Диагностика выключателей 110 кв

Диагностика электрооборудования

Сегодня в «МРСК Урала» применяются методы диагностики электротехнического оборудования с использованием неразрушающих методов контроля.

Тепловизионный контроль электрооборудования ПС и ВЛ 6-220 кВ

Ультрафиолетовое обследование подвесной и опорно-стержневой изоляции 6-220 кВ

Хроматографический анализ трансформаторного масла силового оборудования 35-110 кВ

Физико-химический анализ трансформаторного масла силового оборудования 35-110 кВ

Комплексное обследование заземляющих устройств ПС 35-110 кВ

Комплексное обследование ОПН-110 кВ

Осцилографирование и снятие круговой диаграммы РПН силовых трансформаторов 35-110 кВ

Комплексное обследование силовых трансформаторов 35-110 кВ

Комплексное обследование выключателей 35-110 кВ

Измерения и испытания электротехнического оборудования

Диагностика опорно-стержневой изоляции

Замеры габаритов и пересечений ВЛ (ИК лазер)

Определение места однофазного замыкания на землю в сетях 6-35 кВ с изолированной и компенсированной нейтралью

Определение места утечки элегаза в элегазовых выключателях

Диагностика аккумуляторных батарей

Диагностика силовых кабельных линий

Разработаны методики, позволяющие однозначно прогнозировать состояние оборудования в перспективе, имеется собственное оборудование и приспособления для выполнения диагностических работ.

Единая информационная диагностическая система

«МРСК Урала» начинает внедрять единую информационно-диагностическую систему оценки состояния электротехнического оборудования, которая позволяет:

• хранить паспортные данные оборудования, данные измерений и испытаний, а также данные обо всех существенных событиях в «жизни» объекта
• проводить оценку технического состояния функционирующего электрооборудования на основе результатов различных испытаний и измерений (по данным конкретного испытания или комплексную оценку по всем имеющимся данным)
• выдавать рекомендации по дальнейшей эксплуатации объекта, а также по составу и срокам проведения следующих испытаний и измерений
• формировать и добавлять в базу знаний новые правила, повышая тем самым «уровень интеллектуальности» системы
• использовать альтернативные методики испытаний при оценке состояния объекта (в частности, ХАРГ)
• планировать и контролировать проведение диагностических мероприятий и ремонтов
• определять граничные значения контролируемых параметров на основе статистической обработки результатов и др.

Использование принципов функциональной диагностики с переходом на систему мониторинга технического состояния сетевых объектов дает возможность по результатам диагностики планировать проведение ремонтов, технического обслуживания, экономически оправданное продление срока службы силового электрооборудования. Разработка требований к функционалу системы диагностики и ее интеграция с системой SAP ведется техническим блоком филиала «Челябэнерго».

Современные технические средства диагностики

Портативная система обнаружения повреждения кабелей и тестирования высоким напряжением PFL40-2000 (Megger, Великобритания) поступила в опытную эксплуатацию в ПО «Западные электрические сети» филиала «Свердловэнерго» в апреле 2010 года. Система PFL40-2000 обеспечивает быстрое, эффективное, точное и безопасное определение места повреждения КЛ, в результате чего перерывы в энергоснабжении потребителей сводятся до минимума и сокращаются объемы земляных работ.

Внедрение передвижных электротехнических лабораторий для диагностики и испытания кабельных линий электропередачи SEBA KMT (Германия) в ПО «Челябинские городские электрические сети» филиала «Челябэнерго» и Intereng в ПО «Западные электрические сети» филиала «Свердловэнерго». В этих испытательных лабораториях реализованы все известные методы поиска повреждений кабельных линий, что позволяет определять повреждения любой сложности, а также многоуровневая система безопасности и трехфазная система подключения, которые гарантируют максимальную безопасность и удобство для персонала. Среднее время поиска повреждения теперь составляет всего 25-30 минут.

Внедрение и использование компактных тепловизоров для проведения обследования распределительных сетей 0,4_10 кВ, приборов для диагностики аккумуляторных батарей позволяет перейти на более высокий уровень эксплуатации и ремонта оборудования электрических сетей.

Внедрение и использование двухспектральной (со встроенными УФ- и видеоканалами) камеры DayCorII позволяет диагностировать опорно-стержневую и подвесную изоляцию 6-220 кВ. По производительности, наглядности диагностической информации УФ-метод имеет несомненные преимущества перед ультразвуковым, радиолокационным и другими методами функциональной дистанционной диагностики изоляторов контактной сети.

Диагностика высоковольтных выключателей

В электроэнергетических системах высоковольтные выключатели относятся к одним из наиболее ответственных видов электрооборудования. Качество функционирования высоковольтных выключателей определяет степень надёжности и энергобезопасности работы всей системы передачи и распределения электроэнергии как в нормальных, так и в аварийных режимах. Поэтому весьма актуальными являются технический контроль и диагностика состояния высоковольтных выключателей, позволяющие своевременно выявлять развивающиеся дефекты или неисправности, а затем оперативно устранять их. Очевидно, что диагностике высоковольтных выключателей в эксплуатации любых энергообъектов следует уделять повышенное внимание. В настоящее время важную роль в электроэнергетике, в том числе и в диагностике высоковольтного электрооборудования, начинают играть цифровые методы, устройства и системы на микропроцессорной элементной базе. Эти методы имеют особо важное значение для изношенного электрооборудования, в первую очередь для масляных выключателей, которых в настоящее время находится в эксплуатации значительно больше, чем других типов. На предприятиях энергосистемы России количество масляных выключателей составляет, как правило, не менее 50% от общего числа высоковольтных выключателей.
Важное место в диагностике высоковольтных выключателей занимает тепловизионный контроль. С применением инфракрасной техники каждый год выявляется значительное количество дефектов на электрооборудованиях подстанций. В настоящее время на каждый тип выключателя разработана своя методика тепловизионного контроля.

Следует отметить, что диагностика масляных выключателей требует измерения большего числа параметров и трудозатрат ввиду их конструктивных особенностей. Среди многочисленных технических параметров выключателей особое значение для их функционального назначения имеют временные параметры контактной системы и скоростные характеристики подвижных частей.
Качество работы контактной системы выключателей определяет в первую очередь совокупность следующих основных временных параметров: время включения и отключения, разновременность включения фаз, длительность и характер дребезга контактов. Эти параметры должны строго контролироваться в условиях эксплуатации на соответствие допустимым (нормируемым) значениям. Заметим, что работа выключателя зависит от состояния его механических частей, правильности регулировок, настроек, степени износа, наличия развивающихся дефектов, точности изготовления деталей и качества сборки на заводе-изготовителе.
Так, в режиме отключения чёткая одновременность разрыва дугогасительных контактов в каждой фазе высоковольтного выключателя обеспечивает равномерное распределение энергии дуги на разные плечи контактной системы и быстрое её гашение, что в свою очередь снижает степень износа и гарантирует длительный ресурс работы выключателя. Сокращение времени дребезга контактов также уменьшает их эрозию и увеличивает ресурс контактной системы. Одновременно замыкающиеся главные контакты выключателей обеспечивают предсказуемость и регулярность бросков тока намагничивания фаз трансформатора, а также исключают неполнофазные режимы электроустановок, что важно для правильной работы пусковых измерительных органов устройств РЗА. Сверхнормативное значение разновременности работы контактов выключателей может приводить также к перенапряжениям.
Традиционные методы и устройства для измерения параметров и характеристик высоковольтного выключателя, как правило, трудоёмки, результаты измерений фиксируются вручную, а точность определения тех или иных параметров зависит от субъективных факторов, а также от совершенства технических средств измерения.
Так, разновременность замыкания подвижных контактов с неподвижными контактами обычно осуществляется косвенно, по разнице линейных перемещений подвижных контактов в разных фазах в камере выключателя, и производится медленно, ручным включением выключателя с помощью рычага или домкрата. Фиксация касания контактов в каждой фазе осуществляется оператором по загоранию соответствующих ламп в специальной схеме электрической цепи и поэтапной отметкой карандашом положений направляющей трубы на изолирующей штанге. Затем линейкой вручную производятся измерения положений подвижных контактов.
Для определения разновременности касания контактов выключателя с помощью данной методики необходим предварительный слив трансформаторного масла из его бака и ручное производство измерений. Процесс измерения не автоматизирован и не позволяет определять собственное время включения и отключения выключателя в рабочем режиме, а также выявить при этом дребезг контактов. В эксплуатационной практике нередки случаи, когда необходимо оперативно и без слива трансформаторного масла оценить разновременность касания контактов высоковольтного выключателя, например после аварийного отключения.
Если подвижные контакты выключателя всех трёх фаз при включении одновременно касаются неподвижных контактов, а при выключении одновременно размыкаются и если отсутствует обрыв шунтирующих сопротивлений, то в ряде случаев отпадает необходимость традиционной методики вскрытия выключателя со сливом диэлектрической жидкости. Известно, например, что в выключателях типов У-110 и МКП-110 кВ в баке одной фазы находится 2.7 т трансформаторного масла. Поэтому слив трансформаторного масла из баков выключателя и последующая его заливка после ремонта требуют больших трудозатрат, наличия дополнительных механизмов, ёмкости для слива масла, маслонасоса, шланга для перекачки диэлектрической жидкости и т. д. При этом возникает угроза загрязнения окружающей среды из-за неосторожных действий персонала.
Для измерения скорости контактов в нашей стране наиболее распространён метод, основанный на формировании периодического колебательного процесса с помощью вибрографа с пишущим узлом и штанги с диаграммной лентой, которая кинематически связана с подвижным контактом коммутационного аппарата. Этот метод также требует большого объёма подготовительных и восстановительных работ.
Существующий способ для измерения времени собственного включения и отключения высоковольтного выключателя предполагает применение источника постоянного и переменного напряжения, миллисекундомера и трёхполюсного автоматического выключателя. Временные параметры по этому способу определяются для каждой фазы отдельно. Очевидно, данным способом невозможно оценить разновременность включения и отключения разных фаз выключателя, а также выявить отскоки и дребезг контактов. Общим недостатком вышеназванных способов является ручное производство измерений, отсутствие автоматизации обработки данных измерений, невозможность хранения полученных результатов измерений для последующего архивирования и создания электронной базы данных. Существующие устройства для оценки технического состояния масляных выключателей типов ПКВ/М5А и ПКВ/М6 измеренные характеристики выдают в виде таблиц, а не в виде осциллограмм. Поэтому для персонала, обслуживающего высоковольтные выключатели, получение реальных осциллограмм их характеристик является более информативным и более ценным сведением, чем получение данных в виде таблиц. На базе многоканального цифрового регистратора достаточно легко удаётся производить контроль многих характеристик высоковольтных выключателей с применением новых методов и встроенного программного обеспечения в вычислительном блоке цифрового регистратора.

Испытания элегазовых выключателей

Элегазовые выключатели применяются для включения либо отключения высоковольтных линий с целью оперативного контроля системы энергосбережения и для моментального обесточивания оборудования или отдельного участка, находящегося в аварийном состоянии. Чтобы сохранить пожаробезопасность оборудования, необходимо проводить регулярные испытания элегазовых выключателей, которые помогут предотвратить их внезапный выход из строя.

Они включают в себя следующие этапы:

• проверка сопротивления изоляционного покрытия, а также испытание его напряжением;
• подача низкого и высокого напряжения;
• проверка соответствия характеристик;
• тестирование на «включение и отключение»;
• проверка на герметичность;
• определение содержания влаги в наполнителе выключателя.

Проверка сопротивления изоляции

Производят данное испытание мегомметром и напряжением в 2,5 кВ. Замеряют величину сопротивления на собранных первичных и вторичных узлах. Она не должна быть меньше 1 МОм. Также осуществляется проверка изоляции путём подачи выпрямленного напряжения.

Подача низкого и высокого значения напряжения

Элегазовый аппарат обязан реагировать на величину напряжения, равную 0,85 от номинального (при питании от источника постоянного тока), и 0,7 – когда питание осуществляется от сети переменного тока. Подача самого напряжения обязана осуществляться «толчком».

Проверка соответствия характеристик

Во время всех измерительных процессов необходимо придерживаться заводской инструкции, а все полученные показатели обязаны соответствовать паспортным данным на устройство.

Тест на «включение и отключение»

Его производят при подаче разной величины сжатого воздуха и напряжения на выходе. Целью данного метода проверки является определение работоспособности устройства. Количество операций и циклов определяется, исходя из следующих принципов:

• 3 – 5 операций «включение – выключение»;
• 2 – 3 цикла согласно ПУЭ, МПОТ и ПТЭ.

Проверка на герметичность

Для данного испытания используют специальный прибор – «течеискатель». Им исследуют стыковые участки и сварочные швы устройства. При этом величина давления самого элегаза обязана быть номинальной. Результат такого испытания можно считать положительным, если прибор не зафиксировал никаких утечек.

Определение влаги в элегазе

Данная проверка осуществляется перед тем, как выключатель заполняется элегазом. Измеряетсятакой показатель, как «точка росы», который не должен превышать -50С°.

Испытания элегазовых выключателей в электролаборатории ПрофЭнергия

Мы проводим испытания элегазовых выключателей .

Наши лицензии позволяют осуществлять все необходимые замеры и испытания, а благодарственные письма, подтверждают высокий уровень оказанных услуг.

Стоимость испытания элегазовых выключателей

Для экономии времени наши специалисты могут бесплатно выехать на объект и оценить объем работ

Заказать бесплатную диагностику и расчет стоимости

Остались вопросы?

Для консультации по интересующим вопросам, или оформления заявки, свяжитесь с нами по телефону:

Устройство ускорения действия УРОВ и диагностики работы привода высоковольтного выключателя

• Краткое описание
• Подробное описание
• Материалы
• Сертификаты

Высоковольтные выключатели являются одним из основных элементов энергообъекта. Проблемы с ними ведут к веерным отключениям, потере устойчивости объектов генерации, увеличению объема повреждений оборудования и угрозе безопасности персонала. Резервирование коммутационных аппаратов, обеспечивающих отключение и локализацию места повреждения, важное звеном в повышении надежности и живучести энергетических систем.

Средства ближнего резервирования дополняются специальными устройствами резервирования отказов выключателей (УРОВ). Функция применяется на оборудовании практически всех классов напряжения и работает при отказе выключателя, который должен отключить поврежденный элемент – в этом случае УРОВ произведёт отключение смежных выключателей.

Существующие схемы УРОВ имеют две основные проблемы:

большое время срабатывания до 0,4…0,45 с;

невысокая надежность (процент неправильной работы УРОВ в разы превосходит показатель других видов защит).

Тесно связана с УРОВ проблема надежности выключателей. Поскольку наиболее часто отказывает привод выключателя, то наиболее важным представляется экспресс-диагностика привода, выполняемая после каждой операции включения/отключения.

Быстрое отключение КЗ высоковольтными выключателями – одно из важнейших условий устойчивости энергосистемы. Отказ выключателя приводит к увеличению времени локализации аварии на время действия УРОВ. Цель выполнения НИОКР заключается в создании Изделия, повышающего быстродействие УРОВ в 5-7 раз и обеспечивающего пооперационную диагностику состояния основных узлов выключателя.

Используемые в настоящее время устройства мониторинга и диагностики выключателя под рабочим напряжением имеют следующие недостатки:

высокая стоимость (до 1,5 млн. руб.), что обусловлено большим количеством контролируемых параметров и уличным исполнением устройства;

избыточность контролируемых параметров выключателя (для значительной части параметров контроль осуществляется на станции/подстанции штатными системами управления выключателя и центральной сигнализацией, перенос этих функций в устройство мониторинга выключателя нецелесообразно из соображений унификации, надежности и минимума эксплуатационных затрат).

Новизна предлагаемого технического решения заключается в том, что факт срабатывания выключателя выявляется по прямому признаку – перемещению привода выключателя, в отличие от традиционного метода выявления — по спаданию тока в присоединении, т.е. контролируется первопричина («выключатель не пошел на отключение»), а не следствие («ток не прекратился»). Таким образом, процесс выявления отказа срабатывания выключателя начинается заведомо раньше и выполняется в 5-7 раз быстрее, чем в существующих схемах. Предлагаемые решения позволяют создать надежное быстродействующее УРОВ, а также выполнить задачу пооперационной диагностики выключателя.

Факт перемещения привода определяется с помощью индуктивного датчика (рис. 1), характеристики перемещения снимаются с помощью тросового энкодера (рис. 2). Информация передается на процессорный модуль (рис. 3), где обрабатывается, анализируется и преобразуется в соответствующие исполнительные действия. При первоначальном включении/отключении выключателя формируются, так называемые, эталонные кривые, которые описывают движение привода выключателя. В дальнейшем с ними сравниваются значения при последующих движениях привода, отслеживая возможные отклонения от эталона, в зависимости от участка кривой можно заранее определить какие изменения или деградации происходят в том или ином узле, спрогнозировать неисправность и заблаговременно её устранить.

Рис. 1 Индуктивный датчик.

Рис. 2 Тросовый энкодер.

Рис. 3 Процессорный модуль.

Устройство ускорения действия УРОВ обеспечивает:

уменьшение времени срабатывания защит дальнего резервирования противоположных концов высоковольтной линии на смежных подстанциях;

уменьшение времени ликвидации КЗ в «мертвой» зоне в 2 раза;

увеличение быстродействие функций противоаварийной автоматики, связанных с разгрузкой при отключении оборудования и сокращение объема оборудования, отключаемого действием противоаварийной автоматики;

уменьшение вероятности каскадного развития аварий;

уменьшение длительности протекания сверхтока и, соответственно, объема повреждений электрооборудования (в первую очередь – генераторов) от протекания токов короткого замыкания;

уменьшение затрат предприятия на обслуживание высоковольтных выключателей;

сокращение продолжительности выводы выключателей из работы для осмотров, технического обслуживания и ремонтов;

повышение надежности выключателей, поскольку исправные узлы не подвергаются ненужной (а зачастую и вредной) разборке.

Устройство имеет два основных преимущества:

существенно меньшее время работы УРОВ (60-80 мс), в лучших отечественных и мировых аналогах – 200 … 300 мс, критичным является время порядка 150…200 мс – при его превышении начинается процесс потери устойчивости генераторов в энергосистеме;

возможность пооперационной (после каждой операции включения и отключения) диагностики выключателя под рабочим напряжением в реальных условиях эксплуатации.

2. Способ ускоренного резервирования при отказе выключателя, положенный в основу разработки, был запатентован в 2017 году (Патент на изобретение № 2634710, Авторы: Горожанкин П.А., Наровлянский В.Г.). На выставках, научно-практических конференциях, в частных беседах специалисты проявляли заинтересованность в практической реализации проекта. В результате получения гранта Фонда содействия инновациям по конкурсу «Развитие-НТИ IV» ООО «ДЕЦИМА» приступило к разработке устройства ускорения действия УРОВ. Были привлечены высококвалифицированные специалисты к реализации проекта.

3. Изделие ориентировано на рынок новых, эксплуатируемых и разрабатываемых выключателей напряжением 6-750 кВ отечественного и зарубежного производства.

Целевые сегменты Изделия:

электростанции и подстанции (в первую очередь – в мегаполисах);

системы электроснабжения промышленных предприятий.

Внедрение устройств с действием «на отключение» планируется реализовать в 3 этапа:

этап 1: выключатели 6-10-20 кВ распределительных сетей;

этап 2: собственные нужды тепловых электростанций;

этап 3: генераторные выключатели 10-15 кВ, ответственные выключатели магистральных линий электропередач 500-750 кВ.

Продукт ориентирован на рынок новых, эксплуатируемых и разрабатываемых выключателей напряжением 6-750 кВ отечественного и зарубежного производства. Ориентировочный объем рынка (с учетом реальных возможностей по дооснащению) – до 50 000 устройств в год, общий объем рынка – более 500 000 устройств.

Реализации удаленного доступа к устройству ускорения действия УРОВ позволит сэкономить значительные финансовые и людские ресурсы при обслуживании объектов энергетики, позволит снизить риски аварийных ситуаций, предотвратит выход из строя дорогостоящего оборудования генерации электроэнергии.