Transzformátor, Mérőtranszformátor Állapot Tényező szakértői rendszer Vörös Csaba Tarcsa Dániel Németh Bálint Csépes Gusztáv
Áttekintés • A Rendszer jelentősége • Állapotjellemzők • MérőTranszformátor Állapot Tényező szakértői rendszer • Transzformátor Állapot Tényező szakértői rendszer • Kiértékelés lehetőségei BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
2
Bevezetés • Gazdasági vonatkozás: Beruházási költség Profit teremtő képesség Termelői és fogyasztói elszámolási rendszer • Életkoron alapuló eszköz menedzsment ÁLLAPOTFÜGGŐ karbantartás
• Méréseken alapuló állapotfelmérés: – Felújítás, javítás, karbantartás, csere
• Transzformátor, Mérőtranszformátor Állapot Tényező szakértői rendszer (TÁT, MTÁT): – Ismert diagnosztikai módszerek alapján – Készülék jelenlegi állapotát írja le
– Cél: üzemzavarok elkerülése a rendszer zavartalan működése érdekében, gazdaságos üzemeltetés BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
3
TÁT: Transzformátor Állapot Tényező MTÁT: MérőTranszformátor Állapot Tényező
- Szakértői rendszer - Tanszéki fejlesztés a Health Index szakértői rendszeren alapul, a hazai viszonyoknak megfelelően. (Szabványok és a diagnosztikai gyakorlat alapján)
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
4
A szakértői rendszer általános
• Cél: objektív összehasonlíthatóság • Állapotjellemzők: - Üzemi jellemzők - Környezeti jellemzők
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
5
A szakértői rendszer Üzemi állapotjellemzők
Üzemi állapotjellemzők: azon paraméterek vagy diagnosztikai eredmények amelyeket közvetlenül befolyásol a transzformátor üzemében bekövetkezett változás (pl.: terhelés)
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
6
A szakértői rendszer Üzemi állapotjellemzők • • • • • • • • •
Hibagáz analízis Olajvizsgálat Furántartalom Thermovízió Terhelési adatok Szigetelési ellenállás RVM Dielektromos veszteségi tényező, kapacitás Rövidzárási impedancia mérés BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
7
A szakértői rendszer Üzemi állapotjellemzők Hibagáz analízis
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
8
A szakértői rendszer Környezeti állapotjellemzők Környezeti állapotjellemzők azon paraméterek, amelyek nem közvetlenül hatnak a transzformátor üzemére.
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
9
A szakértői rendszer Környezeti állapotjellemzők Általános állapot Berendezés kora Karbantartási előzmények Hálózati elhelyezkedés Éghajlati tényezők, káros atmoszférikus hatások
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
10
A szakértői rendszer Környezeti állapotjellemzők Berendezés kora
i
1
Vizsgált jellemzők
Kor [év]
Wi
1
Pi
Si
33 > P1 ≥ 7
1
5 > P1 > 40
0
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
11
TÁT szakértői rendszer Állapotjellemzők összefoglalás #
Transzformátor állapotjellemzői
Kj
Állapot
Megbízhatóság
1
Hibagáz analízis
10
0-1
0-100
2
Általános olajvizsgálat
8
0-1
0-100
3
Visszatérő feszültség időállandó szerinti eloszlása
7
0-1
0-100
4
Tekercs szigetelési ellenállás és abszorpciós tényező
8
0-1
0-100
5
Kapacitás és veszteségi tényező mérése
7
0-1
0-100
6
Infrakamerás vizsgálatok
7
0-1
0-100
7
Általános állapot
8
0-1
0-100
8
Berendezés kora
8
0-1
0-100
9
Karbantartási előzmények
6
0-1
0-100
10
Hálózatban való elhelyezkedés
4
0-1
0-100
11
Üzemelési előzmények
8
0-1
0-100
12
Éghajlati tényezők, káros atmoszférikus hatások
4
0-1
0-100
13
Furán tartalom vizsgálata
6
0-1
0-100
14
Rövidzárási impedancia mérése
6
0-1
0-100
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
12
MTÁT szakértői rendszer Állapotjellemzők összefoglalása Csoport
Kj
• Hibagáz analízis (HGA)
10
• Általános olajvizsgálat
8
• SF6 gáz vizsgálat
8
• Tekercs szigetelési ellenállás
8
• Dielektromos veszteségi tényező és részleges kisülések mérése
7
• Általános állapot
6
• Berendezés kora
9
• Karbantartási előzmények
6
• Környezeti jellemzők
4
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
13
Mérőtranszformátorok sajátosságai • Magyarországon csak HGA-t végeznek • Hibabehatárolás a jellemző gázarányok alapján is lehetséges! Hibakód PD D1 D2 T1 T2 T3
Jellemző gázarányok C2H2/C2H4 CH4/H2 nem jellemző <0,1 >1 0,1...0,5 0,6...2,5 0,1...1 nem jellemző nem jellemző >1 <0,1 >1 <0,2 >1
Durva behatárolás C2H4/C2H6 <0,2 >1 >2 <1 1...4 >4
Hibakód
C2H2/C2H4
CH4/H2
C2H4/C2H6
PD
-
< 0,2
-
D
> 0,2
-
-
T
< 0,2
-
-
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
14
Számítási módszer 1., Besorolási érték (Si) hozzárendelése a vizsgált fizikai értékhez (pl.: Olaj határfelületi feszültség = 25mN/m, S1 =0,4167 ) Éves átlagos középhőmérséklet besorolása
Határfelületi feszültség besorolása 1,2
1,2
1
1
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
0 10
22
35
45
0 0
1
10
30
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
35
40
15
Számítási módszer 2., Az állapotjellemző értéknek megfelelő súlyozás kialakítása (pl.: Átütési feszültség W1=4) 3., Állapotjellemző faktor számítása (pl.: Általános olajvizsgálati faktor AOF) 5
AOF =
∑ S ×W i
i =1
i
5
∑W i =1
i
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
16
Számítási módszer 4., Az állapotjellemzőnek megfelelő súlyozás (Ki) figyelembevétele (pl.: Olajvizsgálat K1=8) 5., Teljes TÁT, MTÁT számítása a következő képlettel 5
TÁT = 0,5 ×
∑ K × TÁTf i
i =1
5
∑ 4× K i =1
i
10
i
+ 0,3 ×
∑ K × TÁTf i
i =6
10
∑ 4× K i =6
i
14
i
+ 0,2 ×
∑ K × TÁTf i
i =11
i
14
∑ 4× K i =11
i
Az állapotjellemző csoportok súlyozásának mértéke attól függ, hogy az adott jellemző(k) milyen mértékben felelősek az adott eszköz meghibásodásáért (statisztikai alapon) 6.,TÁT, MTÁT értékelés BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
17
Számítási módszer - A hiányzó adatok és/vagy eltérő időpontban rendelkezésre álló adatok kezelési módszere valószínűségi számítás alapján történik. - egyenletes eloszlású valószínűségi változó (best case, worst case) - Az eredmény is egy valószínűségi változó normális eloszlással, szórása a rendelkezésre álló adatoktól függ.
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
18
Számítási módszer
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
19
Számítási módszer A TÁT, MTÁT a készülék általános állapotát adja meg. Amennyiben valamely paraméter nem éri el a szabvány szerinti minimum értékét, a rendszer „riasztást” ad, hiszen a teljes TÁT, MTÁT érték adhat „jó” minősítést, de az adott „hiba” kritikus is lehet. Ennek kezelésére vezettük be a kritikus paraméterek megjelölést. BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
20
Számítási módszer Kritikus paraméterek, azon paraméterek amelyek leromlása önmagában is a transzformátor meghibásodását okozhatja – – – – – –
Hibagáz analízis (HGA) Olaj vizsgálat Általános állapot Szigetelési ellenállás, abszorpciós tényező Visszatérő feszültség mérés (RVM) Kapacitás, dielektromos veszteségi tényező (tgδ)
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
21
Besorolás, eredmények 2
3
4
5
6
7
+
+
+
+
+
+
+
olajvizsgála
+
+
+
+
+
+
visszatérő feszültség (RVM)
+
+
+
+
+
+
hibagáz analízis
szigetelési ellenállás, abszorpciós tényező
+
+
kapacitás, dielektromos veszteségi tényező
+
+
9
1
DÁTUM:
8
Rendelkezésre álló adatok +
infrakamerás vizsgálatok általános állapot kor
+ +
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
karbantartási előzmények hálózati elhelyezkedés terhelési adatok éghajlat furán tartalom rövidzárási impedancia mérés
+
22
Besorolás, eredmények TÁT eredmények
Rendelkezésre álló adatok száma: 16 Összes adatbemenetek száma: 139
23
Kiértékelési (műszaki és gazdasági) és ábrázolási lehetőségek
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
24
Kiértékelési lehetőségek, eredmények • Nagy számú minta alapján határértékeket és tapasztalati szórást mondhatunk a következő paraméterekre: - Javítások (helyszíni,gyári) TÁT/MTÁT változás - Elérhető legmagasabb TÁT/MTÁT - Átlagos TÁT/MTÁT csökkenés üteme - Különböző üzemzavarok TÁT/MTÁT szintjei • Ekkor a TÁT/MTÁT csökkenés üteme és üzemzavari TÁT/MTÁT szintek alapján becsülhető a jövőbeli állapot és tervezhető a karbantartások ideje és milyensége. BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
25
Összefoglalás • Kiértékelő rendszer • Összehasonlíthatóság (műszaki, gazdasági) • Állapotfüggő karbantartás tervezés támogatás • Költség optimalizáció
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
26
KÖSZÖNJÜK A FIGYELMET!
Elérhetőségek: Budapest, 1111, Egry J. u. 18. tel.: 1-463-2784, fax.: 1-463-3231 e-mail:
[email protected] [email protected] [email protected]
BME Villamos Energetika Tanszék Nagyfeszültségű Technika és Berendezések csoport
