RU2554574C2 - High-voltage electrotechnical equipment (hvee) monitoring system - Google Patents
High-voltage electrotechnical equipment (hvee) monitoring system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554574C2 RU2554574C2 RU2013127145/08A RU2013127145A RU2554574C2 RU 2554574 C2 RU2554574 C2 RU 2554574C2 RU 2013127145/08 A RU2013127145/08 A RU 2013127145/08A RU 2013127145 A RU2013127145 A RU 2013127145A RU 2554574 C2 RU2554574 C2 RU 2554574C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- monitoring
- block
- veo
- devices
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для непрерывного контроля основных рабочих параметров высоковольтного электротехнического оборудования (далее по тексту ВЭО), например трансформаторов (автотрансформаторов, реакторов), измерительных трансформаторов тока и напряжения, высоковольтных вводов, выключателей, кабелей, разъединителей, комплектных распределительных устройств, нелинейных ограничителей перенапряжения и т.д. в различных режимах работы в реальном масштабе времени в процессе его эксплуатации и управления его основными системами. Под непрерывным контролем (мониторингом) подразумевается контроль с периодичностью хотя бы на порядок выше, чем скорость достижения аварийных значений для диагностических параметров, контролируемых системой.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used for continuous monitoring of the main operating parameters of high-voltage electrical equipment (hereinafter referred to as VEO), for example, transformers (autotransformers, reactors), current and voltage measuring transformers, high-voltage bushings, switches, cables, disconnectors, complete distribution devices, nonlinear surge arresters, etc. in various modes of operation in real time during its operation and management of its main systems. Continuous monitoring (monitoring) means monitoring with a frequency of at least an order of magnitude higher than the rate at which emergency values are reached for diagnostic parameters controlled by the system.
Заявителю известно много систем для мониторинга ВЭО, среди которых ближайшей по совокупности существенных признаков является следующая.The applicant knows many systems for monitoring VEO, among which the closest in terms of essential features is the following.
Известная система, которая выбрана в качестве прототипа, содержащая блок обработки, сбора и архивирования данных, блок приема информации от первичных датчиков и устройств, блок расчета математических моделей в реальном масштабе времени, блок ведения журналов состояния ВЭО, блок визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, в виде таблиц, и/или графиков, и/или мнемосхем и блок оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО (патент Украины №61173, 17.11.2003,бюллетень «Промышленная собственность», №11, 2003.).A well-known system that is selected as a prototype, containing a processing unit, collecting and archiving data, a unit for receiving information from primary sensors and devices, a unit for calculating mathematical models in real time, a unit for logging the state of VEO, a unit for visualizing parameters characterizing the state of the VEO, in the form of tables, and / or graphs, and / or mnemonic diagrams and an alert unit for maintenance personnel about the status of VEO (patent of Ukraine No. 61173, November 17, 2003, Bulletin "Industrial Property", No. 11, 2003.).
Недостатком известной системы является относительное снижение универсальности ее применения, обусловленное невозможностью непосредственно контролировать важнейшие характеристики основной изоляции вводов, в частности, такие как тангенс угла диэлектрических потерь и емкость основной изоляции, характеристики частичных разрядов в изоляции ВЭО, температуру обмоток, невозможностью контроля показателей качества электрической энергии и предоставления данных удаленным пользователям, что дополнительно не позволяет проводить полноценную диагностику трансформаторного оборудования в непрерывном режиме. К недостаткам можно отнести отсутствие возможности контроля состояния другого высоковольтного электротехнического оборудования кроме трансформаторов (автотрансформаторов, реакторов), что ограничивает возможности контроля и создания подстанций без постоянного обслуживающего персонала и интеллектуальных электроэнергетических систем.A disadvantage of the known system is the relative decrease in the versatility of its application, due to the inability to directly control the most important characteristics of the main insulation of the bushings, in particular, such as the tangent of the dielectric loss angle and the capacity of the main insulation, characteristics of partial discharges in the VEO insulation, the temperature of the windings, the inability to control the quality indicators of electric energy and providing data to remote users, which additionally does not allow full diagnosis of transformer equipment in continuous operation. The disadvantages include the lack of the ability to monitor the status of other high-voltage electrical equipment other than transformers (autotransformers, reactors), which limits the ability to control and create substations without constant maintenance personnel and intelligent electric power systems.
В основу изобретения поставлена задача повышения универсальности применения системы и эффективности ее работы путем изменения ввода новых составляющих блоков системы и связей между ними, а также введения новых функций для существующих блоков системы, что позволяет обеспечить, помимо контроля всех основных рабочих параметров и другой информации в реальном режиме времени, интеграцию системы в существующие автоматизированные системы управления, учета и контроля, настройки средств приема информации и контроля в соответствии с типом, конструкцией, количеством единиц ВЭО и конфигурацией первичных датчиков и устройств, а также предоставление любой информации о работе системы удаленным пользователям в реальном режиме времени.The basis of the invention is the task of increasing the versatility of the system and its effectiveness by changing the input of new component blocks of the system and the relationships between them, as well as introducing new functions for existing blocks of the system, which allows providing, in addition to monitoring all the main operating parameters and other information in real time mode, system integration into existing automated control, accounting and control systems, settings for receiving information and control devices in accordance with type, the structure, the number of VEO units and the configuration of the primary sensors and devices, as well as the provision of any information on the operation of the system to remote users in real time.
Поставленная задача решается таким образом, что система мониторинга высоковольтного электротехнического оборудования (ВЭО), которая включает блок обработки, сбора и архивирования данных, блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных сетей, блок расчета математических моделей, блок ведения журналов состояния ВЭО, блок визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, блок оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО, согласно изобретению, дополнительно содержит блок передачи данных и интеграции системы мониторинга в автоматизированную систему диспетчерского управления (АСДУ), и/или автоматизированную систему учета электроэнергии (АСУЭ), и/или автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП), и/или автоматизированную систему управления планированием производства (АСУ ПВ), и/или автоматизированную систему управления технического обслуживания и ремонтов, и/или дополнительные виды автоматизированных систем управления и планирования, и/или в вычислительные ресурсы с возможностью использования технологий облачных вычислений, блок управления, содержащий средства для управления подсистемами собственных нужд системы мониторинга, и/или исполняющими механизмами систем и устройств ВЭО в автоматическом и/или ручном режиме управления, при этом блок обработки, сбора и архивирования данных оборудован программными и/или аппаратными средствами для обмена информацией с другими блоками, блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников выполнен с возможностью установки конфигурации блока в зависимости от типа, и/или количества источников информации, блок расчета математических моделей выполнен с возможностью установки конфигурации блока в зависимости от типа конструкции, количества единиц ВЭО и конфигурации первичных датчиков и устройств и взаимодействия с другими блоками и обработки информации об изменениях в состоянии оборудования, а блок оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО содержит программное средство для оповещения, и/или исполнительные механизмы для управления средствами оповещения, и/или устройства оповещения.The problem is solved in such a way that the monitoring system for high-voltage electrical equipment (VEO), which includes a processing unit, collecting and archiving data, a unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information networks, a unit for calculating mathematical models, a unit according to the invention, the VEO status logs, the unit for visualizing the parameters characterizing the VEO state, the notification unit for maintenance personnel about the VEO state, further comprises a data transmission unit and integrating the monitoring system into an automated dispatch control system (ASDU), and / or an automated electricity metering system (ASUE), and / or an automated process control system (ASU TP), and / or an automated production planning control system (ASU PV), and / or an automated control system for maintenance and repairs, and / or additional types of automated control and planning systems, and / or computing resources with the possibility of using cloud computing technologies, a control unit containing means for controlling the subsystems of auxiliary needs of the monitoring system, and / or actuators of VEO systems and devices in automatic and / or manual control mode, while the data processing, collection and archiving unit is equipped with software and / or hardware means for exchanging information with other units, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources is configured to configure the unit in depending on the type and / or number of sources of information, the mathematical model calculation unit is configured to set the unit configuration depending on the type of design, the number of HEO units and the configuration of primary sensors and devices and interact with other units and process information about changes in equipment status, and the notification unit for staff on the state of the VEO contains software for alerting, and / or actuators for controlling the warning equipment, and / or device Alert Twa.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников дополнительно может содержать блок измерения величины тока, который включает средства для измерения мгновенных, средних и действующих значений тока.In this case, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain a unit for measuring the magnitude of the current, which includes means for measuring instantaneous, average, and current values of current.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок измерения величины напряжения, который включает средства для измерения мгновенных, средних и действующих значений напряжения.Moreover, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may further comprise a unit for measuring the magnitude of the voltage, which includes means for measuring instantaneous, average and effective voltage values.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок измерения температуры и/или блок измерения влажности окружающей среды.In this case, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may further comprise a temperature measuring unit and / or an environmental humidity measuring unit.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля системы охлаждения ВЭО, который включает средства для контроля сигналов от датчиков температуры на входе и выходе охладителей, средства для регистрации релейных сигналов от исполнительных механизмов и устройств системы охлаждения, средства для контроля сигналов от датчиков тока в обмотках или датчиков мощности двигателей насосов и вентиляторов.At the same time, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain a control unit for the VEO cooling system, which includes means for monitoring signals from temperature sensors at the input and output of coolers, means for recording relay signals from executive mechanisms and devices of the cooling system, means for monitoring signals from current sensors in the windings or power sensors of motor pumps and fans.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок измерения токов утечки изоляции или токов комплексной проводимости.In this case, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may further comprise a unit for measuring leakage currents of insulation or currents of complex conductivity.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержит блок контроля сигналов от датчиков давления масла, и/или элегаза, и/или плотности элегаза.In this case, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may further comprise a unit for monitoring signals from oil pressure sensors, and / or gas, and / or gas density.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля температурного состояния оборудования, включающий в себя средства для контроля температуры верхних и нижних слоев изоляции и/или средства для контроля температур обмоток, контактов, исполнительных механизмов, элементов конструкции оборудования, и/или средство для контроля сигналов от оптических датчиков прямого измерения температуры.At the same time, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain a unit for monitoring the temperature state of the equipment, which includes means for monitoring the temperature of the upper and lower insulation layers and / or means for monitoring the temperatures of the windings, contacts , actuators, structural elements of equipment, and / or means for monitoring signals from optical sensors of direct temperature measurement.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля состояния трансформаторного масла, который включает средства для контроля сигналов от устройств и датчиков измерения концентрации влаги и диагностических газов в масле.At the same time, the unit for receiving information from primary sensors and / or devices and / or information sources may additionally comprise a transformer oil condition monitoring unit, which includes means for monitoring signals from devices and sensors for measuring moisture concentration and diagnostic gases in oil.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля состояния релейных сигналов от устройств защиты и управления подсистемами и устройствами ВЭО.In this case, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain a unit for monitoring the status of relay signals from protection devices and for controlling subsystems and VEO devices.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля состояния устройства РПН, выполненный с возможностью получения информации о токе в момент переключения устройства РПН в каждой из фаз А, В, С, и/или температуре в контакторе, и/или о текущем положении, и/или о работе по каждой спайке и/или о величине мощности или тока привода РПН, и/или о состоянии привода РПН, и/или его ресурсе и/или состоянии исполнительных механизмов.At the same time, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain a state monitoring device for the on-load tap-changer, configured to receive current information at the time of switching the on-load tap-changer in each of phases A, B, C, and / or temperature in the contactor, and / or about the current position, and / or about the work on each solder and / or about the value of the power or current of the on-load tap-changer, and / or about the status of the on-load tap-changer, and / or its resource and / or condition executive mechanisms.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля характеристик частичных разрядов.In this case, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain a unit for monitoring the characteristics of partial discharges.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля тока сквозного короткого замыкания.At the same time, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain an end-to-end short-circuit current monitoring unit.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля, который включает блок контроля импульсных напряжений.In this case, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may further comprise a control unit, which includes a pulse voltage control unit.
При этом блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных источников может дополнительно содержать блок контроля вибрации ВЭО.At the same time, the unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information sources may additionally contain a VEO vibration monitoring unit.
При этом блок управления может дополнительно содержать блок управления системой охлаждения ВЭО.In this case, the control unit may further comprise a control unit for the HEO cooling system.
При этом блок управления дополнительно может содержать блок автоматического и/или дистанционного управления исполнительными механизмами устройства РПН.Moreover, the control unit may further comprise an automatic and / or remote control unit for the on-load tap-changer actuators.
При этом блок управления может дополнительно содержать блок управления исполняющими механизмами системы защиты ВЭО и/или исполняющими механизмами ВЭО.Moreover, the control unit may further comprise a control unit for actuators of the VEO protection system and / or actuators for the VEO.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета электрических параметров, и/или параметров качества электроэнергии.In this case, the block of calculation models may further comprise a block for calculating electrical parameters and / or electric power quality parameters.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета характеристик перенапряжений.In this case, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating the characteristics of overvoltages.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки и/или других частей конструкции ВЭО.At the same time, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating the temperature of the warmest point of the winding and / or other parts of the HEO design.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета нагрузочной возможности ВЭО.At the same time, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating the load-bearing ability of the VEO.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета содержания влаги в изоляции ВЭО и/или температуры образования пузырьков пара.At the same time, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating the moisture content in the isolation of VEO and / or the temperature of formation of vapor bubbles.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета старения изоляции и/или остаточного ресурса ВЭО.In this case, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating the aging of insulation and / or residual life of HEO.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета внутренних потерь в ВЭО.In this case, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating internal losses in the HEO.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета состояния обмоток.In this case, the block of calculation models may further comprise a block for calculating the state of the windings.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета состояния и эффективности системы охлаждения.At the same time, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating the state and efficiency of the cooling system.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета состояния устройства РПН.In this case, the block of calculation models may further comprise a block for calculating the state of the on-load tap-changer device.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета разрядной активности (характеристик частичных разрядов).In this case, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating bit activity (characteristics of partial discharges).
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета состояния вводов, и/или других аппаратов, устройств и подсистем ВЭО.In this case, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating the state of inputs, and / or other devices, devices and subsystems of VEO.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета комплексной оценки состояния ВЭО.At the same time, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating a comprehensive assessment of the state of HEO.
При этом блок расчетных моделей может дополнительно содержать блок расчета аварийных и предаварийных состояний ВЭО.In this case, the block of calculation models may additionally contain a block for calculating emergency and pre-emergency conditions of HEO.
Между совокупностью существенных признаков и техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, существует следующая причинно-следственная связь.Between the totality of the essential features and the technical result achieved by using the invention, there is the following causal relationship.
В отличие от известных систем мониторинга (непрерывного контроля), обеспечивающих контроль конкретного вида оборудования, заявленная система мониторинга ВЭО обеспечивает мониторинг как одного вида ВЭО, так и комплексный контроль различных видов ВЭО энергетических объектов, и/или энергетических систем с одновременным контролем состояния одного или нескольких единиц ВЭО единственным программным и/или аппаратным комплексом в соответствии с диагностическими параметрами, критериями и математическими моделями, характеризующими состояние конкретного вида ВЭО.In contrast to the well-known monitoring systems (continuous monitoring) that provide control of a specific type of equipment, the declared VEO monitoring system provides monitoring of both one type of VEO and comprehensive monitoring of various types of VEO of energy objects and / or energy systems with simultaneous monitoring of the state of one or several VEO units with the only software and / or hardware complex in accordance with diagnostic parameters, criteria and mathematical models characterizing the state of ie a specific type of HEO.
Наличие блока передачи данных и интеграции системы мониторинга в автоматизированную систему диспетчерского управления (АСДУ), и/или автоматизированную систему учета электроэнергии (АСУЭ), и/или автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП), и/или автоматизированную систему управления планированием производства (АСУ ПВ), и/или автоматизированную систему управления технического обслуживания и ремонтов, и/или дополнительные виды автоматизированных систем управления и планирования, и/или в вычислительные ресурсы с возможностью использования технологий облачных вычислений позволяет повысить эффективность использования результатов контроля, удаленный сбор информации, оценку состояния и повышения эффективности управления и диагностирования ВЭО. При этом возможно гибкое подключение системы к уже существующим системам высшего уровня подстанций по известным протоколам, например в качестве сервера по протоколам ОРС, МЭК-60870-5-104 и т.п., что также дополнительно повышает универсальность применения системы.The presence of a data transmission unit and integration of a monitoring system into an automated dispatch control system (ASDU), and / or an automated electricity metering system (ASUE), and / or an automated process control system (ASU TP), and / or an automated production planning control system ( ACS PV), and / or an automated control system for maintenance and repairs, and / or additional types of automated control and planning systems, and / or computer resources sy with the use of cloud computing technology allows more efficient use of the test results, the remote data collection, evaluation of the condition and improve management and diagnosing VEO. At the same time, it is possible to flexibly connect the system to existing systems of the highest level of substations using well-known protocols, for example, as a server using the protocols OPC, IEC-60870-5-104, etc., which also further increases the versatility of the system.
Указанные выше признаки в сочетании с применением в системе блока управления, содержащего средства для управления подсистемами собственных нужд системы мониторинга, и/или исполняющими механизмами систем и устройств ВЭО в автоматическом и ручном режиме управления, а также применение блока оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО с программным средством для оповещения, и/или исполняющими механизмами для управления устройствами оповещения позволяет обеспечить дополнительные средства для предупреждения предаварийных или аварийных состояний работы ВЭО и автоматизировать работу оператора по их прекращению.The above signs in combination with the use of a control unit in the system that contains means for controlling the subsystems of the auxiliary needs of the monitoring system and / or the executing mechanisms of the VEO systems and devices in the automatic and manual control mode, as well as the use of a notification unit for maintenance personnel about the VEO state with software means for warning, and / or executive mechanisms for controlling warning devices, allows to provide additional means for warning pre-emergency or ariynyh states work HEO and automate their end to the operator.
При этом блок обработки, сбора и архивирования данных оборудован программными и аппаратными средствами для обмена информацией с другими блоками для возможности установки технического состояния ВЭО в непрерывном режиме в процессе его эксплуатации, что позволяет осуществлять работу системы мониторинга автономно в течение длительного временного периода даже при отключенном автоматизированном месте оператора, например за счет хранения архивов на твердотельной энергонезависимой памяти. При этом будут обеспечиваться все функции по сбору, обработке и накоплению информации из контролируемого объекта, в том числе по регистрации штатных, предаварийных и аварийных состояний ВЭО. По запросу пользователя или автоматически все базы собранных данных могут передаваться блоком мониторинга на автоматизированное рабочее место оператора, и/или другие устройства для обработки и хранения данных.At the same time, the processing, data collection and archiving unit is equipped with software and hardware for exchanging information with other units for the possibility of setting the technical condition of the VEO in the continuous mode during its operation, which allows the monitoring system to work autonomously for a long time period even when the automated operator’s location, for example, by storing archives on solid-state non-volatile memory. At the same time, all functions will be provided for the collection, processing and accumulation of information from the controlled facility, including the registration of regular, pre-emergency and emergency conditions of HEO. At the request of the user or automatically, all databases of collected data can be transferred by the monitoring unit to the operator’s workstation, and / or other devices for processing and storing data.
Также выполнение составляющих системы, таких как блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или источников информации, блок расчета математических моделей и блок управления, с возможностью установки конфигурации блока в зависимости от типа конструкции, количества единиц ВЭО и конфигурации первичных датчиков и устройств, также дополнительно позволяет осуществить гибкие настройки параметров системы и повысить ее универсальность с одновременным сохранением эффективности диагностики ВЭО.Also, the implementation of system components, such as a unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or sources of information, a unit for calculating mathematical models and a control unit, with the ability to set the configuration of the unit depending on the type of design, the number of HEO units and the configuration of primary sensors and devices, also additionally allows you to make flexible settings of the system parameters and increase its versatility while maintaining the efficiency of HEO diagnostics.
Выполнение блока расчета математических моделей с возможностями:The implementation of the block calculation of mathematical models with the capabilities:
- установления конфигурации блока в зависимости от типа конструкции, количества единиц ВЭО и конфигурации первичных датчиков и устройств;- establishing the configuration of the unit depending on the type of structure, the number of HEO units and the configuration of primary sensors and devices;
- взаимодействия с другими блоками;- interaction with other blocks;
- обработки информации об изменениях в состоянии оборудования,- processing information about changes in the condition of equipment,
позволяет повысить эффективность работы системы и исключить влияние человеческого фактора в системе за счет применения математических алгоритмов, с помощью которых на основе первичных данных от блока приема информации от первичных датчиков и устройств измерения, и/или средств контроля рассчитывается ряд параметров, позволяющий более точно определить наличие неполадок и дефектов, а также обеспечивает время для принятия мер по их предупреждению, в частности электрические параметры и/или параметры качества электроэнергии, характеристики перенапряжений, температуру наиболее нагретой точки обмотки и/или других частей конструкции ВЭО, нагрузочные возможности ВЭО, содержание влаги в изоляции ВЭО и/или температуру образования пузырьков пара, старение изоляции и/или остаточный ресурс ВЭО, внутренние потери в ВЭО, состояние обмоток, состояние и эффективность системы охлаждения, состояние устройства РПН, разрядная активность (характеристики частичных разрядов), состояние вводов, и/или других аппаратов, устройств и подсистем ВЭО, комплексная оценка состояния ВЭО, аварийные и предаварийных состояния ВЭО.allows you to increase the efficiency of the system and eliminate the influence of the human factor in the system through the use of mathematical algorithms, with which a number of parameters are calculated based on the primary data from the unit for receiving information from primary sensors and measuring devices, and / or monitoring tools, allowing more accurately determine the presence of malfunctions and defects, and also provides time for taking measures to prevent them, in particular, electrical parameters and / or electric power quality parameters, characteristics ki of overvoltage, temperature of the warmest point of the winding and / or other parts of the VEO design, load capacities of VEO, moisture content in the insulation of VEO and / or temperature of formation of vapor bubbles, aging of insulation and / or residual life of VEO, internal losses in VEO, state of the windings, the condition and effectiveness of the cooling system, the status of the on-load tap-changer, the discharge activity (characteristics of partial discharges), the state of the inputs, and / or other devices, devices and subsystems of the VEO, a comprehensive assessment of the state of the VEO, emergency and pre-emergency state of HEO.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующим примером осуществления системы и соответствующей блок-схемой системы. Изобразительные материалы, иллюстрирующие заявленное изобретение, а также приведенный пример конкретного выполнения системы никоим образом не ограничивают объем притязаний, изложенный в формуле, а только поясняют сущность изобретения.The present invention is illustrated by the following embodiment of the system and the corresponding block diagram of the system. Visual materials illustrating the claimed invention, as well as the example of a specific implementation of the system in no way limit the scope of the claims set forth in the claims, but only explain the essence of the invention.
Система мониторинга высоковольтного электротехнического оборудования (ВЭО) содержит блок обработки, сбора и архивирования данных 1, блок приема информации от первичных датчиков, и/или устройств, и/или информационных сетей 2, блок расчета математических моделей 3, блок ведения журналов состояния ВЭО 4, блок управления 5, блок визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, в виде таблиц, и/или графиков, и/или мнемосхем 6, блок оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО 7, блок передачи данных и интеграции системы мониторинга 8.The monitoring system for high-voltage electrical equipment (VEO) contains a block for processing, collecting and archiving data 1, a unit for receiving information from primary sensors, and / or devices, and / or information networks 2, a unit for calculating mathematical models 3, a unit for logging the state of VEO 4, control unit 5, a unit for visualizing parameters characterizing the state of VEO, in the form of tables, and / or graphs, and / or mimic diagrams 6, a unit for notifying service personnel about the state of VEO 7, a data transmission and integration unit for the monitoring system 8.
Блок приема информации от первичных датчиков и устройств измерения, и/или средств контроля 2 содержит блок измерения величины тока 9, блок измерения величины напряжения 10, блок измерения температуры и блок измерения влажности окружающей среды, которые могут быть объединены в одном блоке 11, блок контроля системы охлаждения ВЭО 12, блок измерения токов утечки изоляции или токов комплексной проводимости 13, блок контроля сигналов от датчиков давления масла, и/или элегаза, и/или плотности элегаза 14, блок контроля температурного состояния оборудования 15, блок контроля состояния трансформаторного масла 16, блок контроля состояния релейных сигналов от устройств защиты и управления системами и устройствами ВЭО 17, блок контроля состояния устройства РПН 18, блок контроля характеристик частичных разрядов 19, блок контроля тока сквозного короткого замыкания 20, блок контроля импульсных напряжений 21, блок контроля вибрации ВЭО 22.The unit for receiving information from primary sensors and measuring devices, and / or control devices 2 contains a unit for measuring the magnitude of the current 9, a unit for measuring the magnitude of the voltage 10, a unit for measuring temperature and a unit for measuring environmental humidity, which can be combined in one unit 11, a control unit VEO cooling systems 12, a unit for measuring insulation leakage currents or complex conductivity currents 13, a unit for monitoring signals from oil pressure sensors, and / or SF6 gas, and / or a density of SF6 gas, a temperature state monitoring unit for equipment 15, a unit for monitoring the status of transformer oil 16, a unit for monitoring the status of relay signals from protection devices and for controlling systems and devices of VEO 17, a unit for monitoring the status of the on-load tap-changer 18, a unit for monitoring the characteristics of partial discharges 19, a unit for monitoring the through current of a short circuit 20, a monitoring unit pulse voltage 21, vibration control unit VEO 22.
Блок измерения величины тока 9 содержит средства для измерения мгновенных, средних и действующих значений тока. Блок измерения величины напряжения 10 содержит средства для измерения мгновенных, средних и действующих значений напряжения. Блок контроля системы охлаждения ВЭО 12 содержит средства для контроля сигналов от датчиков температуры на входе и выходе охладителей, средства для регистрации релейных сигналов от исполнительных механизмов и устройств системы охлаждения, средства для контроля сигналов от датчиков тока в обмотках или датчиков мощности двигателей насосов и вентиляторов. Блок контроля температурного состояния оборудования 15 содержит средства для контроля температуры верхних и нижних слоев изоляции и/или средства для контроля температур обмоток, контактов, исполнительных механизмов, элементов конструкции оборудования, и/или средство для контроля сигналов от оптических датчиков прямого измерения температуры. Блок контроля состояния трансформаторного масла 16 содержит средства для контроля сигналов от устройств и датчиков измерения концентрации влаги и диагностических газов в масле.The current value measuring unit 9 comprises means for measuring instantaneous, average and effective current values. The voltage measuring unit 10 comprises means for measuring instantaneous, average and effective voltage values. The control unit of the cooling system VEO 12 contains means for monitoring signals from temperature sensors at the inlet and outlet of coolers, means for registering relay signals from actuators and devices of the cooling system, means for monitoring signals from current sensors in the windings or power sensors of pump and fan motors. The temperature state control unit of equipment 15 contains means for monitoring the temperature of the upper and lower insulation layers and / or means for controlling the temperatures of windings, contacts, actuators, structural elements of the equipment, and / or means for monitoring signals from optical sensors of direct temperature measurement. The transformer oil condition monitoring unit 16 contains means for monitoring signals from devices and sensors for measuring moisture concentration and diagnostic gases in the oil.
Блок расчета математических моделей в реальном масштабе времени 3 содержит блок расчета электрических параметров, и/или параметров качества электроэнергии 23, блок расчета характеристик перенапряжений 24, блок расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки 25, блок расчета нагрузочной возможности 26, блок расчета содержания влаги в изоляции трансформаторного оборудования, и/или температуры образования пузырьков пара 27, блок расчета старения изоляции 28, блок расчета внутренних потерь в ВЭО 29, блок расчета состояния обмоток 30, блок расчета состояния и эффективности системы охлаждения 31, блок расчета состояния устройства РПН 32, блок расчета разрядной активности (характеристик частичных разрядов) 33, блок расчета состояния вводов 34, блок расчета комплексной оценки состояния оборудования 35, блок расчета аварийных и предаварийных состояний ВЭО 36.The unit for calculating mathematical models in real time 3 contains a unit for calculating electrical parameters and / or quality parameters of electricity 23, a unit for calculating the characteristics of the overvoltage 24, a unit for calculating the temperature of the warmest point of the winding 25, a unit for calculating the load capability 26, a unit for calculating the moisture content in insulation transformer equipment, and / or temperature of formation of vapor bubbles 27, block for calculating aging of insulation 28, block for calculating internal losses in VEO 29, block for calculating the state of windings 30, block for calculating These are the status and efficiency of the cooling system 31, the on-load tap-changer state calculation unit 32, the discharge activity calculation unit (partial discharge characteristics) 33, the input state calculation unit 34, the complex state condition estimation complex calculation unit 35, the emergency and pre-emergency condition calculation unit VEO 36.
Блок управления 5 содержит блок управления системой охлаждения ВЭО 37, блок автоматического и/или дистанционного управления исполнительными механизмами устройства РПН 38, блок управления исполняющими механизмами системы защиты ВЭО 39.The control unit 5 comprises a control unit for the cooling system of the VEO 37, an automatic and / or remote control unit for actuators of the on-load tap-changer 38, a control unit for the actuating mechanisms of the protection system of the VEO 39.
Выход блока обработки, сбора и архивирования данных 1 связан с входами блока ведения журналов состояния ВЭО 4, блока визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, в виде таблиц, и/или графиков, и/или мнемосхем 6, блока оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО 7 и блока передачи данных и интеграции системы мониторинга 8.The output of the processing, data collection and archiving unit 1 is connected to the inputs of the VEO 4 status logging unit, the visualization unit of the parameters characterizing the VEO state, in the form of tables, and / or graphs, and / or mnemonic diagrams 6, the notification unit for maintenance personnel about the VEO 7 state and data transmission unit and monitoring system integration 8.
Вход блока обработки, сбора и архивирования данных 1 связан с выходом блока приема информации от первичных датчиков и устройств измерения, и/или средств контроля 2.The input of the processing unit, collecting and archiving data 1 is connected with the output of the unit for receiving information from primary sensors and measuring devices, and / or control devices 2.
Выход блока оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО 7 связан с блоком управления 5.The output of the notification unit for maintenance personnel about the state of the VEO 7 is connected to the control unit 5.
Также блок обработки, сбора и архивирования данных 1 содержит средства для обмена данными с блоком управления 5 и блоком расчета математических моделей 3.Also, the processing unit, collecting and archiving data 1 contains means for exchanging data with the control unit 5 and the calculation unit of mathematical models 3.
Конструктивно система может быть выполнена как блок мониторинга, элементы которого могут быть размещены в одном или нескольких шкафах, при этом одна система может содержать несколько блоков мониторинга. Блок визуализации 6 может выполняться в виде системного шкафа, содержащего электронно-вычислительную машину с монитором, панели визуализации или ЭВМ настольного типа. Блок визуализации также может быть совмещен с блоком мониторинга.Structurally, the system can be implemented as a monitoring unit, the elements of which can be placed in one or more cabinets, while one system can contain several monitoring units. The visualization unit 6 can be performed in the form of a system cabinet containing an electronic computer with a monitor, a visualization panel, or a desktop type computer. The visualization unit can also be combined with the monitoring unit.
Используют систему мониторинга высоковольтного электротехнического оборудования (ВЭО) следующим образом.Use the monitoring system of high voltage electrical equipment (VEO) as follows.
Все основные рабочие параметры высоковольтного электротехнического оборудования (ВЭО), например силового трансформатора, измеряются и контролируются с помощью составляющих блоков 9-22 блока приема информации от первичных датчиков и устройств измерения, и/или средств контроля 2. Так, блок измерения величины тока 9 осуществляет измерение мгновенных, средних и действующих значений тока в обмотках высокого, среднего и низкого напряжения в фазах А, В, С, обеспечивает постоянный контроль всех значений тока и наблюдение за наличием или отсутствием перегрузок по току. Блок измерения величины напряжения 10 осуществляет измерение мгновенных, средних и действующих значений напряжения в обмотках высокого, среднего и низкого напряжения в фазах А, В, С, обеспечивает постоянный контроль всех значений напряжения и наблюдения за наличием или отсутствием перегрузок по напряжению и показателями качества электроэнергии. Блок измерения температуры и блок измерения влажности окружающей среды (блок 11) осуществляет постоянный контроль за значением указанной температуры и/или влажности, которые необходимы как вспомогательные параметры при контроле ВЭО. Блок контроля системы охлаждения ВЭО 12 осуществляет измерение температуры верхних слоев трансформаторного масла, измерение температуры трансформаторного масла на входе и выходе охладителей, контроль уровня масла и контроль давления масла в баке трансформатора и баке устройства РПН, что позволяет полностью контролировать систему масляного охлаждения трансформатора и вовремя предупреждать аварийные ситуации, которые могут возникнуть при повышении или понижении уровня масла в баке трансформатора или в баке устройства РПН, при резком повышении давления масла в баке трансформатора или баке устройства РПН, при повышении температуры масла в баке трансформатора или в баке устройства РПН выше допустимой. Блок измерения токов утечки изоляции или токов комплексной проводимости 13 осуществляет измерение токов утечки в изоляции и обеспечивает возможность контроля диэлектрических характеристик главной изоляции. Блок контроля сигналов от датчиков давления масла, и/или элегаза, и/или плотности элегаза 14 осуществляет измерение давления масла во вводах и/или элегаза, и/или плотности элегаза (электротехнического газа, который является основным изолятором в ВЭО с элегазовой изоляцией). Блок контроля температурного состояния оборудования 15 осуществляет измерение температуры верхних и нижних слоев масла, обмоток, и/или других частей конструкции. Блок контроля состояния трансформаторного масла 16 осуществляет измерение влажности и концентрации растворенных газов в масле в баке трансформатора, и/или бака устройства РПН. Блок контроля состояния релейных сигналов от устройств защиты и управления системами и устройствами ВЭО 17 предназначен для регистрации состояния релейных сигналов и передачи текущих состояний релейных сигналов и архивов событий. Блок контроля состояния устройства РПН 18 обеспечивает получение информации о положении устройства РПН в фазах А, В и С, о времени начала и окончания переключений устройства РПН в каждой из фаз, о количестве переключений устройства РПН, позволяет осуществлять оперативный контроль за работой устройства РПН. Блок контроля характеристик частичных разрядов 19 осуществляет прием от электрических, акустических и ультразвуковых датчиков частичных разрядов, обеспечивает выявление дефектов высоковольтной изоляции всех видов и всех типов ВЭО на ранних стадиях их появления. Блок контроля тока сквозного короткого замыкания 20 дополнительно позволяет регистрировать количество и характеристики аварийных токов и прогнозировать сроки обслуживания ВЭО или его ресурс. Блок контроля импульсных напряжений 21 осуществляет регистрацию количества и характеристик импульсных напряжений для прогнозирования остаточного ресурса ВЭО, и расчета статистики качества электроэнергии, контроль предотвращения перенапряжений ВЭО.All the main operating parameters of high-voltage electrical equipment (VEO), for example, a power transformer, are measured and monitored using component blocks 9-22 of a block for receiving information from primary sensors and measuring devices, and / or monitoring means 2. Thus, the current magnitude measuring unit 9 carries out measurement of instantaneous, average and effective current values in high, medium and low voltage windings in phases A, B, C, provides constant monitoring of all current values and monitoring for the presence or absence of current overload. The voltage measuring unit 10 measures the instantaneous, average, and current voltage values in the high, medium, and low voltage windings in phases A, B, C, provides constant monitoring of all voltage values and monitoring the presence or absence of voltage overloads and power quality indicators. The temperature measuring unit and the ambient humidity measuring unit (block 11) constantly monitor the value of the indicated temperature and / or humidity, which are necessary as auxiliary parameters for the control of wind turbines. The control unit of the cooling system VEO 12 measures the temperature of the upper layers of transformer oil, measures the temperature of transformer oil at the inlet and outlet of coolers, controls the oil level and controls the oil pressure in the transformer tank and on-load tap-changer tank, which allows full control of the transformer’s oil cooling system and timely warning emergency situations that can occur when the oil level rises or falls in the tank of the transformer or in the tank of the on-load tap-changer, with a sharp Accelerating the oil pressure in the tank of the transformer or tap changer tank, with increasing oil temperature in the transformer tank or in the tank above the permissible OLTC. The unit for measuring leakage currents of the insulation or currents of the complex conductivity 13 measures the leakage currents in the insulation and provides the ability to control the dielectric characteristics of the main insulation. The signal monitoring unit from the sensors for oil pressure and / or SF6 gas and / or the density of SF6 14 measures the oil pressure in the inlets and / or SF6 gas and / or the density of SF6 gas (electrotechnical gas, which is the main insulator in VEO with SF6 insulation). The temperature state control unit of equipment 15 measures the temperature of the upper and lower layers of oil, windings, and / or other parts of the structure. The transformer oil condition monitoring unit 16 measures the humidity and concentration of dissolved gases in the oil in the transformer tank and / or on-load tap-changer tank. The unit for monitoring the state of relay signals from protection devices and for controlling systems and devices of VEO 17 is designed to record the status of relay signals and transmit the current status of relay signals and event archives. The on-load tap-changer state monitoring unit 18 provides information about the position of the on-load tap-changer in phases A, B and C, about the start and end time of the on-load tap-changer switch in each phase, about the number of switch-overs of the on-load tap-changer, which allows operational monitoring of the on-load tap-changer operation. The partial discharge characteristics control unit 19 receives partial discharges from electric, acoustic and ultrasonic sensors, and provides for the identification of defects in high-voltage insulation of all types and all types of HEOs in the early stages of their appearance. The through-circuit short-circuit current control unit 20 additionally allows recording the number and characteristics of emergency currents and predicting the service life of a wind turbine or its service life. The impulse voltage monitoring unit 21 performs registration of the number and characteristics of impulse voltages for predicting the residual life of HEO, and calculating the statistics of the quality of electricity, monitoring the prevention of overheating of HEO.
Блок контроля вибрации ВЭО 22 позволяет выявить характерные зоны повышения вибрации ВЭО для диагностики состояния подсистем и элементов конструкции ВЭО.The VEO 22 vibration control unit makes it possible to identify characteristic zones of VEO vibration increase for diagnosing the state of subsystems and VEO design elements.
Информация от блока 2 поступает через блок 1 в блок расчета математических моделей 3, который обеспечивает обработку первичных параметров от первичных датчиков и устройств и осуществляет расчет всех необходимых электрических и неэлектрических характеристик. Также в блоке 1 осуществляется автоматическая запись осциллограмм при превышении допустимых мгновенных, средних и действующих значений каждого из измеряемых параметров на основе информации, поступающей от блока 2 и с учетом интегральных характеристик, рассчитываемых блоком 3.Information from block 2 enters through block 1 into the block for calculating mathematical models 3, which provides the processing of primary parameters from primary sensors and devices and calculates all the necessary electrical and non-electrical characteristics. Also, in block 1, the automatic recording of waveforms is performed when exceeding the permissible instantaneous, average and effective values of each of the measured parameters based on the information received from block 2 and taking into account the integral characteristics calculated by block 3.
Блок расчета математических моделей 3 на основе информации, поступающей от блока 1, осуществляет вычисления срока службы трансформатора (ВЭО) с учетом величины температуры наиболее нагретой точки обмотки, качества энергии, средних значений тока и напряжения в трехфазной сети, положительных и отрицательных последовательностей тока и напряжения, небаланса токов и напряжений в трехфазной сети, коэффициента мощности, отношение амплитуды нулевой гармоники тока к сумме всех гармоник тока, косинуса разности фаз гармоник тока и напряжения, потребление электроэнергии (активной и реактивной), общего процента гармонических искажений, коэффициента трансформации, допустимого коэффициента нагрузки, срока службы трансформатора, срока службы устройства РПН, скорости старения изоляции и т.п. При возникновении аварийной ситуации в одном или нескольких системах трансформатора срабатывает система защиты, что вызывает включение звуковой и световой сигнализации блока оповещения обслуживающего персонала о состоянии ВЭО 7. Аварийная сигнализация отключается только после принятия обслуживающим персоналом мер по устранению аварийной ситуации.The block for calculating mathematical models 3, based on the information received from block 1, calculates the service life of the transformer (VEO) taking into account the temperature of the warmest point of the winding, energy quality, average values of current and voltage in a three-phase network, positive and negative sequences of current and voltage , unbalance of currents and voltages in a three-phase network, power factor, ratio of the amplitude of the zero harmonic of the current to the sum of all harmonics of the current, the cosine of the phase difference of the harmonics of current and voltage, sweat eblenie power (active and reactive), total percentage of harmonic distortion transformation coefficient allowable load factor of the transformer term service life of the tap changer service speed insulation aging, etc. In the event of an emergency in one or more transformer systems, the protection system is activated, which triggers the sound and light signaling of the notification unit for maintenance personnel about the state of the HEO 7. The alarm is disabled only after the maintenance personnel take measures to eliminate the emergency.
Блок 37 управления системой охлаждения ВЭО использует информацию, поступающую от блока 12 контроля системы масляного охлаждения, блока измерения тока 9, блока контроля температурного состояния 15, блока контроля состояния релейных сигналов 17 блока 3 расчетных моделей по данным измерений. Управление системой масляного охлаждения ВЭО позволяет обеспечить минимальные колебания температуры масла в системе масляного охлаждения, увеличить ресурс приводов системы охлаждения.The VEO cooling system control unit 37 uses the information received from the oil cooling system control unit 12, the current measurement unit 9, the temperature state control unit 15, the status signal relay control unit 17 of the calculation model unit 3 according to the measurement data. The control of the VEO oil cooling system allows to ensure minimal fluctuations in the oil temperature in the oil cooling system, to increase the life of the cooling system drives.
Блок автоматического и/или дистанционного управления исполнительными механизмами устройства РПН 38 осуществляет переключение устройства РПН по команде оператора или диспетчера с удаленного диспетчерского пункта через блок визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, в виде таблиц, и/или графиков, и/или мнемосхем 6. Блок 38 автоматического и/или дистанционного управления исполнительными механизмами устройства РПН может блокировать его переключение при получении информации от блока 9 и блока 15 о перегрузке ВЭО по току и по низкой температуре масла в баке контактора РПН. Автоматическое управление возможно по информации, которая поступает от блока измерения тока 9, блока измерения напряжения 10, блока контроля состояния релейных сигналов 17 и блока математических моделей 3.The automatic and / or remote control unit of the actuators of the on-load tap-changer device 38 switches the on-load tap-changer at the command of the operator or dispatcher from a remote control room through the visualization unit of parameters characterizing the state of the HEO, in the form of tables, and / or graphs, and / or mimics 6. Block 38 automatic and / or remote control of the actuators of the on-load tap-changer device can block its switching upon receipt of information from block 9 and block 15 about the overload of the HEO by current and bottom second oil temperature in the tap changer tank contactor. Automatic control is possible according to the information received from the current measuring unit 9, the voltage measuring unit 10, the state monitoring unit of the relay signals 17 and the mathematical model unit 3.
Блок ведения журналов состояния ВЭО 4 осуществляет непрерывную регистрацию всех текущих параметров, измеряемых блоком 2, рассчитанных блоком 3 и контролируемых блоком 5. Также блок ведения журналов состояния ВЭО 4 регистрирует информацию о срабатывании блока 7 оповещения обслуживающего персонала о состоянии системы защиты.The VEO 4 status logging unit continuously records all current parameters measured by block 2, calculated by block 3 and monitored by block 5. The VEO 4 status logging block also records information about the operation of the notification unit 7 for the maintenance personnel about the status of the protection system.
Блок обработки, сбора и архивирования данных 1, оборудованный системой, запрограммированной в соответствии с основными допустимыми параметрами работы трансформатора в режиме эксплуатации, осуществляет обработку и ведение архивов всех измеряемых, контролируемых и расчетных параметров, а также всех событий, которые происходят в процессе эксплуатации ВЭО, сравнивает данные, поступающие к нему, с допустимыми параметрами работы ВЭО. Также обработка блоком 1 информации об изменениях, происходящих в процессе эксплуатации ВЭО, которые называются еще историческими трендами, позволяет на основании архивных данных в любой момент времени восстановить информацию о процессах, которые произошли и происходят в период эксплуатации трансформатора и об изменениях в состоянии его важнейших систем, а также прогнозировать его состояние на основе существующих тенденций.The data processing, data collection and archiving unit 1, equipped with a system programmed in accordance with the main permissible parameters of the transformer operation in the operating mode, processes and maintains archives of all measured, controlled and calculated parameters, as well as all events that occur during the operation of the VEO, compares the data coming to him with the valid parameters of the VEO. Also, the processing by block 1 of information about changes occurring during the operation of wind turbines, which are also called historical trends, allows, on the basis of archived data, at any time to restore information about the processes that occurred and occur during the operation of the transformer and about changes in the state of its most important systems , as well as predict its condition based on existing trends.
Блок визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, в виде таблиц, и/или графиков, и/или мнемосхем 6, обеспечивает оператору возможность удобной работы с текущими, архивными и полученными расчетным путем значениями рабочих параметров в виде таблиц, и/или графиков, позволяет анализировать данные, выполнять диалог с системой и вовремя отслеживать возникновение предаварийном или аварийной ситуации и принять меры по предотвращению и/или устранению такой ситуации.The visualization unit of the parameters characterizing the state of VEO in the form of tables, and / or graphs, and / or mimic diagrams 6, provides the operator with the opportunity to conveniently work with the current, archived and calculated values of the operating parameters in the form of tables and / or graphs, allows you to analyze data, carry out a dialogue with the system and timely monitor the occurrence of a pre-emergency or emergency situation and take measures to prevent and / or eliminate such a situation.
Блок передачи данных и интеграции системы мониторинга 8 позволяет осуществлять на расстоянии контроль всех значений текущих параметров, выполнять анализ архивных данных, анализировать информацию об изменениях, происходящих в процессе эксплуатации ВЭО. Информация о значении измеренных рабочих параметров, о параметрах, полученные расчетным путем, и о событиях, происходящих в процессе эксплуатации ВЭО, поступает в блок 18 через блок 1 от блока 2, блока 3, блока 4 и блока 5, причем это позволяет не только осуществлять дистанционное управление работой важнейших систем трансформатора и постоянное наблюдение за режимами его работы, но и автоматическую обработку информации системами верхнего уровня.The data transmission and integration unit of the monitoring system 8 allows remote monitoring of all values of the current parameters, analysis of archive data, and analysis of information about changes that occur during the operation of wind turbines. Information about the value of the measured operating parameters, about the parameters obtained by calculation, and about the events that occur during the operation of the HEO, comes to block 18 through block 1 from block 2, block 3, block 4 and block 5, and this allows not only remote control of the most important transformer systems and constant monitoring of its operation modes, but also automatic information processing by top-level systems.
Блок передачи данных и интеграции системы мониторинга 8 дополнительно может быть оборудован веб-сервером (программным и аппаратным оборудованием) с возможностью предоставления текущей и архивной информации о состоянии оборудования локальным и/или удаленным пользователям.The data transmission and integration unit of the monitoring system 8 can additionally be equipped with a web server (software and hardware) with the ability to provide current and archive information about the status of the equipment to local and / or remote users.
Исходя из этого, система, которая заявляется, обеспечивает возможность осуществления контроля всех основных рабочих параметров трансформатора (и/или другого ВЭО) в реальном масштабе времени и получения информации о абсолютных значениях основных рабочих параметров в виде таблиц, и/или графиков в любой момент времени в процессе эксплуатации ВЭО не только обслуживающим персоналом, но удаленными пользователями.Based on this, the system that is claimed provides the ability to monitor all the main operating parameters of the transformer (and / or other VEO) in real time and to obtain information about the absolute values of the main operating parameters in the form of tables and / or graphs at any time during the operation of VEO not only by maintenance personnel, but by remote users.
В системе мониторинга высоковольтного электротехнического оборудования (ВЭО) в качестве средств для измерения мгновенных, средних и действующих значений тока или напряжения в обмотках высокого, среднего и низкого напряжения в фазах А, В, С в блоке 9 и блоке 10 могут использовать стандартные средства, предназначенные для измерения тока или напряжения соответственно, в частности приборы Power Monitor 3000, Power Monitor 1000 производства фирмы Alien Bradley, PM075 - Satec, Z203 - Seneca или другие аналогичные приборы с цифровыми выходными интерфейсами. Для измерения температуры окружающей среды система содержит стандартные, предназначенные для этого средства, например приборы РТ100. В блоке 12 контроля системы масляного охлаждения ВЭО для измерения температуры верхних слоев трансформаторного масла, для измерения температуры трансформаторного масла на входе и выходе охладителей, для контроля уровня масла и для контроля давления масла в баке трансформатора и баке устройства РПН используются известные, предназначенные для этого средства, например приборы контроля температуры РТ100, индикаторы температуры масла OTI производства АВ QUALITROL, прибор для измерения давления масла АКМ oil level Series 67/69. В блоке контроля сигналов от датчиков давления масла, и/или элегаза, и/или плотности элегаза 14 также используются известные, предназначенные для этого средства, например прибор для измерения давления масла АКМ oil level Series 67/69, в блоке для регистрации токов проводимости изоляции вводов 13 используются специализированные датчики серии AIB ООО «Енергоавтоматизация» или аналогичные. В блоке температурного состояния оборудования 15 для измерения температуры в обмотках высокого, среднего и низкого напряжения в фазах А, В, С используются также предназначенные для этого известные средства, например индикатор температуры обмотки WTI Series 35 производства АВ QUALITROL или оптические датчики прямого измерения температуры LumaSense или аналогичные. В блоке 16 контроля состояния трансформаторного масла для измерения температуры масла, его влажности и концентрации растворенных в масле газов в баке трансформатора и баке устройства РПН используются также предназначенные для этого известные средства для измерения влажности масла и содержания газа, например приборы серии Calisto Morgan Schaffer или аналогичные. Составляющие блока приема информации от первичных датчиков и устройств измерения, и/или средств контроля 2, блока расчета математических моделей в реальном масштабе времени 3, блок ведения журналов состояния ВЭО 4, блок управления 5, блок 4 ведения журналов состояния ВЭО, блок визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, в виде таблиц, и/или графиков, и/или мнемосхем, блок передачи данных и интеграции системы мониторинга 8, блок обработки, сбора и архивирования данных 1 выполнены на основе известной компьютерной и микропроцессорной техники, аналогово-цифровых и электромагнитных преобразователей, электромеханических и полупроводниковых аппаратов автоматики, устройств защиты и оборудованы предназначенным для выполнения необходимых действий программным обеспечением. Блок управления системой охлаждения 37 выполняет включение и отключение насосов и вентиляторов охладителей в зависимости от информации, которая поступает от блока 12 контроля системы масляного охлаждения, блока измерения тока 9, блока контроля температурного состояния 15, блока контроля состояния релейных сигналов 17, блока 3 расчетных моделей по данным измерений частности температуры наиболее нагретой точки обмотки. Блок 38 контроля устройства РПН анализирует величины тока и напряжения и определяет положение переключателя РПН, а также позволяет выполнять переключение устройства РПН с удаленного терминала. Блок расчета математических моделей в реальном масштабе времени 3 выполняет расчеты по заданным методикам, используя в качестве исходных данных измеренные в процессе работа величины. Блок ведения журналов состояния ВЭО 4 осуществляет регистрацию всех срабатываний контрольной аппаратуры, а также всех действий обслуживающего персонала. Блок визуализации параметров, характеризующих состояние ВЭО, в виде таблиц, и/или графиков, и/или мнемосхем 6, позволяет выводить на экран монитора как данные текущих измерений, так и данные архивов для их анализа. Блок передачи данных и интеграции системы мониторинга в автоматизированную систему диспетчерского управления (АСДУ), и/или автоматизированную систему учета электроэнергии (АСУЭ), и/или автоматизированную систему управления (АСУ ТП), и/или автоматизированную систему управления планированием производства (АСУ ПВ), и/или автоматизированную систему управления технического обслуживания и ремонтов, и/или другие виды автоматизированных систем управления и планирования 8 организует передачу данных, необходимых для интеграции в существующие на подстанции (станции) системы автоматизированного управления технологическими процессами и автоматизированные системы управления и планирования, которые действуют на предприятии. Блок 1 также выполняет сравнение и анализ изменения параметров ВЭО в процессе эксплуатации по заданному алгоритму.In the monitoring system for high-voltage electrical equipment (VEO), as a means for measuring instantaneous, average and effective values of current or voltage in the windings of high, medium and low voltage in phases A, B, C in block 9 and block 10 can use standard tools designed for measuring current or voltage, respectively, in particular, Power Monitor 3000, Power Monitor 1000 manufactured by Alien Bradley, PM075 - Satec, Z203 - Seneca or other similar devices with digital output interfaces. To measure the ambient temperature, the system contains standard tools intended for this purpose, for example, PT100 devices. In the control unit 12 of the VEO oil cooling system for measuring the temperature of the upper layers of transformer oil, for measuring the temperature of transformer oil at the inlet and outlet of coolers, for monitoring the oil level and for monitoring the oil pressure in the transformer tank and on-load tap-changer tank, known means are used such as PT100 temperature control devices, OTI oil temperature indicators manufactured by AB QUALITROL, AKM oil pressure measuring device oil level Series 67/69. The control unit for signals from oil pressure sensors, and / or SF6 gas, and / or the density of SF6 14 also uses well-known tools intended for this purpose, for example, an AKM oil level Series 67/69 oil pressure measuring device, in a unit for registering insulation conductivity currents of inputs 13, specialized sensors of the AIB series of Energoavtomatization LLC or similar are used. In the temperature state unit of equipment 15 for measuring temperature in high, medium and low voltage windings in phases A, B, C, well-known tools are also used, for example, the temperature indicator of the WTI Series 35 winding made by AB QUALITROL or optical sensors for direct temperature measurement of LumaSense or similar. In the transformer oil condition monitoring unit 16 for measuring the oil temperature, its humidity and the concentration of gases dissolved in the oil in the transformer tank and the on-load tap-changer tank, well-known means for measuring the oil moisture and gas content, for example, Calisto Morgan Schaffer series devices or similar, are also used . Components of the unit for receiving information from primary sensors and measuring devices, and / or control devices 2, the unit for calculating mathematical models in real time 3, the unit for maintaining the VEO status logs 4, the control unit 5, the unit 4 for maintaining the VEO status logs, the parameter visualization unit, characterizing the state of VEO, in the form of tables, and / or graphs, and / or mimic diagrams, the data transmission and integration unit of the monitoring system 8, the processing, data collection and archiving unit 1 are based on the well-known computer and microprocessor technology, analog-to-digital converters and electromagnetic, electromechanical devices and semiconductor automation, protection and equipped for performing necessary actions software. The control unit for the cooling system 37 turns on and off the pumps and fans of the coolers, depending on the information received from the unit 12 for monitoring the oil cooling system, the unit for measuring current 9, the unit for monitoring the temperature state 15, the unit for monitoring the status of relay signals 17, and unit 3 of calculation models according to measurements of a particular temperature of the most heated winding point. The on-load tap-changer control unit 38 analyzes the current and voltage values and determines the position of the on-load tap-changer, and also allows switching of the on-load tap-changer from a remote terminal. The unit for calculating mathematical models in real time 3 performs calculations according to predetermined methods, using the quantities measured during the work as initial data. The VEO 4 status logging unit records all the responses of control equipment, as well as all actions of maintenance personnel. The visualization unit of parameters characterizing the state of VEO in the form of tables, and / or graphs, and / or mimic diagrams 6, allows you to display on the monitor screen both the current measurement data and archive data for their analysis. Data transmission unit and monitoring system integration into an automated dispatch control system (ASDU), and / or an automated electricity metering system (ASUE), and / or an automated control system (ASU TP), and / or an automated production planning control system (ASU PV) , and / or an automated control system for maintenance and repairs, and / or other types of automated control and planning systems 8 organizes the transfer of data necessary for integration into existing and substations (stations) of automated process control systems and automated control and planning systems that operate at the enterprise. Block 1 also compares and analyzes the changes in the VEO parameters during operation according to a given algorithm.
Таким образом, применение заявленного изобретения позволяет получить повышение универсальности использования для мониторинга высоковольтного электротехнического оборудования (ВЭО), обеспечить контроль всех основных рабочих параметров и другой информации в реальном режиме времени, интеграцию системы в существующие автоматизированные системы управления, учета и контроля, обеспечивая адаптивность системы мониторинга в соответствии с типом, конструкцией, количеством единиц ВЭО и конфигурацией первичных датчиков и устройств, а также повышает эффективность диагностики энергообъекта за счет использования единого программно-аппаратного комплекса с одним блоком журналов, визуализации, оповещения и за счет диагностирования всех потенциально аварийно опасных единиц ВЭО с предоставлением любой информации о работе ВЭО удаленным пользователям в реальном режиме времени. Система позволяет повысить эффективность контроля и диагностирования за счет использования значений диагностических параметров, поступающих от датчиков и устройств других типов ВЭО, снизить затраты на первичные датчики, устройства и кабели, дублируемые для нескольких единиц и типов ВЭО, что обеспечивает автоматизацию диагностирования технического состояния ВЭО для создания подстанций без постоянного обслуживающего персонала и интеллектуальных электроэнергетических систем.Thus, the application of the claimed invention allows to increase the versatility of use for monitoring high-voltage electrical equipment (VEO), to provide control of all basic operating parameters and other information in real time, integrate the system into existing automated control systems, accounting and control, ensuring the adaptability of the monitoring system in accordance with the type, design, number of HEO units and the configuration of primary sensors and devices, as well as ovyshaet diagnostic efficiency of the power facility through the use of common hardware and software with a single magazine unit, visualization, notification and at the expense of diagnosing potentially dangerous emergency HEO units providing any information about the operation of VEO of remote users in real-time. The system allows to increase the efficiency of monitoring and diagnostics by using the values of diagnostic parameters coming from sensors and devices of other types of wind turbines, to reduce the costs of primary sensors, devices and cables, duplicated for several units and types of wind turbines, which provides automation of diagnosing the technical condition of wind turbines to create substations without permanent attendants and intelligent electric power systems.
Claims (32)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201303103 | 2013-03-14 | ||
| UAA201303103A UA106309C2 (en) | 2013-03-14 | 2013-03-14 | System for monitoring high-voltage electro-technical equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013127145A RU2013127145A (en) | 2014-12-20 |
| RU2554574C2 true RU2554574C2 (en) | 2015-06-27 |
Family
ID=52682205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013127145/08A RU2554574C2 (en) | 2013-03-14 | 2013-06-14 | High-voltage electrotechnical equipment (hvee) monitoring system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2554574C2 (en) |
| UA (1) | UA106309C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629827C1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы" | Device for controlling cooling system of oil-filled power transformer |
| RU2653699C2 (en) * | 2016-03-09 | 2018-05-14 | Закрытое акционерное общество "Межрегиональное производственное объединение технического комплектования "ТЕХНОКОМПЛЕКТ" (ЗАО "МПОТК "ТЕХНОКОМПЛЕКТ") | Complex for monitoring dc control power systems |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116380805B (en) * | 2023-05-16 | 2023-12-05 | 上海交通大学 | On-load tap-changer gas monitoring method and system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4654806A (en) * | 1984-03-30 | 1987-03-31 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for monitoring transformers |
| UA61173C2 (en) * | 2003-05-15 | 2003-11-17 | Oleksandr Mykolaiov Rassalskyi | Device for controlling parameters of a power transformer |
| RU2304798C2 (en) * | 2005-09-07 | 2007-08-20 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Multi-level automated system of management of industrial-technological processes with control of inputs at the places of their origin for technological objects of gas and oil industry |
-
2013
- 2013-03-14 UA UAA201303103A patent/UA106309C2/en unknown
- 2013-06-14 RU RU2013127145/08A patent/RU2554574C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4654806A (en) * | 1984-03-30 | 1987-03-31 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for monitoring transformers |
| UA61173C2 (en) * | 2003-05-15 | 2003-11-17 | Oleksandr Mykolaiov Rassalskyi | Device for controlling parameters of a power transformer |
| RU2304798C2 (en) * | 2005-09-07 | 2007-08-20 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Multi-level automated system of management of industrial-technological processes with control of inputs at the places of their origin for technological objects of gas and oil industry |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| А.В. ГАВРИЛЕНКО и др., Методика вибрационного обследования силовых трансформаторов, 2004, 18 c. * |
| С.И. ЧИЧЁВ. и др., Система контроля и управления электротехническим оборудованием подстанций, Москва, Издательский дом "Спектр", 2011, 140 с., с. 9-10, 12-13, 18, 58, 64, 79, 85-86, 97-98. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653699C2 (en) * | 2016-03-09 | 2018-05-14 | Закрытое акционерное общество "Межрегиональное производственное объединение технического комплектования "ТЕХНОКОМПЛЕКТ" (ЗАО "МПОТК "ТЕХНОКОМПЛЕКТ") | Complex for monitoring dc control power systems |
| RU2629827C1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-09-04 | Акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы" | Device for controlling cooling system of oil-filled power transformer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013127145A (en) | 2014-12-20 |
| UA106309C2 (en) | 2014-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2242830C1 (en) | Power transformer monitoring device | |
| CN103605015B (en) | High-precision electric parameter measurement dry-type reactor on-Line Monitor Device and method | |
| KR100632813B1 (en) | Digital graphic switchgear | |
| GB2485446A (en) | Motor monitoring and control | |
| CN111272225A (en) | Switch cabinet comprehensive state monitoring system | |
| CN104977087A (en) | Method for automatic early warning of power device fault based on infrared imaging and temperature measurement | |
| CN105094039B (en) | Converter transformer cooler control cabinet intelligent control scheme man-machine interface building method | |
| EP3972084A2 (en) | Systems and methods for monitoring energy-related data in an electrical system | |
| CN107144757B (en) | On-line monitoring device and method for oil flow speed of gas relay | |
| RU2554574C2 (en) | High-voltage electrotechnical equipment (hvee) monitoring system | |
| CN110752674A (en) | Electric power disaster monitoring and simulating system | |
| CN106597181B (en) | Operation monitoring system and method for high-voltage power transformer | |
| RU2615790C1 (en) | Monitoring device for power transformers | |
| CN114268167A (en) | Transformer substation system based on digital twinning technology | |
| RU112525U1 (en) | AUTOMATED DIAGNOSTIC AND MONITORING SYSTEM OF POWER CABLE LINES INSULATION | |
| CN103761577A (en) | Capacitive type device auxiliary decision making system based on risk assessment and condition evaluation | |
| CN110635572B (en) | Power grid monitoring and management system | |
| CN112737106A (en) | Line loss abnormity subsection control method | |
| RU162784U1 (en) | POWER TRANSFORMER MONITORING DEVICE | |
| CN105119384A (en) | High risk and important client remote monitoring system | |
| Cipriani et al. | Electrical distribution substation remote diagnosis and control system | |
| CN115167556A (en) | Microcomputer integrated system for cooling control of oil immersed transformer and working method thereof | |
| CN100390779C (en) | Digital diagrammatic view switch apparatus system | |
| CN209767235U (en) | Intelligent robot is patrolled and examined in distribution | |
| Moldoveanu et al. | Intelligent system for the on-line real time monitoring of high voltage substations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170615 |