Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора



Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора
Система и способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора

 

H02J13 - Схемы устройств для обеспечения дистанционной индикации режимов работы сети, например одновременная регистрация (индикация) включения или отключения каждого автоматического выключателя сети; схемы устройств для обеспечения дистанционного управления средствами коммутации в сетях распределения электрической энергии, например включение или выключение тока потребителям энергии с помощью импульсных кодовых сигналов, передаваемых по сети

Владельцы патента RU 2402139:

СИМЕНС ЛТДА. (BR)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для мониторинга и управления режимом работы всех силовых трансформаторов на одной подстанции. Техническим результатом является исключение сигналов «ложной» тревоги, которые могут привести к отказам системы, нарушению или ухудшению работы трансформатора, улучшение и упрощение мониторинга и управления режимами работы трансформатора. Система мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, установленного на одной подстанции, содержит станцию управления и обработки данных, соединенную с трансформаторами, содержащими устройства регистрации индикаторных сигналов, представляющих результаты измерения рабочих параметров трансформатора; эти сигналы постоянно регистрируют с помощью упомянутых устройств; интерфейс пользователя, соединенный с упомянутой станцией управления. Интерфейс позволяет пользователю отображать результаты измерения рабочих параметров трансформатора и определять диапазоны требуемых значений упомянутых рабочих параметров. Станция управления содержит базу данных, в которой сохраняют данные, относящиеся к индикаторным сигналам, представляющим результаты измерения рабочих параметров трансформатора, только в случае, когда результаты измерения рабочих параметров отличаются от диапазона значений параметров, ранее определенных как желательные. Способ мониторинга и управления содержит этапы, на которых: (а) постоянно измеряют рабочие параметры силового трансформатора и (b) сохраняют данные, относящиеся к результатам измерений, выполненным на этапе (а), только в случае, когда упомянутые результаты измерения не находятся в пределах диапазона значений, ранее определенных как желательные для результатов измерений упомянутых рабочих параметров. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

По данной заявке испрашивается приоритет по бразильской патентной заявке № PI0502320-3, поданной 21 июня 2005 г., которая приведена здесь в качестве ссылочного материала.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе и способу, предназначенным для мониторинга и управления режимом работы нескольких силовых трансформаторов, установленных на одной подстанции, которые позволяют обнаруживать отказы при работе трансформаторов и передавать сигналы тревоги, обозначающие возникновение упомянутых отказов. Система и способ в соответствии с настоящим изобретением могут применяться для отслеживания работы всех силовых трансформаторов на одной подстанции, обеспечивая, таким образом, более простой мониторинг всей подстанции.

Уровень техники

Системы мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора предшествующего уровня техники обычно представлены в виде следующей архитектуры: силовой трансформатор, подключенный к центральной станции управления и обработки данных, которая, в свою очередь, подключена к среде интранет. На трансформаторе обычно предусмотрены датчики, которые постоянно выполняют измерение рабочих параметров, таких как температура обмотки, уровень масла, напряжение, температура в помещении, состояние отводов, наличие газов в масле и т.д. Пользователь может обращаться к данным, относящимся к измерениям этих рабочих параметров, может отслеживать их, регулировать и осуществлять их мониторинг через интранет. Данные постоянно сохраняют в базе данных на подстанции управления.

Для описанной выше системы требуется, чтобы база данных подстанции управления имела большую емкость накопителя, поскольку сохраняют все результаты измерений, регистрируемые датчиками трансформатора. Даже притом, что некоторые из этих результатов измерений будут несущественными, все они будут сохранены и, следовательно, будут заполнять базу данных малополезной информацией. Таким образом, база данных системы понемногу становится перегруженной, что замедляет работу системы.

Помимо перегрузки системы, постоянное сохранение всех данных часто приводит к некорректной диагностике режима работы трансформатора. Когда система обнаруживает увеличение или уменьшение результата измерения определенного рабочего параметра, она подает сигнал тревоги, обозначающий возникновение отказа в работе трансформатора. Однако зачастую такие сигналы тревоги бывают ложными, то есть они указывают на отказ или проблему, которых на самом деле не существует. Пользователь может, например, регулировать определенный рабочий параметр, устанавливая разные его значения, обычно используемые в трансформаторе, который работает в определенных условиях в течение определенного времени, так, чтобы они соответствовали определенным требованиям. Такие незначительные регулировки могут генерировать предсказуемое изменение некоторых других рабочих параметров. Однако поскольку системы предшествующего уровня техники не позволяют коррелировать эти данные, они передают сигнал "ложной" тревоги, указывающий, что в трансформаторе возникла определенная проблема притом, что проблема, связанная с режимом работы трансформатора, на самом деле не существует. Такие ложные сигналы тревоги приводят к неправильной диагностике режима работы трансформатора. Лицо, отвечающее за мониторинг работы трансформатора, в результате может посчитать, что в трансформаторе возникла проблема, и может предпринять определенные действия для устранения предполагаемой проблемы, которая на самом деле не существует. Выполнение заданных процедур, направленных на преодоление этих предполагаемых проблем, иногда может вызывать действительные отказы системы и может нарушать или ухудшать работу трансформатора.

Система и способ мониторинга и управления режимом работы силовых трансформаторов, предложенные в соответствии с настоящим изобретением, позволяют преодолеть упомянутые выше недостатки, а также улучшить и упростить мониторинг и управление режимом работы трансформаторов.

Задачи изобретения

Настоящее изобретение направлено на создание системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, которая позволяет обнаруживать реальные отказы, которые могут возникать во время работы и управления трансформатором, в основном, на их начальном этапе и, таким образом, предоставлять пользователю время для принятия мер и исправления упомянутого отказа.

Настоящее изобретение, кроме того, направлено на создание системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, которая постоянно регистрирует результаты измерения рабочих параметров трансформатора, определяет, являются ли эти результаты измерения отличными от значений, ранее установленных как желательные для упомянутых рабочих параметров, и сохраняет эти данные в базе данных.

Третья задача настоящего изобретения состоит в создании системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, которая позволяет коррелировать данные, сохраненные в базе данных, таким образом, что исключается передача сигнала тревоги, который предполагает возникновение отказа или проблемы в трансформаторе, которых на самом деле не существует. Сигналы тревоги, передаваемые системами для обозначения проблемы или отказа в работе или управлении трансформатора, которых на самом деле не существует, будут далее называться ложной тревогой.

Изобретение дополнительно направлено на создание системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, доступ к которой может осуществляться пользователем в любой точке мира, предпочтительно с использованием среды Интернет.

Другая задача изобретения состоит в создании системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы трансформатора, которая содержит интеллектуальное средство вычисления, выполняющее оценку финансовой прибыли, генерируемой в результате операций и работы силового трансформатора.

Изобретение дополнительно направлено на создание способа мониторинга и управления режимом работы трансформатора, по которому постоянно измеряют рабочие параметры силового трансформатора и сохраняют данные, относящиеся к измерениям, только в случае, когда упомянутые результаты измерений не находятся в пределах диапазона значений, которые ранее были определены как желательные для результатов измерений соответствующих рабочих параметров (интеллектуальное сохранение).

Изобретение, кроме того, направлено на создание интеллектуального средства вычисления, которое выполняет оценку финансовой прибыли, генерируемой в результате выполнения операций и работы силового трансформатора, и которую можно использовать в разных системах для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора.

Изобретение, кроме того, направлено на создание системы и способа, предназначенных для мониторинга и управления режимом работы силовых трансформаторов, в которых используется интеллектуальный способ получения и сохранения данных, относящихся к операциям и работе трансформаторов.

Раскрытие изобретения

Задачи настоящего изобретения достигаются с помощью системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы силовых трансформаторов, расположенных на одной подстанции, содержащей центральную станцию управления и обработки данных, соединенную с трансформаторами, содержащими устройства регистрации сигналов, представляющих результаты измерения рабочих параметров трансформатора; причем эти сигналы постоянно регистрируются упомянутыми устройствами; интерфейс пользователя, соединенный с упомянутой станцией управления, причем этот интерфейс позволяет пользователю отслеживать результаты измерений рабочих параметров трансформатора и определять диапазоны значений, которые являются желательными для упомянутых рабочих параметров, причем упомянутая станция управления содержит базу данных, в которой данные, относящиеся к индикаторным сигналам, связанным с измерениями рабочих параметров трансформатора, сохраняют только в случае, когда результаты измерений этих рабочих параметров отличаются от значений, находящихся в диапазоне рабочих параметров, заранее определенных как желательные.

Кроме того, изобретение направлено на способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, который содержит следующие этапы, на которых:

(a) постоянно измеряют рабочие параметры силового трансформатора и (b), сохраняют данные, относящиеся к результатам измерений, полученным на этапе (a), только в случае, когда упомянутые результаты измерений находятся вне пределов диапазона значений, заранее определенных как желательные для измерений упомянутых рабочих параметров.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет более подробно описано на основе варианта выполнения, представленного на чертежах. На чертежах показано:

на Фиг. 1 показана общая архитектура системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы трансформатора в соответствии с настоящим изобретением;

на Фиг. 2-13 приведены несколько снимков экрана, представляемых в системе в соответствии с настоящим изобретением, причем эти снимки иллюстрируют различные этапы способа мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора в соответствии с настоящим изобретением;

на Фиг. 14 приведен график кривых технического стандарта (в данном случае, ABNT - Бразильская ассоциация технических норм и стандартов), с помощью которых сопоставлен ожидаемый срок службы (в годах) трансформатора с постоянной температурой в точке наибольшего нагрева (в °C).

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 изображена предпочтительная общая структура системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора 10 в соответствии с настоящим изобретением. Как представлено на данном чертеже, система 10 содержит трансформатор, в котором предусмотрены датчики 1, соединенные и связанные со станцией 2 управления, которая, в свою очередь, соединена со средой 3 Интернет.

Система, предназначенная для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора 10, содержит центральную станцию 2 управления и обработки данных (также называемую сервером управления процессом или техническим сервером), соединенную с трансформатором, который содержит устройства 1 регистрации, регистрирующие индикаторные сигналы, представляющие результаты измерений рабочих параметров трансформатора. Эти сигналы постоянно регистрируются упомянутыми устройствами 1 с целью обеспечения непрерывного мониторинга трансформатора и, таким образом, лучшего определения его поведения в разных ситуациях.

Система, кроме того, содержит интерфейс 3 пользователя, соединенный с упомянутой станцией 2 управления, который позволяет пользователю отслеживать результаты измерения рабочих параметров трансформатора и устанавливать диапазоны желательных значений для упомянутых рабочих параметров. Определение этих диапазонов желательных значений имеет огромную важность, поскольку позволяет использовать в системе определенные значения как основание для мониторинга и обеспечивает возможность обнаружения нежелательных изменений рабочих параметров трансформаторов. Для оптимизации работы и операций, выполняемых трансформатором, необходимо, чтобы его рабочие параметры имели значения, находящиеся в пределах определенного диапазона. Диапазоны этих значений определяются в соответствии с критериями, которые считают адекватными компании, которым принадлежат трансформаторы, и могут изменяться.

Станция управления содержит базу данных, в которой сохраняют данные, относящиеся к индикаторным сигналам результатов измерений рабочих параметров трансформатора, только в случае, когда результаты измерения рабочих параметров отличаются от диапазона значений, ранее определенных как желательные. Следовательно, если результаты измерений, регистрируемые устройствами регистрации, не находятся в пределах диапазона значений, определенных как желательные для упомянутого рабочих параметров, эти результаты измерений будут сохранены в базе данных станции управления. Если, с другой стороны, измеренные значения находятся в пределах диапазона значений, определенных как соответствующие, эти данные не будут сохранены. Это предотвращает заполнение базы данных данными, имеющими малую практическую пользу, и оптимизирует работу системы.

Некоторые рабочие параметры могут претерпевать небольшие изменения, однако такие изменения могут быть относительно предсказуемыми при работе трансформатора и поэтому могут не указывать на наличие неисправности или какой-либо проблемы в трансформаторе. Однако важно иметь определенную запись этих вариаций, даже если они не являются чрезмерными.

Таким образом, система отображает ранее определенные диапазоны сохранения и диапазоны отказа. Диапазон сохранения определяет диапазон ожидаемых значений для определенных рабочих параметров и минимально допустимую величину, которую должно иметь зарегистрированное изменение, чтобы быть сохраненным. В свою очередь, диапазон отказа определяет диапазон значений, которые можно рассматривать как обозначающие отказ. Например, если требуемое значение для определенных рабочих параметров равно 50 ЕИ (единиц измерения), система может установить, что значения, которые проявляют минимальную разность 1 ЕИ, могут быть сохранены, а значения, которые проявляют минимальную разность 2 ЕИ, должны рассматриваться как показатель возможного отказа. Следовательно, когда система регистрирует 51 ЕИ, это значение будет сохранено, но не будет использоваться как показатель отказа, и на его основе не будет предполагаться возникновение какого-либо отказа в системе. Однако когда система регистрирует 52 ЕИ, это значение будет сохранено в базе данных и будет обозначать возможный отказ трансформатора. Однако система не будет передавать какой-либо сигнал тревоги при регистрации значения 52. Перед тем как передать сигнал тревоги, центральная станция управления и обработки (технический сервер) системы коррелирует эту вариацию с остальными измеренными значениями и проанализирует, означает ли это изменение какой-либо отказ трансформатора.

Таким образом, когда измеренное значение рабочих параметров не находится в пределах диапазона значений, ранее установленных как желательные (диапазон сохранения), и, кроме того, соответствует диапазону значений, которые могут рассматриваться как показатель отказа (диапазон отказа), системы находят корреляцию с остальными результатами измерений для того, чтобы определить, произошло ли это изменение в результате установления нового диапазона значений для других рабочих параметров или такое изменение возникло в результате определенной ситуации в момент регистрации. В результате корреляции этой информации и данных система сама может оценить, возникли ли на самом деле какой-либо отказ или проблема в трансформаторе. Если анализ, выполняемый системой, не обнаружит какой-либо отказ, то сигнал тревоги не будет передан. Таким образом, предотвращается передача ложных сигналов тревоги.

С другой стороны, если система выявит какой-либо отказ или проблему в трансформаторе, она выполнит диагностику режима работы и, если это применимо, предложит рекомендуемое действие и обозначит последствия, которые могут наступить, если рекомендуемое действие не будет предпринято.

Один из основных аспектов настоящего изобретения, таким образом, состоит в том, что только некоторые результаты измерения рабочих параметров трансформаторов сохраняют в базе данных. Таким образом, база данных в меньшей степени заполнена информацией, и использование системы становится более быстрым. Интеллектуальная составляющая этих систем обеспечивает возможность оптимизации получения и сохранения данных.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения система мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит модуль обработки и управления данными, используемый для данных, сохраненных в базе данных. Этот модуль отвечает за корреляцию сохраненных данных путем оценки корреляции между упомянутыми сохраненными данными и выполнения диагностики режима работы трансформатора. Если это применимо, модуль обработки и управления предлагает рекомендуемое действие для устранения отказа или проблемы с трансформатором и обозначает последствия, которые могут наступить, если рекомендуемое действие не будет предпринято. Модуль обработки и управления, в основном, содержит процессор.

Другой важный аспект изобретения состоит в том, что все сохраненные данные можно использовать для генерирования истории поведения и режимов работы силового трансформатора в течение заданного периода времени. По информации, сохраненной в базе данных, можно генерировать содержащие такую историю отчеты, которые позволяют пользователю получить общее представление о работе трансформатора.

Интерфейс пользователя и станция управления в предпочтительном варианте выполнения изобретения должны быть выполнены с возможностью работы в среде Интернет, что дает пользователю возможность получения удаленного доступа к системе мониторинга и управления в соответствии с изобретением. При работе в среде Интернет обеспечивается возможность доступа и отслеживания работы трансформатора из любой точки мира. Вся информация, данные, сигналы тревоги и диагностика остаются доступными для пользователя посредством сети интранет/Интернет.

К постоянно измеряемым рабочим параметрам трансформатора относятся, по меньшей мере, одни из температуры обмотки, уровня масла, напряжения, температуры в помещении, состояния отводов, наличия газов в масле, уровня влажности в масле, потока воздуха, верхней/нижней температуры масла и состояния изоляции. При этом можно измерять любые другие рабочие параметры, и они не ограничиваются приведенным выше примером.

В изобретении также предусматривается возможность содержания в станции управления устройства электронной почты, которое передает пользователю сообщения по электронной почте при обнаружении отказа режима работы трансформатора. Компании определяют, какие лица должны принимать по электронной почте сообщения, содержащие сигналы тревоги. Передача сообщений по электронной почте упрощает отслеживание и мониторинг трансформаторов и в целом подстанций. Передача по электронной почте сообщений, содержащих сигнал тревоги, исключает для лица, ответственного за отслеживание, необходимость постоянно проверять, не возник ли отказ в системе. Таким образом, это уменьшает необходимость использования большого количества людей для отслеживания состояния подстанции с множеством трансформаторов. Таким образом, компании могут сократить количество персонала, задействованного в выполнении этой функции (отслеживание состояния трансформаторов), и снизить затраты.

В сообщениях электронной почты, передаваемых лицу, ответственному за отслеживание состояния трансформаторов, содержится адрес в сети Интернет, по которому следует обратиться для проверки проблемы. Для получения сообщений электронной почты, содержащих сигналы тревоги, в системе могут быть зарегистрированы несколько человек. Однако как только один из зарегистрированных пользователей обращается к сайту Интернет, обозначенному в сообщении электронной почты, содержащем сигнал тревоги, другим зарегистрированным пользователям передают новое сообщение электронной почты, информирующее их о том, что проблему проверяет пользователь, который получил доступ к этому сайту. Таким образом, все зарегистрированные пользователи уведомляются о том, что в системе произошел отказ и что определенный пользователь занимается устранением упомянутого отказа.

Рассмотрим Фиг. 2-13, на которых приведены снимки экранов, представляющих примеры системы мониторинга и управления режимом работы трансформатора, поэтапно иллюстрирующие ввод данных, расчет, оценку, диагностику, рекомендуемое действие и прогноз.

Система в соответствии с настоящим изобретением может факультативно содержать средство вычисления (например, программное средство), которое выполняет анализ финансовой прибыли, получаемой в результате использования трансформатора, с применением математического уравнения или расчета экономической прибыли от эксплуатации силового трансформатора.

Средство вычисления представляет технико-экономическую модель, которая основана на фундаментальной задаче, относящейся к ожидаемому сроку службы трансформатора. В соответствии с техническими стандартами Бразилии (ABNT, Бразильская ассоциация технических норм и стандартов) и международными стандартами (IEEE-ANSI/USA - Институт инженеров в области электричества и электроники - Американский институт национальных стандартов, IEC - Международная электротехническая комиссия) и стандартами других стран мира следует понимать, что ожидаемый срок службы трансформатора связан с эквивалентной температурой работы в отслеживаемой точке наибольшего нагрева. Например, если трансформатор работает при температуре 95°C в точке наибольшего нагрева, то ожидается, что срок его службы составит 35 - 40 лет, в зависимости от стандарта. Если желательно, чтобы трансформатор проработал 40 лет, то в соответствии с ABNT трансформатор должен работать с эквивалентной температурой 95°C. При кажущейся простоте такой анализ является очень сложным, в основном потому, что температура в точке наибольшего нагрева трансформатора не отслеживается постоянно, и обычно не известно, какой должна быть эта эквивалентная температура в течение 5 или 10 лет работы, поскольку эта температура циклически изменяется с нагрузкой (например, нагрузка летом отличается от нагрузки зимой) и в соответствии с температурой помещения.

С финансовой точки зрения необходимо дополнительно проанализировать, каким будет экономическое влияние, связанное с типом режима работы трансформатора. Например, в Бразилии, ANEEL (Национальное агентство по электроэнергии) определяет, что трансформатор должен работать 40 лет. Компания-поставщик электроэнергии должна производить инвестиции для приобретения трансформатора, его содержания в течение этих сорока лет, должна вернуть себе инвестированный капитал, выплатить проценты по кредиту, полученному для приобретения данного актива, оплатить эксплуатационный риск (например, неспособность удовлетворения спроса в случае отказа оборудования) и, кроме того, получить некоторую сумму дохода за счет удовлетворения спроса на электроэнергию при установке трансформатора на некоторой подстанции или на электростанции.

Такая упомянутая технико-экономическая модель направлена на учет всех этих рабочих параметров, включающих в себя ожидаемый срок службы оборудования, доход, который получает компания, если срок службы оборудования составит, например, 40 лет или 10 лет. Все это может быть представлено на основе простого бухгалтерского уравнения на кривых стандарта, показанных на Фиг. 14, иллюстрирующих зависимость времени амортизации (или срока службы оборудования) от затрат, включающих в себя затраты на его приобретение/эксплуатацию и при условии удовлетворения потребности в энергии.

Результат=Доход-TOC (общая стоимость владения) (Уравнение 1)

где:

TOC = ежегодная амортизация + ежегодная стоимость содержания + ежегодная стоимость страховки + реальная стоимость использования ресурса + стоимость, связанная с девальвацией денег + риск отказа оборудования.

Доход = реальное вознаграждение, получаемое в результате удовлетворения потребности в электроэнергии × коэффициент нагрузки трансформатора (сколько процентов от номинальной мощности используется для удовлетворения потребности при ограничении значением, которое приводит к ожидаемому сроку службы, рассчитанному в соответствии с кривыми стандарта, показанными на Фиг. 15) × коэффициент монетарной коррекции × коэффициент использования трансформатора (какое количество времени из 24 часов × 365 суток в году трансформатор в среднем работает) × эффективность трансформатора (часть мощности, которую получает трансформатор, теряется в связи с внутренними потерями, в результате чего он работает адекватно и передает на другой конец требуемый уровень напряжения при требуемой мощности) + суммарное вознаграждение за удовлетворение спроса на электроэнергию × коэффициент нагрузки трансформатора (сколько процентов от номинальной мощности используется для удовлетворения спроса при ограничении значением, которое приводит к сроку службы, рассчитанному по кривым стандарта, показанным на Фиг. 15) × коэффициент монетарной коррекции × коэффициент использования трансформатора (какое количество времени из 24 часов × 365 дней в году трансформатор в среднем работает) × эффективность трансформатора (часть мощности, которую получает трансформатор, теряется в связи с внутренними потерями, в результате чего он работает адекватно и передает на другой конец требуемый уровень напряжения при требуемой мощности) × коэффициент вознаграждения из-за перегрузки (насколько больше компания, поставляющая электроэнергию, получает при удовлетворении пикового спроса на электроэнергию по сравнению с обычными условиями работы оборудования) × среднее время перегрузки в году.

Риск отказа = стоимость отказа × вероятность отказа (Уравнение 2)
Вероятность = 1 - надежность (Уравнение 3)
Надежность = e -λ×t (Уравнение 4)
Риск = стоимость отказа × (1-e -λ×t) (Уравнение 5)

где:

λ = средняя накопленная частота отказов трансформаторов (как правило, приблизительно от 1,5 до 3% в год).

t = время работы в годах.

Стоимость отказа:

a) Консервативная: стоимость замены отказавшего трансформатора на новый;

b) Агрессивная: то же, что и пункт a) с удовлетворением затрат, связанных с неудовлетворением спроса, и затрат, связанных с приобретением/обеспечением эксплуатации оборудования.

Стоимость отказа определяется как годовые "затраты", связанные с вероятностью возникновения отказа, которая также растет ежегодно в этой модели, даже если считать значение частоты отказов для компании-поставщика электроэнергии постоянным (коэффициент λ в приведенном выше уравнении).

Годовую стоимость затем определяют по вероятности отказа (1 - надежность) × стоимость отказа, которую консервативно рассматривают равной стоимости замены отказавшего модуля на новый. Все это учитывается год за годом.

Настоящая математическая модель показывает, что не всегда наибольшая финансовая прибыль получается, когда время службы трансформатора составляет приблизительно 40 лет, как предлагается в ABNT. В некоторых случаях модель показывает, что с экономической и финансовой точки зрения более предпочтительно эксплуатировать трансформатор с более высокой нагрузкой в течение более короткого периода времени (например, приблизительно 15 лет). Математическая модель позволяет получить новые неожиданные результаты в отношении наилучшего способа эксплуатации трансформатора для получения наибольшей финансовой прибыли.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, содержащий следующие этапы, на которых: (a) постоянно измеряют рабочие параметры силового трансформатора и (b) сохраняют данные, относящиеся к измерениям, выполненным на этапе (a), в базе данных, только в случае, когда упомянутые результаты не находятся в пределах диапазона значений, ранее определенных как желательные для результатов измерения упомянутых рабочих параметров.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых: (c) коррелируют упомянутые сохраненные данные; (d) выполняют оценку корреляции, полученной между упомянутыми сохраненными данными; (e) выполняют диагностику режима работы трансформатора на основе оценки, полученной на этапе (d), и, если это применимо, представляют рекомендуемое действие и обозначают последствия, которые могут наступить, если рекомендуемое действие не будет предпринято.

Способ содержит дополнительный этап передачи пользователю сообщения электронной почты при обнаружении отказа режима работы трансформатора, причем в упомянутом сообщении указан адрес в сети Интернет (веб-сайт), к которому пользователь должен обратиться для проверки проблемы.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения способ выполняется с помощью системы, предназначенной для мониторинга и управления режимом работы системы силового трансформатора в соответствии с изобретением.

Для получения эффекта настоящего изобретения в качестве станции управления следует понимать любую станцию управления, обычно используемую в уровне техники, которая содержит устройства и оборудование, позволяющие сохранять в базе данных только значимые изменения, измеренные устройствами регистрации. Станция управления в соответствии с настоящим изобретением представляет собой интеллектуальную станцию, выполненную с возможностью различения изменений рабочих параметров трансформатора по степени значимости, причем таким образом упомянутая станция определяет, какие результаты измерений необходимо сохранять в базе данных, а какие не следует сохранять. Следует подчеркнуть, что только результаты измерений, не находящиеся в пределах диапазона значений, ранее определенных как желательные, должны быть сохранены.

Кроме того, важно понимать, что пользователь может дистанционно регулировать и устанавливать новые диапазоны требуемых значений для рабочих параметров трансформатора в соответствии с разными критериями.

Устройства регистрации индикаторных сигналов, представляющих результаты измерения рабочих параметров трансформатора, могут быть любыми из обычно используемых в уровне техники, например, датчиками.

Выше был раскрыт предпочтительный вариант выполнения изобретения, при этом следует понимать, что объем настоящего изобретения охватывает другие возможные варианты, ограниченные только содержанием приложенной формулы изобретения, в которую также включены возможные эквиваленты.

1. Система мониторинга и управления режимом работы силовых трансформаторов, расположенных на одной подстанции, содержащая станцию управления и обработки данных, соединенную с трансформаторами, содержащими устройства регистрации сигналов, представляющих результаты измерения рабочих параметров трансформатора, причем эти сигналы постоянно регистрируются упомянутыми устройствами, при этом система отличается тем, что упомянутая станция управления содержит пользовательский интерфейс, соединенный с упомянутой станцией управления, причем упомянутый интерфейс отображает результаты измерений рабочих параметров трансформатора и позволяет пользователю вводить определенные диапазоны значений, которые являются желательными для упомянутых рабочих параметров, базу данных, в которой данные, относящиеся к сигналам, представляющим результаты измерений рабочих параметров трансформатора, сохраняют только в случае, когда результаты измерения рабочих параметров отличаются от значений, находящихся в диапазоне значений рабочих параметров, заранее определенных как желательные.

2. Система мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора по п.1, отличающаяся тем, что центральная станция управления дополнительно содержит модуль обработки и управления данными, сохраненными в базе данных, который коррелирует сохраненные данные, оценивает корреляцию между упомянутыми сохраненными данными и выполняет диагностику режима работы трансформатора и, если это применимо, предлагает рекомендуемое действие и указывает последствия, которые могут наступить, если рекомендуемое действие не будет предпринято.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что рабочие параметры трансформатора относятся, по меньшей мере, к температуре обмотки, уровню масла, напряжению, температуре в помещении, состоянию отводов, наличию газов в масле, уровню влажности в масле, потоку воздуха, верхней/нижней температуре масла или условиям изоляции.

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что станция управления разработана в среде Интернет.

5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что пользователь может осуществлять удаленный доступ к упомянутой системе.

6. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит программное обеспечение, которое выполняет анализ финансовой прибыли в результате использования трансформатора с применением следующего математического уравнения: риск отказа = стоимость отказа · вероятность отказа (уравнение 1).

7. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что станция управления дополнительно содержит устройство электронной почты, которое передает пользователю сообщение электронной почты при обнаружении сбоя в режиме работы трансформатора.

8. Способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, отличающийся тем, что способ содержит этапы, на которых (а) постоянно измеряют рабочие параметры силового трансформатора; (b) сохраняют данные, относящиеся к результатам измерений, полученным на этапе (а), только в случае, когда упомянутые результаты измерений находятся вне диапазона значений, заранее определенных как желательные для измерений упомянутых рабочих параметров.

9. Способ мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора по п.8, отличающийся тем, что способ дополнительно содержит следующие этапы, на которых (с) коррелируют упомянутые сохраненные данные; (d) оценивают корреляцию упомянутых сохраненных данных; (е) выполняют диагностику режима работы трансформатора на основе оценки, полученной на этапе (d), и, если это применимо, предлагают рекомендуемое действие и указывают последствия, которые могут наступить, если рекомендуемое действие не будет предпринято.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что способ выполняется системой для мониторинга и управления режимом работы силового трансформатора, как определено в любом из пп.1-7.

11. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этап, на котором передают сообщение электронной почты пользователю при обнаружении сбоя в режиме работы трансформатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматике электрических сетей. .

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля неуспешного автоматического повторного включения (АПВ) на короткое замыкание (к.з.) и последующего отказа отключения секционирующего выключателя в линии электропередачи.

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля отключения головного выключателя линии при отказе отключения секционирующего выключателя при его повторном включении на устойчивое короткое замыкание (к.з.) в кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции.

Изобретение относится к системам передачи информации по линиям энергоснабжения. .

Изобретение относится к автоматике электрических сетей. .

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля отключения секционирующего выключателя при отказе отключения выключателя пункта автоматического включения резерва (АВР), включившегося на устойчивое короткое замыкание (к.з.) в кольцевой сети, питающейся от разных шин двухтрансформаторной подстанции, причем пункт АВР не снабжен устройством запрета его включения на к.з.

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля неуспешного срабатывания пункта автоматического включения резерва (АВР) при отказе делительной автоматики (ДА) секционирующего выключателя в линии.

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и направлено на комбинированный запрет срабатывания автоматического включения резерва (АВР) на устойчивые короткие замыкания (КЗ) и провалы напряжения (ПН) на секциях шин двухтрансформаторных понизительных подстанций для предотвращения распространения неустранившегося короткого замыкания в распределительных сетях с двусторонним питанием и ограничения частоты возникновения провалов напряжения.

Изобретение относится к релейной защите силовых маслонаполненных трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты литых трансформаторов контроля изоляции от феррорезонансных перенапряжений и перемежающихся дуговых замыканий на землю, а также для повышения эффективности учета электрической энергии.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов. .

Изобретение относится к электротехнике, к релейной защите силового трансформатора и может быть использовано для быстрой блокировки дифференциальной защиты при бросках тока включения, когда имеется доступ к замеру напряжения, создающего ток короткого замыкания и ток броска.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите силовых трансформаторов распределительных сетей, когда по условиям динамической и термической устойчивости допускается время срабатывания защиты до двух-трех периодов и когда требуется эффективная и конструктивно простая отстройка от бросков тока включения трансформатора, в том числе при токах, искаженных полуволной, обратной начальному броску, за счет поглощения постоянной составляющей цепью намагничивания измерительного трансформатора тока.

Изобретение относится к технике релейной защиты, а именно к резервным токовым защитам трансформатора со схемой соединения обмоток Y/Y. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трансформатора, преимущественно путевого, от перенапряжений. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для снятия характеристик, контроля обрыва, короткого замыкания генератора. .
Наверх