Система диагностического мониторинга марки TDM-35S (предыдущая версия этой системы выпускалась фирмой ДИМРУС под торговой маркой TDM-S) предназначена для оперативного контроля технического состояния силовых трансформаторов 10÷35 кВ с сухой (литой) изоляцией.
Эта система является, по сравнению с системой TDM-10S, более эффективной благодаря использованию расширенного набора первичных датчиков и использованию более информативных методов диагностики технического состояния контролируемого трансформатора.
Для контроля текущего технического состояния силовых трансформаторов в системе TDM-35S используется несколько диагностических методов:
Расширенный, по сравнению с системой TDM-10S, набор контролируемых параметров трансформатора позволяет более корректно определять остаточный ресурс компаундной изоляции обмоток и всего трансформатора в целом.
Прибор системы мониторинга TDM-35S устанавливается рядом с контролируемым трансформатором. Все первичные датчики системы TDM-35S монтируются непосредственно на трансформаторе. При монтаже системы необходимо использовать максимально короткие сигнальные кабели от датчиков до прибора для уменьшения электромагнитных помех.
В зависимости от конструкции силового трансформатора с сухой изоляцией существуют особенности монтажа первичных датчиков. В наибольшей мере эти особенности касаются выбора мест для установки датчиков частичных разрядов СВЧ диапазона частот, при помощи которых контролируется состояние литой компаундной изоляции и проводится локация мест возникновения дефектов.
Две направленные электромагнитные антенны СВЧ диапазона марки BA-2 располагаются с двух сторон сухого трансформатора с литой изоляцией. Они направляются на обмотки трансформатора, для чего крепятся внутри защитного ограждения трансформатора или на дополнительных стойках.
Третья СВЧ антенна марки BA-1 располагается сверху защитного ограждения и предназначена для регистрации импульсов помех. Синхронное сравнение параметров импульсных сигналов с трех антенн позволяет системе контроля частичных разрядов максимально корректно отстраиваться от внешних высокочастотных помех и проводить локацию мест возникновения дефектов.
Кольцевой датчик тока нагрузки трансформатора марки IFCT-5 монтируется на проводнике вторичной цепи измерительного трансформатора тока. При помощи информации от этого датчика рассчитывается температура наиболее нагретой части обмотки, что важно для прогнозирования остаточного ресурса твердой изоляции обмоток трансформатора.
Как и все другие системы производства фирмы ДИМРУС для организации диагностического мониторинга силовых трансформаторов 6-35 кВ система TDM-35S легко интегрируется в информационную среду цифровой подстанции или предприятия при помощи трех встроенных интерфейсов передачи информации:
Для управления системой охлаждения трансформатора в системе дополнительно установлены два реле, предназначенные для управления вентиляторами системы охлаждения трансформатора в зависимости от температуры обмоток.
Стандартно измерительный прибор системы мониторинга TDM-35S поставляется в герметизированном защитном металлическом корпусе, показанном на рисунке. В таком конструктивном исполнении система может быть смонтирована рядом с контролируемым трансформатором в условиях производственного цеха или подстанции без дополнительной защиты.
Если предполагается монтировать систему мониторинга на территории открытой подстанции, то необходимо предусматривать использование шкафа наружного исполнения для защиты оборудования от внешних климатических воздействий. В этом случае для самого прибора нет необходимости использовать герметизированный корпус, достаточно более дешевого сборного металлического корпуса, показанного на рисунке.
Для организации диагностического мониторинга сухих трансформаторов с литой изоляцией используются системы мониторинга двух марок. Эти системы различаются конфигурацией используемых технических средств регистрации параметров трансформатора. В результате системы имеют различную информативность и достоверность получаемых результатов.
Перечень контролируемых параметров систем мониторинга приведен в таблице 1:
| Система | Тип, рабочее напряжение ВН, технологическая значимость трансформатора | Контролируемые параметры трансформатора | |||||
| Ток нагрузки | Температура | Разрядная активность | Температура и влага воздуха | Вибрация | Управление охлаждением | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| TDM-10S | Трансформаторы с рабочим напряжением 6-10 кВ с литой изоляцией | 1 | 1(1) | 1 | 1 | 1(2) | — |
| TDM-35S | Ответственные и мощные трансформаторы 10-35 кВ с литой изоляцией | 1 | 4 | 3(3) | 1 | 1 | 2(4) |
Примечания к таблице:
(1) — по заказу система TDM-10S может быть поставлена с 2 датчиками температуры;
(2) — дополнительная опция системы мониторинга;
(3) — контроль и локация мест разрядной активности при помощи трех СВЧ антенн;
(4) — контроль двух температурных порогов с включением 2 групп вентиляторов обдува.
Эти системы мониторинга предназначены для диагностического мониторинга трансформаторов с литой изоляцией и различаются количеством первичных датчиков и их типом.
В результате системы, с одной стороны, имеют различную достоверность получаемых диагностических заключений, а с другой стороны они различаются по стоимости. Чем больше количество датчиков и сложнее система, тем она дороже.
Перечень наиболее часто встречающихся локальных дефектных состояний силовых трансформаторов с литой изоляцией, выявляемых встроенной диагностической экспертной системой, приведен в таблице:
| Дефектное состояние | Параметры из табл. 1 | Достоверность | |
| TDM-10S | TDM-35S | ||
| Изоляция обмоток трансформатора | |||
| Учет естественного старения изоляции обмоток на основании контроля наработки трансформатора | 1 | ++ | ++ |
| Контроль температурных превышений, их величины и длительности, приводящих к ускоренному старению изоляции обмоток | 2 | ++ | ++ |
| Выявление локальных дефектов в литой изоляции обмоток по частичным разрядам | 3 | + | ++ |
| Определение типа выявленных дефектов в изоляции, оценка степени их развития, опасности для дальнейшей эксплуатации трансформатора | 3, 4 | + | ++ |
| Контроль поверхностного загрязнения изоляции обмоток трансформатора | 3, 4 | + | ++ |
| Сердечник трансформатора | |||
| Контроль усилия прессовки сердечника трансформатора по спектру вибрационного сигнала | 5 | ++ | ++ |
| Контроль наличия короткозамкнутых контуров в сердечнике трансформатора | 2, 5 | ++ | ++ |
| Состояние конструктивных элементов трансформатора | |||
| Контроль целостности конструкции трансформатора по спектрам вибрационных сигналов | 5 | ++ | ++ |
| Контроль наличия зон перегрева в трансформаторе по градиенту температуры обмоток с температурой воздуха | 2, 5 | + | + |
| Управление эксплуатацией и обслуживаем трансформатора | |||
| Контроль текущего технического состояния трансформатора по параметрам цифрового двойника | 1 — 5 | + | ++ |
| Определение скорости ухудшения технического состояния, оценка остаточного ресурса трансформатора | 1 — 5 | ++ | ++ |
| Планирование сроков и объемов проведения сервисных и ремонтных работ | 1 — 5 | ++ | ++ |
Достоверность выявления дефектных состояний контролируемого трансформатора в таблице П.2.2. иллюстрируется следующим образом:
(++) – достаточно высокая достоверность;
(+) – сравнительно невысокая достоверность.
Для каждой из трех контролируемых подсистем трансформатора: для изоляционной системы, для сердечника трансформатора и для его конструкции в программном обеспечении системы мониторинга строятся локальные математические модели.
Итоговая математическая модель трансформатора, его цифровой двойник, комплексно строится на основе объединения параметров локальных моделей всех контролируемых подсистем трансформатора с литой изоляцией.
| Параметр | Значение |
| Напряжение ВН контролируемого трансформатора, кВ | 6 ÷ 35 |
| Диапазон контролируемой температуры в баке, град | -40 ÷ +125 |
| Диапазон контроля влагосодержания в масле, ppm | 0,63 ÷ 63,69 |
| Перепад уровня масла в баке, мм | 50 |
| Разрядная активность в баке трансформатора, dBm | -60 ÷ -8 |
| Вибрация в баке, G | 4 |
| Рабочая температура, град | -40 ÷ +85 |
| Напряжение питания, В (AC) | 110/220 |
| Потребляемая мощность, не более, Вт | 5 |
| Размеры корпуса прибора Д*Ш*В, мм | 400*150*80 |
| Масса прибора, кг | 1,5 |
| № | Наименование | Количество |
| 1 | Система мониторинга для силовых трансформаторов с литой изоляцией с рабочим напряжением 10-35 кВ TDM-35S | 1 |
