆ POUZDANOST VISOKONAPONSKIH PREKIDAĈA

CJENOVNIK KABLOVSKA TV DIGITALNA TV INTERNET USLUGE

JEDINSTVENI SUSTAV DALJINSKI O ITAVANIH MJERNIH MJESTA HEP-ODS-a IMPLEMENTED HEP-ODS REMOTE AUTOMATED METER READING SYSTEM

KONCEPT MENADŽMENTA STANJA SAVREMENIH VAZDUHOPLOVNIH MOTORA VISOKIH PERFORMANSI

ZAKON O OP IM USLOVIMA ZA ISPORUKU ELEKTRI NE ENERGIJE

Uvod u relacione baze podataka

Nejednakosti s faktorijelima

UNIVERZITET U BEOGRADU RUDARSKO GEOLOŠKI FAKULTET DEPARTMAN ZA HIDROGEOLOGIJU ZBORNIK RADOVA. ZLATIBOR maj godine

SOX XX PRAĆENJE OPTEREĆENJA DISTRIBUCIJSKIH TRANSFORMATORA

Eduroam O Eduroam servisu edu roam Uputstvo za podešavanje Eduroam konekcije NAPOMENA: Microsoft Windows XP Change advanced settings

3. Obavljanje ulazno-izlaznih operacija, prekidni rad

TRAJANJE AKCIJE ILI PRETHODNOG ISTEKA ZALIHA ZELENI ALAT

Upotreba selektora. June 04

MENADŽMENT INDUSTRJSKOG ODRŽAVANJA

MINISTARSTVO ZAŠTITE OKOLIŠA I PRIRODE. Izrada nisko-uglji ne strategije razvoja -sektorska radionica - poljoprivreda.

Ra unovodstveni informacijski sustavi - RIS

DANI BRANIMIRA GUŠICA - novi prilozi poznavanju prirodoslovlja otoka Mljeta. Hotel ODISEJ, POMENA, otok Mljet, listopad 2010.

KAPACITET USB GB. Laserska gravura. po jednoj strani. Digitalna štampa, pun kolor, po jednoj strani USB GB 8 GB 16 GB.

SO1 08. DISTRIBUTIVNI TRANSFORMATOR 400 kva PUNJEN VEGETABILNIM ULJEM

Prijedor, october 2011, Preceded by a study trip to Jasenovac, Donja Gradina and Vukovar, october 2011

SOCIAL ENTREPRENEURSHIP IN CROATIA

GRUPA: PROPLIN d.o.o. PJ METKOVI

ODRŽAVANJE SREDNJONAPONSKIH NADZEMNIH VODOVA GRA ENIH UZ PRIMJENU SREDNJONAPONSKOG UNIVERZALNOG KABELA

STRUČNA PRAKSA B-PRO TEMA 13

STANJE RAZVOJA TIS I GIS PROJEKTA U ELEKTROPRIMORJU RIJEKA PRESENT STATE OF TIS AND GIS PROJECT AT ELEKTROPRIMORJE RIJEKA

Kooperativna meteorološka stanica za cestovni promet

GRUPA: PROPLIN d.o.o. PJ P U L A

KABUPLAST, AGROPLAST, AGROSIL 2500

VELEU ILIŠTE U KARLOVCU STROJARSKI ODJEL SPECIJALISTI KI DIPLOMSKI STRU NI STUDIJ STROJARSTVA

INTEGRACIJA APLIKACIJA ZA OPERATORA DISTRIBUCIJSKOG SUSTAVA INTEGRATION OF APPLICATION FOR DISTRIBUTION SYSTEM OPERATOR

Ra unovodstveni informacijski sustavi - RIS

DISTRIBUCIJSKI PODZEMNI KABELI KAO POJEDINA NI IZVORI ELEKTROMAGNETSKOG POLJA

Energetska obnova pročelja. Tonći Marinović Regionalni prodajni predstavnik

DC MILIAMPERSKA MERNA KLJESTA,Procesna merna kljesta KEW KYORITSU ELECTRICAL INSTRUMENTS WORKS, LTD. All rights reserved.

IZDAVANJE SERTIFIKATA NA WINDOWS 10 PLATFORMI

REGULATING DISTRIBUTION TRANSFORMER

DIJAGNOSTIČKE METODE I KRITERIJI ZA OCJENU ELEKTROMEHANIČKOG STANJA ASINKRONOG STROJA

ANALIZA PRIKUPLJENIH PODATAKA O KVALITETU ZRAKA NA PODRUČJU OPĆINE LUKAVAC ( ZA PERIOD OD DO GOD.)

RANI BOOKING TURSKA LJETO 2017

PRIMJENA INŽENJERSKE GEODEZIJE U VISOKOGRADNJI

LJUDSKI FAKTOR - NAJVAŽNIJI ELEMENT ORGANIZACIJSKE STRUKTURE

prese presses proizvedene u kija-inoxu made by kija-inox

PARAMETRI KOJE TREBA RAZMOTRITI PRILIKOM IZRADE PROJEKTNE DOKUMENTACIJE I IZVO ENJA NA TERENU PROJEKTA DISTRIBUCIJE SN/NN

1. Instalacija programske podrške

PRAVILA ZA STATUTARNU SERTIFIK ACIJU JAHTI

A TI,DIOS (You Are God) œ œ. œ œ œ œ. œ. œ. œ. Dios, Dios, God, we ac -

Idejno rješenje: Dubrovnik Vizualni identitet kandidature Dubrovnika za Europsku prijestolnicu kulture 2020.

A TI,DIOS (You Are God) INTRO South American Dance (q = ca. 80) Dm. œ œ. œ # œ œ œ œ. œ. œ. œ œ. j J œ. œ œ œ œ œ œ œ. ba - mos; you; All

ECONOMIC EVALUATION OF TOBACCO VARIETIES OF TOBACCO TYPE PRILEP EKONOMSKO OCJENIVANJE SORTE DUHANA TIPA PRILEP

E O SIGURNOSTI SKLADI TE SOLIN ZA LOKACIJE SVETI KAJO I VRANJI KO BLATO VERZIJA NAKON OCJENE MINISTARSTVA ZA TITE OKOLI A I PRIRODE

Interdisciplinarna strategija nulte emisije stakleni kih plinova za integrirani održivi razvoj otoka Krka, Hrvatska

CRNA GORA

Statement by the Board of the Millennium Ecosystem Assessment

RASPOLOŽIVOST I RIZIK RADA VJETROELEKTRANA

SUSTAV MONITORINGA VISOKONAPONSKOG RASKLOPNOG POSTROJENJA - RAZVOJ, MONTAŽA I PROBNI RAD

ABC METODA 3 ADEKVATNA TEHNIKA U REFORMI SUSTAVA FINANCIRANJA VISOKOGA OBRAZOVANJA?

Sadržaj.

IZAZOVI TURISTI KE TRANSAKCIJE: PRE- TVARANJE ISKUSTVENOG KAPITALA SA PU- TOVANJA U ZEMLJU AMIŠA U PENSILVANIJI U REALAN DRUŠTVENI UTICAJ

METALOM OKLOPLJENI I PLINOM IZOLIRANI KOMPAKTNI SKLOPNI MODULI ZA GRADNJU ELEKTRI NIH SKLOPNIH POSTROJENJA SREDNJEG NAPONA

KLASTER ANALIZA USPJEHA STUDENATA NA FAKULTETU INFORMACIJSKIH TEHNOLOGIJA U MOSTARU

GUI Layout Manager-i. Bojan Tomić Branislav Vidojević

REGISTAR MUZEJA, GALERIJA I ZBIRKI U REPUBLICI HRVATSKOJ SUO AVANJE S RAZLI ITIM POTREBAMA KORISNIKA

POSLOVNE STATISTIKE. Istat PLANIRANJE NOVIH STRUKTURNIH POSLOVNIH ISTRAŽIVANJA U BOSNI I HERCEGOVINI ISSN Metodološki dokument

TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU ELEKTROTEHNIČKI ODJEL Prof.dr.sc.KREŠIMIR MEŠTROVIĆ POUZDANOST VISOKONAPONSKIH RASTAVLJAČA I ZEMLJOSPOJNIKA

Ulazne promenljive se nazivaju argumenti ili fiktivni parametri. Potprogram se poziva u okviru programa, kada se pri pozivu navode stvarni parametri.

MINISTRY OF THE SEA, TRANSPORT AND INFRASTRUCTURE

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

Uvoznik: Stranica 1 od 6

MOGU NOST PRIMENE PROJEKTNOG PRISTUPA U PROCESU PLANIRANJA SERIJSKE PROIZVODNJE PRIMENOM PD METODE

PRIMJENA DIJAGNOSTIKE KAO OSNOVE ODRŽAVANJA PO STANJU NA PRIMJERU MOTORA OSOBNOG AUTOMOBILA

KAKO GA TVORIMO? Tvorimo ga tako, da glagol postavimo v preteklik (past simple): 1. GLAGOL BITI - WAS / WERE TRDILNA OBLIKA:

Commissioned by Paul and Joyce Riedesel in honor of their 45th wedding anniversary. Lux. œ œ œ - œ - œ œ œ œ œ œ œ œ œ œ. œ œ œ œ œ œ œ œ œ.

ENERGY EFFICIENCY OF TRANSFORMERS

Iskustva video konferencija u školskim projektima

Upute za korištenje makronaredbi gml2dwg i gml2dgn

USING PROFITABILITY RATIOS TO EVALUATE A FIRM S INDEBTEDNESS

Windows Easy Transfer

DEMONSTRACIJA UPOTREBE LOKATORA KVAROVA U DISTRIBUTIVNOJ MREŽI

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

ZAKON O ZA TITI PRIRODE

Modelling Transport Demands in Maritime Passenger Traffic Modeliranje potražnje prijevoza u putničkom pomorskom prometu

Mogudnosti za prilagođavanje

WWF. Jahorina

Halina, Hesus. (Advent) œ N œ œ œ. œ œ œ œ œ. œ. œ œ œ œ. œ œ. C F G7sus4. œ. # œ œ J œ œ œ J. œ œ. J œ. # œ. # œ œ œ

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE DIPLOMSKI RAD. Alen Oletić. Zagreb, 2016.

Transcription:

HRVATSKI OGRANAK ME UNARODNE ELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE HO CIRED 1. savjetovanje Šibenik, 18. - 21. svibnja 2008. SO1 14 Samir Keitoue, dipl. ing. skeitoue@koncar-institut.hr Ivan Murat, dipl. ing. imurat@koncar-institut.hr dr.sc. Miroslav Poljak, dipl. ing. mpoljak@koncar-institut.hr Alen Keller, dipl. ing. akeller@koncar-institut.hr dr.sc. Antun Mikulecky, dipl. ing. amikul@koncar-institut.hr SUSTAV MOTRENJA ENERGETSKIH TRANSFORMATORA U DISTRIBUCIJSKIM MREŽAMA SAŽETAK U radu je dan pregled trenutnog stanja na podru ju motrenja transformatora, po evši od same definicije sustava motrenja i razloga koji su potaknuli njihov razvoj, a to je u prvome redu pove anje pouzdanosti rada i unaprje enje gospodarenja transformatorom. Slijedi pregled naj eš ih kvarova transformatora, poreme aja koji dovode do nastanka kvara, kao i fizikalnih veli ina ijim se motrenjem može prepoznati poreme aj koji dovodi do kvara transformatora. Zahvaljuju i iskustvima na razvoju, proizvodnji i ugradnji sustava motrenja Kon ar TMS na energetskim transformatorima velikih snaga, a uvažavaju i zna aj i specifi nosti energetskih transformatora u distribucijskim postrojenjima, predloženo je prikladno rješenje sustava motrenja energetskih transformatora srednjih snaga. Klju ne rije i: transformator, motrenje stanja, SCADA, dijagnostika, održavanje, upravljanje imovinom. MONITORING SYSTEM FOR POWER TRANSFORMERS IN DISTRIBUTION NETWORKS SUMMARY Current status in transformer monitoring is presented in the article, starting with the definition of the monitoring system, followed with the reasons which lead to their development. Those reasons are the increase of reliability and better asset management. The article follows with the common transformer failures, faults which lead to the failure, as well as physical values that can be monitored and used to identify a fault which can lead to the transformer failure. Thanks to the experience in development, production and installation of transformer monitoring system Kon ar TMS on large power transformers, and taking into account the importance and specific characteristics of power transformers in distribution networks, the suitable solution of monitoring system for medium power transformers is proposed. Key words: transformer, condition monitoring, SCADA, diagnostics, maintenance, asset management. 1

1. UVOD 1.1. Definicija motrenja Motrenje (engl. on-line monitoring) transformatora je kontinuirani nadzor stanja transformatora, koji u svojoj osnovi obuhva a: a) mjerenje odre enih fizikalnih veli ina transformatora, b) pra enje stanja opreme transformatora (stanje rashladnog sustava, stanja senzora itd.), c) procjenu odre enih parametara na temelju mjerenja i matemati kih modela, d) arhiviranje mjerenih i procijenjenih parametara, e) ekspertni sustav za dijagnostiku stanja pojedinih dijelova transformatora, f) korisni ko su elje za pristup rezultatima motrenja (engl. HMI Human-Machine Interface). Pored nabrojenih funkcija, pojedini sustavi motrenja imaju mogu nosti razmjene podataka s drugim sustavima i ure ajima u postrojenju kao što je npr. SCADA sustav (engl. Supervisory Control And Data Acquisition), zatim mogu nosti pristupa sustavu motrenja s udaljenog mjesta [1], [2], mogu nosti upravljanja rashladnim sustavom transformatora [3] itd. 1.2. Razlozi za ugradnju sustava motrenja na transformator Ugradnjom sustava motrenja na transformator postižu se sljede i ciljevi: a) otkrivanje grešaka u nastanku i sprje avanje ili smanjenje posljedica kvara, b) stalni uvid u uvjete pogona i stanje transformatora, c) održavanje na osnovi stanja, d) pove anje raspoloživosti (pouzdaniji pogon, tj. manje neplaniranih ispada i bolje planiranje namjenskih isklju ivanja), e) optimiranje gospodarenja transformatorom (engl. asset management) kao što su kontrolirano preoptere ivanje, procjena preostalog vijeka trajanja, produljenje vijeka trajanja, odga anje zamjene, itd., f) detaljniju analizu uzroka kvara, g) pove anje sigurnosti ljudi i bolju zaštitu okoliša, h) izravne i neizravne uštede. Postoje i sustavi motrenja su ve im dijelom instalirani na jedinicama snage ve e od 100 MVA u visokonaponskim prijenosnim mrežama, te na blok-transformatorima u elektranama. Me utim, deregulacijom i liberalizacijom tržišta elektri ne energije postavljaju se novi stroži zahtjevi za sigurnom i redovitom opskrbom elektri nom energijom. Samim time pove anje pouzdanosti rada transformatora u distribucijskim mrežama dobiva na važnosti, što upu uje na potrebu razvoja i ugradnje sustava motrenja i na takve transformatore. Ovakav razvoj doga aja potaknuo je autore na pisanje ovog lanka u kojem e se, uz pregled dosadašnjih iskustava i trenutnog stanja na podru ju motrenja transformatora, dati prijedlog prikladnog rješenja sustava motrenja energetskih transformatora ija je snaga manja od 100 MVA, uvažavaju i pri tome tehni ke i ekonomske aspekte predloženog rješenja. 2. PRIMJENA SUSTAVA MOTRENJA 2.1. Kvarovi transformatora Jedan od osnovnih ciljeva ugradnje sustava motrenja na transformator jest otkrivanje poreme aja u nastanku a time i smanjenje troškova kvarova. Kvarovi se pojavljuju na svim dijelovima transformatora s odre enom u estaloš u (Slika 1.). U me unarodnoj analizi [4] statisti ki su obra eni podaci kvarova na uzorku od 47000 transformator godina. Kvarovi su sistematizirani po dijelovima transformatora za koje se pretpostavlja da su inicijalno potaknuli kvar. 2

Slika 1. Raspodjela kvarova po dijelovima energetskih transformatora koji imaju regulacijsku sklopku Unato tome što neki dijelovi transformatora imaju ve u u estalost u iniciranju kvara (npr. regulacijska sklopka) oni u pravilu uzrokuju kvarove s manje posljedica za transformator nego neki dijelovi s manjom u estaloš u kvara (npr. provodnici ili namoti). 2.2. Ekonomski gubici uslijed kvarova Transformatori predstavljaju relativno pouzdanu komponentu u elektroenergetskim postrojenjima. estalost kvarova pri radu u normalnim uvjetima na globalnoj razini iznosi 1-2% godišnje [5]. Unato tome komercijalne štete koje mogu nastati zbog kvara na transformatoru su izrazito velike. Prema jednoj studiji [6] radi se o iznosu od približno 9000 USD po 1 MVA snage transformatora. Radi se o me unarodno provedenom istraživanju na transformatorima snage ve e od 25 MVA u razdoblju od 5 godina (Tablica I.). Treba primijetiti kako materijalna šteta koja nastane uslijed kvara podrazumijeva štetu koja je nastala na opremi te štetu nastalu prekidom rada i isporuke elektri ne energije. Šteta zbog prekida isporuke energije može biti ve a od same štete na opremi u postrojenju. Tablica I. Broj kvarova i iznosi šteta po godinama Broj kvarova Ukupna šteta/usd Šteta na Šteta zbog prekida opremi/usd rada/usd 1997 19 40.779.507 25.036.673 15.742.834 1998 25 24.932.235 24.897.114 35.121 1999 15 37.391.591 36.994.202 397.389 2000 20 150.181.779 56.858.084 93.323.695 2001 15 33.343.700 19.453.016 13.890.684 Ukupno 94 286.628.811 163.239.089 123.389.722 2.3. Održavanje temeljeno na stanju Troškovi kvarova transformatora mogu se u odre enoj mjeri smanjiti adekvatnim održavanjem. Me utim, održavanjem se ne mogu u potpunosti ukloniti mogu nosti nastanka kvara (npr. kvarovi uzrokovani nevremenom ili ljudskom pogreškom). Dosadašnja strategija održavanja podrazumijevala je periodi ko isklju ivanje transformatora i izvo enje dijagnosti kih ispitivanja te zamjenu odre enih dijelova transformatora nakon odre enog radnog vijeka. Sustavom motrenja omogu ava se bolji uvid u stanje pojedinih dijelova transformatora te je kao rezultat mogu e koristiti druga iju strategiju održavanja održavanje prema stanju (engl. condition based maintenance). Osim smanjenja troškova održavanja ovakvom se strategijom mogu otkriti kvarovi koji bi se pojavili izme u dva termina periodi kog održavanja te se pravovremenom reakcijom ti kvarovi mogu izbje i te tako pove ati pouzdanost pogona. 3

3. MOTRENE VELI INE I MEHANIZMI NASTANKA KVARA Kako bi se sustavom motrenja mogli predvidjeti kvarovi, potrebno je poznavati mehanizme koji dovode do kvara pojedinog dijela transformatora. Svaki se poreme aj manifestira na specifi an na in koji se može detektirati promjenom odre enih parametara koji se mjere pomo u senzora ili se procjenjuju upotrebom odre enog matemati kog modela. Uslijed pove anih toplinskih ili elektri nih naprezanja izolacijskog materijala, dolazi do degradacije njegovih izolacijskih svojstava, degradacije celuloze i ulja pri emu dolazi do formiranja raznih plinova u ulju, vlage i drugih produkata. Pove anje temperature ulja i namota, pojava parcijalnih izbijanja, promjena kapaciteta i faktora dielektri nih gubitaka provodnika su tako er vrlo pouzdani indikatori u dijagnosticiranju poreme aja koji mogu dovesti do kvara transformatora. 3.1. Analiza plinova otopljenih u ulju Radi se o jednoj od najpouzdanijih dijagnosti kih metoda uvedenoj sredinom 60-tih godina prošloga stolje a [7]. Naj eš e se provodi periodi kim uzimanjem uzoraka ulja iz transformatora (tipi no jednom godišnje kod velikih transformatora), te se u laboratorijskim uvjetima kromatografskom analizom utvr uju koncentracije plinova otopljenih u ulju (vodik, uglji ni monoksid, uglji ni dioksid, etilen, etan, metan, acetilen i kisik). Razvojem senzora za on-line mjerenje koncentracije plinova u ulju omogu eno je premoš ivanje vremena izme u periodi kih ispitivanja uzoraka ulja u laboratoriju. Trenutno je na tržištu dostupno više razli itih ure aja. Hydran proizvo a General Electric (Slika 2.) omogu uje mjerenje smjese plinova otopljenih u ulju. Tim se ure ajem ne mogu odrediti koncentracije odre enih plinova pojedina no, pa se uglavnom koristi za upozoravanje na poja ano generiranje plinova u ulju. Koncentraciju vodika u ulju mogu e je motriti ure ajem Calisto proizvo a Morgan Schaffer (Slika 3.). Vodik je plin koji se generira pri pojavi parcijalnih izbijanja, ali i prilikom raznih drugih pojava kao što su pregrijavanje jezgre i namota, iskrenje u ulju itd. Slika 2. Hydran General Electric Slika 3. Calisto Morgan Schaffer Od nedavno su komercijalno dostupni i senzori koji omogu avaju mjerenje koncentracije više razli itih plinova pojedina no. Transfix proizvo a Kelman mjeri koncentraciju 8 klju nih plinova korištenjem metode akusti ke spektroskopije [8]. Zbog svoje relativno visoke cijene primjena takvih sofisticiranih senzora je zasad ograni ena na najvažnije, tj. najvrednije transformatore. Pored mjerenja plinova u ulju spomenuti senzori tako er omogu uju mjerenje vlage otopljene u ulju. Pove avanjem koncentracije vlage u ulju, dolazi do smanjenja dielektri ne vrsto e izolacije transformatora. 3.2. Motrenje temperatura Motrenjem temperatura mogu e je ustanoviti pojavu pregrijavanja transformatora, procjenjivati inkovitost rashladnog sustava transformatora, te procjenjivati stanje izolacije transformatora. Najzna ajnija temperatura, o kojoj direktno ovisi starenje izolacije, jest temperatura najtoplije to ke namota. Ona se izravno može mjeriti ugradnjom posebnih svjetlovodnih termometara koji mjere temperaturu u jednoj to ci ili duž cijelog namota. Ugradnja ovakvih termometara mogu a je samo kod novih transformatora. Osim toga, radi se o relativno skupoj opremi pa se mnogo eš e temperatura najtoplije to ke namota 4

procjenjuje nekim od matemati kih modela, naj eš e propisanih standardom (IEC ili IEEE). Modeli uzimaju u obzir temperaturu ulja, faktor optere enja transformatora, te uklju enost pumpi i ventilatora. Kao osjetnici za mjerenje temperature ulja naj eš e se koriste otporni termometri (Pt-100) koji se ugra uju u džepove na kotlu te ulazima i izlazima iz hladnjaka. esto se mjeri i temperatura okoline te temperatura ulja u regulacijskoj sklopci. 3.3. Motrenje napona i struja Motrenje napona se naj eš e provodi mjerenjem napona na mjernom priklju ku provodnika. Osim napona ovime je mogu e mjeriti i promijene kapaciteta provodnika što je izravan indikator potencijalnog kvara provodnika. Provodnici su izloženi velikim elektri nim i mehani kim naprezanjima, a naj eš i mehanizmi koji mogu dovesti do kvara su prodor vlage i parcijalna izbijanja. U slu aju kvara provodnika mogu e su katastrofalne posljedice, poput eksplozije i zapaljenja transformatora, nastanka kratkog spoja i dr. Preko 50% požara transformatora uzrokovano je kvarom provodnika. Struja se naj eš e mjeri pomo u strujnih mjernih transformatora. Ona je izrazito važan parametar motrenja, jer u kombinaciji s motrenjem temperatura omogu ava procjenu temperature najtoplije to ke namota iz ega proizlazi brzina starenja papirne izolacije i procjena preostalog vijeka trajanja, te omogu ava planiranje preoptere ivanja transformatora. Pove ane struje (npr. uslijed kratkog spoja) osim termi kih proizvode i pove ana mehani ka optere enja koja imaju negativan efekt na namote transformatora. 3.4. Motrenje regulacijske sklopke Najve i broj kvarova kod transformatora uzrokuje regulacijska sklopka [4], što zna i da oni znatno utje u na smanjenje pouzdanosti transformatora. Zbog toga je motrenje regulacijske sklopke poželjno. Kvarovi regulacijske sklopke su uglavnom mehani ke i/ili elektri ke prirode. Za dijagnosticiranje mehani kih kvarova naj eš e se motri moment ili snaga motora pogona sklopke. Pri svakom se preklapanju izme u položaja regulacijske sklopke, koje tipi no traje oko 5 sekundi, mjeri snaga motora, nakon ega se odre uje energija prilikom preklapanja, vršna snaga, trajanje preklapanja i drugi parametri koji mogu biti pokazatelji odre enih nepravilnosti u radu sklopke. Kontakti regulacijske sklopke se troše svakim preklapanjem, te s vremenom zbog pove anja kontaktnog otpora dolazi do pove anog zagrijavanja ulja u kotlu regulacijske sklopke. Mjerenjem temperature ulja u kotlu regulacijske sklopke i usporedbom s temperaturom ulja u kotlu transformatora mogu e je utvrditi dolazi li do pove anog zagrijavanja ulja u regulacijskoj sklopci. 3.5. Motrenje rashladnog sustava i upravljanje hla enjem Naj eš e se motre stanja uklju enosti pumpi i ventilatora. Ukoliko neki ventilatori ili pumpe nisu uklju eni, kada bi to trebali biti, do i e do pove anog zagrijavanja transformatora. Do pove anog zagrijavanja može do i i zbog smanjenja u inkovitosti pojedinog hladnjaka pa se ponekad mjere temperature ulja na ulazima i izlazima iz hladnjaka. Motrenjem stanja rashladnog sustava mogu e je, bolje procijeniti temperaturu najtoplije to ke namota. Time je tako er omogu eno inteligentno upravljanje rashladnim sustavom, ukoliko se radi o transformatoru s prisilnim hla enjem (pumpe i/ili ventilatori). 3.6. Motrenje parcijalnih izbijanja Parcijalna izbijanja se povaljuju kao posljedica povišenja napona, ošte enja izolacije, vlage u izolaciji, šupljina u vrstoj izolaciji, slobodnih metalnih dijelova i mjehuri a plinova u ulju. Pove anje parcijalnih izbijanja u izolaciji transformatora znak je slabljenja izolacijskih svojstava te se pove ava vjerojatnost proboja izolacije. Za detekciju parcijalnih izbijanja postoje elektri ke i akusti ke metode. Prema elektri koj metodi mjerna impedancija se spaja preko mjernog priklju ka na provodniku transformatora. Mjerenje u pogonu zahtijeva efikasnu eliminaciju vanjskih smetnji što predstavlja i najtežu tehni ku zada u za elektri ku metodu. 5

Akusti ki senzori se ugra uju u transformator ili se prigra uju izvana na kotao transformatora. Potonji su osjetljiviji na vanjske smetnje (kiša, vjetar, olabavljeni dijelovi koji vibriraju, buka jezgre, ventilatori), ali ih je lakše ugraditi na stari transformator (engl. retrofitting). Najve a prednost akusti ke metode jest mogu nost lociranja parcijalnih izbijanja unutar samog transformatora primjenom adekvatnog algoritma i dobrim razmještajem senzora. Kod obje metode najve i problem predstavlja smanjivanje smetnji. Ukoliko se parcijalna izbijanja pojavljuju u izolaciji do i e do pove anja koncentracije vodika što se može detektirati nekim od senzora plinova otopljenih u ulju. Trenuta no je na tržištu dostupno više razli itih rješenja za motrenje parcijalnih izbijanja, me utim njihova cijena im ograni ava primjenu samo na energetske transformatore ve ih snaga. 4. PRIJEDLOG PRIKLADNOG RJEŠENJA 4.1. Odabir motrenih veli ina U namjeri da se sustavom motrenja omogu i pra enje najvažnijih veli ina za procjenu stanja transformatora, a vode i ra una i o ekonomskim aspektima ugradnje takvog sustava na transformator, optimalno rješenje uklju uje motrenje sljede ih parametara: a) plinovi otopljeni u ulju, b) temperatura ulja u džepu na poklopcu kotla transformatora, c) struja u jednoj od faza primarnog namota. Motrenjem ovih veli ina mogu e je ostvariti osnovni uvid u stanje izolacijskog sustava transformatora. U slu aju pove anog generiranja plinova, potrebno je napraviti kromatografsku analizu ulja u laboratoriju. Motrenjem temperature i struje mogu e je procijeniti temperaturu najtoplije to ke namota, o kojoj neposredno ovisi i brzina starenja papirne izolacije namota. Bolji uvid u stanje izolacije dobiva se ako se uz plinove motri i koli ina vlage otopljene u ulju. Gornji popis u svakom slu aju treba nadopuniti ako je transformator opremljen s kondenzatorskim provodnicima. Mjerenjem napona na mjernom priklju ku provodnika mogu e je pratiti relativnu promjenu kapaciteta odnosno stanje njegovih kondenzatorskih obloga. U slu aju kad sustav motrenja detektira promjenu kapaciteta potrebno je izmjeriti kapacitet i faktor dielektri nih gubitaka u beznaponskom stanju. Ukoliko je rashladni sustav transformatora izveden uz prisilnu cirkulaciju zraka i/ili ulja, tada se motrenjem radnih stanja ventilatora odnosno pumpi može pratiti njihove radne sate. Tako er je mogu e nadograditi uobi ajeni sustav upravljanja hla enjem (termoslika i kontaktni termometar) i poboljšati njegove performanse [3]. Kod transformatora s regulacijom napona pod optere enjem treba motriti i položaj regulacije, ime se, uz mjerenje struje, omogu ava osnovna dijagnostika stanja kontakata regulacijske sklopke. 4.2. Arhitektura sustava Za mjerenje veli ina na transformatoru koriste se senzori, koji se instaliraju na odgovaraju a mjesta na transformatoru. Senzori za motrenje plinova i vlage u ulju imaju mogu nost davanja standardnog izlaznog signala (4 20 ma). Za mjerenje struje koristi se strujni transformator i pretvornik koji na svome izlazu tako er daje istosmjerni strujni signal (u pravilu 4 20 ma). Temperature se mjere otpornim termometrima Pt-100. Signali stanja (npr. ventilator uklju en/isklju en) se dobivaju na pomo nim kontaktima sklopnika, dok se BCD dava em detektira položaj regulacije sklopke. Kako bi sustav motrenja mogao prikupljati mjerene veli ine i druge podatke on mora imati odgovaraju e module za analogno-digitalnu pretvorbu signala i vremensko ozna avanje (Slika 4.). Analogni ulazni modul prikuplja podatke sa senzora s analognim izlazima, RTD (engl. Resistive Temperature Detector) modul detektira temperature mjerenjem otpora Pt-100 sondi, dok diskretni ulazni modul detektira stanje otvorenih/zatvorenih kontakata. Iskustvo pokazuje kako je potrebno zaštititi ulazne module od prenapona koji se mogu pojaviti u mjernome krugu korištenjem sklopova za prenaponsku zaštitu (PNZ). Svi prikupljeni podaci se proslje uju procesorskoj jedinici (kontroleru) sustava motrenja na kojoj se izvodi aplikacija za motrenje. 6

Aplikacija za motrenje treba imati sljede e funkcije: a) Na temelju prikupljenih podatka i ugra enih modela procjenjuje veli ine koje se izravno ne mjere (npr. temperatura najtoplije to ke namota, brzina starenja izolacije, promjena kapaciteta kondenzatorske obloge provodnika, ). b) Izra unava trend promijene veli ina (satni, dnevni, mjese ni, ) kao što su koncentracija plina ili vlage u ulju. c) Uspore uje trenutne vrijednosti mjerenih i procijenjenih veli ina kao i vrijednosti trenda sa prethodno postavljenim grani nim (alarmnim) vrijednostima. d) Arhivira podatke svih mjerenih i procijenjenih veli ina, alarme i ostale doga aje (npr. prekide i greške u radu) u neizbrisivu memoriju kontrolera NVRAM (engl. Non-Volatile Random Access Memory). e) Ima ugra eno programsko su elje za lokalnu i daljinsku vizualizaciju svih rezultata motrenja. f) Omogu ava razmjenu podataka sa drugim sustavima u trafostanici npr. SCADA. Slika 4. Arhitektura sustava motrenja 4.3. Komunikacijske mogu nosti i razmjena podataka Gotovo uvijek postoji potreba povezivanja sustava motrenja transformatora s drugim sustavima u trafostanici: Ti sustavi mogu biti nadre eni sustavu motrenja npr. SCS (engl. Substation Control System), DCS (Distribution Control System), PMS (Power Monitoring System) ili podre eni npr. senzor za mjerenje plinova u ulju, senzor za mjerenje parcijalnih izbijanja itd. Razmjenu podataka je mogu e izvesti tzv. hardwire na inom ili korištenjem komunikacijskih protokola. Hardwire komunikacijom se informacije prenose 4-20 ma petljom (u ve ini slu ajeva) za analogne veli ine i kontaktima releja za diskretne veli ine. Komunikacijskim protokolima sve se informacije prenose istim medijem. To je ujedno i velika prednost pred hardwire na inom razmjene podataka. Uz same vrijednosti veli ina mogu e je prenijeti i dodatne informacije upotrebom tzv. zastavica (informacije o preljevu, o zamjeni vrijednosti od strane operatera, informaciju da je vrijednost neispravna ). Tako er se uz samu vrijednost neke veli ine prenosi se i vremenska markica s to nim vremenom doga aja (kod nekih protokola). Na in kodiranja informacija propisan je me unarodnim je normama. Protokoli prema IEC normi su dominantni na europskom tržištu (npr. IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104). DNP3 protokol dominantan je u SAD-u, Kanadi, Australiji i Južnoj Africi, dok su na podru ju Azije i Južne Amerike podjednako zastupljena oba rješenja. U novije vrijeme sve je eš a upotreba protokola IEC 61850 koji 7

obuhva a kompletnu komunikaciju u trafostanici i zastupljen je u cijelom svijetu. Novi protokol omogu uje jednostavno i brzo povezivanje sustava koji ga podržavaju i smanjuje troškove puštanja u pogon i održavanja sustava. No, bez obzira na novi protokol, stariji se protokoli (npr. MODBUS) i dalje koriste u komunikaciji s kontrolnim centrom a jednako tako i sa senzorima. 5. ZAKLJU AK Sustavi motrenja transformatora pronašli su svoju primjenu u elektroenergetskim postrojenjima diljem svijeta i dokazali svoju važnost u smislu spre avanja kvara transformatora, zaštiti osoblja i okoliša, te boljeg gospodarenja transformatorom. Me utim, njihova relativno visoka cijena, ograni avala im je mogu nost primjene samo na najvažnije transformatore, u pravilu one ija je nazivna snaga iznad 100 MVA. Liberalizacijom tržišta elektri ne energije postavljaju se novi stroži zahtjevi za sigurnom i redovitom opskrbom elektri nom energijom. Samim time pouzdan rad energetskih transformatora u distribucijskim mrežama dobiva na važnosti. Kontinuiranim razvojem na podru ju senzora, sustava za akviziciju i procesiranje podataka, te informacijsko-komunikacijskih tehnologija, oni postaju sve dostupniji na podru ju distribucijskih transformatora. Predloženi sustav predstavlja prikladno rješenje sustava motrenja za energetske transformatore srednje snage. LITERATURA [1] M. Banovi, S. Keitoue, Enhanced Remote Access to the Monitoring System, International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis CMD 2006, Changwon, Korea, April 2-5, 2006, Paper 659 [2] M. Banovi, S. Keitoue, Mobility support for the access to a monitoring system,imeko XVIII World Congres, Brazil, Rio de Janeiro, 2006. [3] T. Dropuli, M. Banovi, S. Keitoue, Inteligentno upravljanje rashladom transformatora sustavom motrenja transformatora Kon ar TMS, HO CIGRE 7. simpozij o sustavu vo enja EES-a, Cavtat, 2006. [4] CIGRÉ Working Group 05, An international Survey on Failures in Large Power Transformers in Service, Electra, no. 88, 1983. [5] B. D. Sparling, Moving Forward from Monitoring to Diagnostics, IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition, 2001, vol. 2, pp. 960-963. [6] W. H. Bartley, Analysis of Transformer Failures International Association of Engineering Insurers 36th Annual Conference, Stockholm, 2003. [7] J. D. McCalley et al., Automated Integration of Condition Monitoring with an Optimized Maintenance Scheduler for Circuit Breakers and Power Transformers, Final Project Report, Power Systems Engineering Research Center, 2006. [8] Transfix Users Guide, Kelman, 2006. 8