Рудченко Игорь, генеральный директор ООО «МТК Бизнес.Оптима», представитель Qualitrol LLCIRIS Power в России (Москва)

1. Анализ и опыт применения систем мониторинга
силовых трансформаторов
ООО «МТК Бизнес.Оптима»
Докладчик : Рудченко Игорь Алимович
Генеральный директор
XII Новосибирский инновационно-инвестиционный
форум
«Инновационная Энергетика»
11.11.2016г.

2. Мониторинг и диагностика силовых трансформаторов.
Контролируемые параметры
Давление
Уровень
Давление
Состояние РПН
Нагрузка, ввода
Система охлаждения
Температура
Прочее
Газосодержание
Влагосодержание
Частичные разряды

3. Законодательная база
Хроматография является на сегодняшний день основным
методом для получения сведений о состоянии
маслонаполненного электро оборудования (далее МНЭО),
применяемым как в России, так и за рубежом.
Порядок отбора проб и интерпретации результатов
определяются согласно РД 153-34.0-46.302-00 «Методические
указания по диагностике развивающихся дефектов
трансформаторного оборудования по результатам
хроматографического анализа газов, растворённых в масле» и
РД 34.46.303-98 «Методические указания по подготовке и
проведению хроматографического анализа газов,
растворенных в масле силовых трансформаторов»

4. Международные стандарты
Наиболее часто употребляемые в международной практике
стандарты – МЭК 60599 «Электрооборудование с пропиткой
минеральным маслом при эксплуатации. Руководство по
интерпретации результатов анализа растворенных и
свободных газов» и МЭК 60567 «Электрооборудование
маслонаполненное. Отбор проб газа и масла для анализа
свободных и растворенных газов».
В разделе 5.1 стандарта IEEE C57.140-2006 «Руководство
IEEE по оценке состояния трансформаторов с жидким
наполнителем» также подчёркивается важность диагностики
состояния трансформатора именно по результатам
хроматографического анализа.

5. Образование горючих газов. Теория.

6. • Серверон БОР TM1 – контроль
водорода и влаги.
– Общая индикация о состоянии
трансформатора без детализации типа
проблемы
– Простота монтажа и возможность
применения для трансформаторов до 10МВА
• Серверон БОР TM8 – контроль 8-ми
газов
– Полная диагностика в реальном времени на
основании непрерывного газоанализа
– Для наиболее критичных трансформаторов
Контроль растворенных газов – от 1 газа до 8-ми газов

7. Реализация проекта хроматограф TM8.
Показать эскиз установки СМ ПХАРГ

8. Пример №1, применение он-лайн хроматографа для
диагностики маслонаполненного оборудования
Информация об объекте:
Предприятие Омское ПМЭС
Подстанция Заря
Номер по однол.схеме Р-532 фидер «С»
Зав. номер 1500631
Введен в эксплуатацию 2005
Тип РОМБС-60000/500УХЛ1

9. Пример №1 установка прибора

10. Результаты поточного ХАРГ в графическом виде:
Пример №1

11. Пример №1
Диагностика:

12. Пример №1
Диагностика:

13. Пример №1
Результаты сравнения ХАРГ в табличном виде:
Дата
H2 CH4 C2H2 C2H4
TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концент
р
1 05.12.2014 706,5 700 6,5
250
78,9 82,5 -3,6
600
0 0,2 -0,2
30
8,2 8,5 -0,3
300
2 25.12.2014 716,3 696 20,3 81,7 86,7 -5 0 0,3 -0,3 8,7 8,5 0,2
3 21.01.2015 792,5 544 248,5 87,4 81,6 5,8 0 0,3 -0,3 8,5 7,5 1
4 12.02.2015 840,2 801,9 38,3 90,6 93,9 -3,3 0 0,2 -0,2 8,5 8,4 0,1
Дата
C2H6 CO CO2
TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр
TM8 Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр
1 05.12.2014 8,5 8,4 0,1
200
635,8 638,5 -2,7
1000
2517,8 2830,0 -312,2
4000
2 25.12.2014 9,4 8,6 0,8 632,7 605,9 26,8 2659,0 2390,2 268,8
3 21.01.2015 9,8 8,9 0,9 631,8 531,2 100,6 2568,9 2223,0 345,9
4 12.02.2015 9,4 9,39 0,01 638,2 587,9 50,3 2536,0 2182,8 353,2
И лабораторный и поточный ХАРГ, показывают превышение
водорода выше граничных значений.

14. Результаты ХАРГ в графическом виде:
0
200
400
600
800
1000
5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/15
Водород (H2), ppm
ХАРГ ТМ8
0
20
40
60
80
100
5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/15
Метан (CH4), ppm
ХАРГ ТМ8
0
2
4
6
8
10
5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/15
Ацетилен (C2H2), ppm
ХАРГ ТМ8
0
10
20
30
40
50
5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/15
Этилен (C2H4), ppm
ХАРГ ТМ8
Пример №1

15. Результаты ХАРГ в графическом виде:
0
10
20
30
40
50
5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/15
Этан (C2H6), ppm
ХАРГ ТМ8
0
200
400
600
800
1000
5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/15
Оксид углерода (CO), ppm
ХАРГ ТМ8
0.00
2000.00
4000.00
6000.00
8000.00
10000.00
5/12/14 15/12/14 25/12/14 4/1/15 14/1/15 24/1/15 3/2/15
Диоксид углерода (CO2), ppm
ХАРГ ТМ8
Пример №1

16. Пример №1
Анализ результатов:
1) Показания лабораторного хроматографа за 21.01. по
водороду значительно отличаются от показаний за другие
даты. По всей видимости 21.01 были допущены ошибки при
пробозаборе.
2) Показания лабораторного хроматографа и поточного
хроматографа TM8 практически по всем газам близки.
Имеется расхождения по показаниям водорода и угарного
газа за 21.01. По остальным газам расхождения не
превышают 15 %.
3) Нижняя граница показаний по ацетилену для прибора
Серверон БОР ТМ8 составляет 1 ppm, при значениях меньше
0,5 ppm отображается «0».

17. Пример №1
Выводы:
1) Прибор Серверон БОР TM8 показал работоспособность при
низких температурах (до -35 град). При этом стабильность
показаний сохранилась.
2) Показания лабораторного хроматографа и поточный TM8 в
основном коррелируют. При этом показания поточного
хроматографа TM8 более стабильные, т.к. они не зависят от
«человеческого фактора».
3) Получение результатов Серверон БОР TM8 производится
дистанционно. Анализ показаний прибора TM8 происходит
автоматически.
4) Подтверждена возможность использования поточного ХАРГ
для мониторинга состояния трансформатора на основании
анализа растворенных в трансформаторном масле газов
согласно РД 153-34.0-46.302-00.

18. Пример №2, применение он-лайн хроматографа для
диагностики маслонаполненного оборудования
Информация об объекте:
Предприятие ЭЧ-7
Подстанция РЖД
Номер по однол.схеме ТМР-2 КВ-2
Зав. номер 23211
Введен в эксплуатацию 1969
Тип УТМРУ-63000/35

19. Установка прибора:
Пример №2

20. Результаты поточного ХАРГ в графическом виде:
Пример №2

21. Диагностика:
Пример №2

22. Диагностическое заключение:
Анализ результатов по методики «треугольник Дюваля» показывает
высокотемпературный перегрев.
Заключение лабораторного ХАРГ также говорит о дефекте термического
характера в диапазоне высоких температур.
Вывод:
Диагностическое заключение по результатам измерения лабораторного
ХАРГ и поточного Серверон БОР TM8 совпадают.
Пример №2

23. Результаты сравнения ХАРГ в табличном виде:
И лабораторный ХАРГ, и ТМ8 показывают превышение этилена на 80%
выше допустимых значений. Уровень ацетилена также близок к
критическим показаниям у обоих приборов.
Дата
H2 CH4 C2H2 C2H4
TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концент
р
1 16.01.2015 6,1 0 6,1
100
20,9 20,2 0,7
100
9,7 9,6 0,1
10
185,6 191,5 -5,9
100
2 20.01.2015 5,9 9,7 -3,8 20,1 27,5 -7,4 9,7 11,2 -1,5 185,6 223,6 -38
3 23.01.2015 6,4 3,6 2,8 21 23,8 -2,8 9,7 9,8 -0,1 182,9 203,8 -20,9
4 25.02.2015 6,9 0 6,9 25,2 26,4 -1,2 9,7 10 -0,3 190 208,3 -18,3
5 26.03.2015 10,5 10 0,5 35,6 38,3 -2,7 10,5 10,8 -0,3 208,5 230,8 -22,3
Дата
C2H6 CO CO2
TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр TM8
Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр
TM8 Лабор.
хр-ф Δ
Гранич.
концентр
1 16.01.2015 32 27,7 4,3
50
54 30,1 23,9
600
1468,30 1045,6 422,7
8000
2 20.01.2015 31,2 31,4 -0,2 54,5 45 9,5 1446,70 988,1 458,6
3 23.01.2015 31,4 29,4 2 54 29,1 24,9 1404,60 1031,6 373
4 25.02.2015 32,5 30,2 2,3 50,5 39,8 10,7 1379,10 1175,6 203,5
5 26.03.2015 34,2 32,2 2 49,4 48,7 0,7 1398,5 1294 104,5
Пример №2

24. Результаты ХАРГ в графическом виде:
0
5
10
15
20
1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015
Водород (H2), ppm
ХАРГ ТМ8
0
10
20
30
40
50
1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015
Mетан (CH4), ppm
ХАРГ ТМ8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015
Ацетилен (C2H2), ppm
ХАРГ ТМ8
100
125
150
175
200
225
250
275
300
1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015
Этилен (C2H4), ppm
ХАРГ ТМ8
Пример №2

25. Результаты ХАРГ в графическом виде:
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015
Этан (C2H6), ppm
ХАРГ ТМ8
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015
Оксид углерода (CO), ppm
ХАРГ ТМ8
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1/16/2015 1/23/2015 1/30/2015 2/6/2015 2/13/2015 2/20/2015
Диоксид углерода (CO2), ppm
ХАРГ ТМ8
Пример №2

26. Анализ результатов:
1) Показания лабораторного хроматографа за 20.01. по всем газам
отличаются от показаний за другие даты. По всей видимости 20.01.
были допущены ошибки при пробозаборе.
2) Показания лабораторного хроматографа и поточного Серверон БОР
TM8 для газов со значениями близкими к граничным концентрациям
или превышающими различаются (этилен, ацетилен) не более, чем на
15 %.
3) Показания по водороду различаются в 1,5-2 раза. Это связано с низкой
концентрацией водорода, значения находятся на пределе
обнаружения. При этом показания водорода не являются критичными
для данного трансформатора.
Пример №2

27. Выводы:
1) Прибор Серверон БОР TM8 показал работоспособность при низких
температурах (до -25 град). При этом стабильность показаний
сохранилась.
2) Показания лабораторного хроматографа и поточного TM8 в основном
коррелируют. При этом показания поточного ХАРГ ТМ8 более
стабильные, т.к. они не зависят от «человеческого фактора».
3) Получение результатов прибора TM8 производится дистанционно.
Анализ показаний прибора TM8 происходит автоматически.
4) Подтверждена возможность использования поточного ХАРГ для
анализа состояния МНЭО и диагностики дефектов согласно РД 153-
34.0-46.302-00.
Пример №2

28. Пример №3
Результаты сравнения трендов поточного и лабораторного ХАРГ:

29. В представленных выше руководящих документах, важными
положениями являются указывающие на обеспечение высокой
точности измерений и корректности проводимой на их основе
диагностики. Точность измерений напрямую влияет на результаты
диагностики, поэтому особенно важно, чтобы метрологические
характеристики средства измерения (хроматографа,
газоанализатора) имели подтверждение, исходящее не из
документации производителя, являющегося, очевидно,
заинтересованной стороной, а от независимого официального
эксперта.
Поэтому необходимо отметить отдельно, что при выборе системы
газоанализа необходимо также уделять повышенное внимание
вопросу присутствия рассматриваемой системы в государственном
реестре средств измерений.
Метрологическая сертификация

30. Свидетельство о соответствии треб. РоссетейО внесении в Госреестр средств измерений
Разрешительная документация

31. Точность измерений
Мишель Дюваль, разработавший
инструмент диагностики «треугольники
Дюваля» неоднократно
демонстрировал на своих лекциях, что
низкая точность измерений будет
приводить к тому, что вместо одних,
реально развивающихся дефектов,
будут диагностироваться другие, что
ставит под сомнение общую пользу от
установки систем диагностики, вместо
которых вполне можно будет
устанавливать индикаторы
растворённых газов, лишь
приблизительно показывающие
концентрации и обеспечивающие такую
же недостоверную картину о
развивающихся дефектах.
Доклад Мишеля Дюваля на семинаре организованном
компанией ООО «МТК Бизнес.Оптима» 4-5 июня 2014 г.

32. Необходимость точности измерений
Всё вышесказанное совершенно определенно разделяет устройства онлайн
анализа на онлайн хроматографы – то есть, приборы соответствующие
действующим РД и иные анализаторы с иными показателями точности.
Очевидно, что пользователю принципиально важно понимать разницу между
показателями, выданными устройством мониторинга, обладающим
погрешностью в 5%, в 25-30% или устройством, погрешность которого в
принципе не подтверждена Российскими институтами и декларируется лишь в
рекламных брошюрах.

33. Критерии диагностики
Важным диагностическим
критерием является также
уровень относительной скорости
нарастания газосодержаний, по
которой делается вывод степени
опасности развития дефекта. В
пункте 6.6 РД 153-34.0-46.302-00
определяется факт наличия
быстроразвивающегося дефекта
при относительной скорости
нарастания газа/газов более 10%
в месяц. Наличие отдельной
сигнализации по скорости
нарастания газосодержаний в
связи с этим может также
рассматриваться как
дополнительное преимущество.

34. Обобщение
При внедрении приборов автоматического диагностирования
маслонаполненного оборудования мы видим своей целью
обеспечение предприятий энергосистем не только данными
достаточного уровня точности, но и применимыми с точки
зрения действующих РД.
Подход к оценке устройств подобного класса, применяемых для
эксплуатации на предприятиях и в компаниях, очевидно
определён нормативными положениями, применяемыми,
например, при аттестации оборудования.
Сегодня важно обеспечить пользователя максимальным
объемом достоверной информации для обоснованного и
справедливого выбора наилучшего технического решения для
повышения надежности и безопасности в работе МНЭО.

35. Спасибо за внимание
Ваши вопросы?
ООО «МТК Бизнес.Оптима»
Тел.: +7(495)739-42-50
email: energy@optima-group.ru