Dugogodišnje iskustvo u projektiranju, proizvodnji i terenskim dijagnostičkim ispitivanjima transformatora, zajedno s modernom industrijskom hardverskom platformom, implementirano je u KONČAR TMS – suvremeni monitoring i dijagnostički sustav.

KONČAR TMS predstavlja sveobuhvatan on-line monitoring sustav energetskih transformatora i prigušnica. Sustav je modularan i nadogradiv za nove i postojeće transformatore (naknadna ugradnja) te je prilagodljiv svakom transformatoru neovisno o proizvođaču. Omogućuje nadzor i dijagnostiku svih vitalnih dijelova transformatora integracijom dostupnih senzora i podržavanjem standardnih komunikacijskih protokola. TMS sadrži implementirane modele za procjenu stanja transformatora (provodnici, termički model, starenje izolacije, učinkovitost hlađenja, regulacijska sklopka), napredne alate za analizu trendova te mogućnost interpretacije rezultata analize plinova iz transformatorskog ulja prema važećim metodama danim u IEC i IEEE normama. Osim toga, važne značajke sustava su i korisnički definirane granice alarma i postavke gradijenta, dugoročna pohrana podataka i praćenje događaja, automatsko generiranje izvještaja (periodičko, po događaju i na zahtjev) te različite mogućnosti daljinskog pristupa.

Prednosti i funkcije sustava monitoringa

Kao glavne prednosti KONČAR TMS-a ističu se otkrivanje greške u nastanku te sprječavanje ili smanjenje posljedice kvara i neplaniranih ispada. Sustav omogućava održavanje na osnovi stanja, povećava sigurnost ljudi i bolju zaštitu okoliša te pruža vrijedne podatke za analizu u slučaju kvara. TMS-om omogućujemo i optimizaciju te bolje gospodarenje transformatorom (preopterećivanje, procjenu preostalog životnog vijeka itd.) te spajanje transformatora na ‘Smart Grid’.

Zahvaljujući modularnosti bilo koja od sljedećih funkcija može biti uključena u sustav:

• Provodnici
• Aktivni dio
• Parcijalna izbijanja
• Regulacijska sklopka

Alati sustava omogućuju analizu trendova, pohranu alarma i događaja, prognozu temperature uslijed preopterećenja, izvoz podataka u tekst i Microsoft Excel te automatsko generiranje izvještaja.

Arhitektura sustava

Končar TMS temelji se na platformi KonFID koja je prvenstveno namijenjena korištenju u nadzoru, upravljanju i dijagnostici primarne opreme u proizvodnji, distribuciji i prijenosu električne energije. Dolazi s velikim izborom U/I modula i dodataka koji omogućuju korištenje platforme u bilo kojoj primjeni, uključujući napredni nadzor parcijalnih izbijanja i snimanje tranzijentnih pojava (prenapona). Glavni procesorski modul koristi višejezgreni ARM procesor s FPGA. Podržava jedno USB 2.0 sučelje, dva 100 Mb Ethernet sučelja, jedno 1 Gb Ethernet sučelje i jednu SD karticu za pohranu podataka. KonFID je lako nadogradiv naponskim/strujnim, RTD ili digitalnim ulazno-izlaznim modulima kako bi se formiralo potpuno rješenje za nadzor i automatizaciju za svaku vrstu imovine.

Monitoring transformatorskih provodnika

KONČAR TMS omogućuje uvid u stanje izolacije provodnika dok je transformator u pogonu. Kvar unutar provodnika koji se razvija može se otkriti u vrlo ranoj fazi tako da se mogu poduzeti odgovarajuće mjere za sačuvanje opreme i osoblja trafostanice. 

Snažan modul procesora digitalnog signala omogućuje precizno mjerenje amplitude i faznog kuta struje kroz izolaciju provodnika. Mjerenjem tih parametara može se procijeniti relativna promjena faktora disipacije (Δtanδ) i relativna promjena kapaciteta (ΔC/C₀).

Glavne značajke:

• Praćenje kapaciteta i tanδ izolacije
• Analogni ulazni kanali velike brzine
• Sinkrona akvizicija
• Digitalna obrada signala
• Adapteri za mjerni priključak različitih izvedbi
• RMS i vršne vrijednosti napona
• Mjerenja frekvencije i faze
• Podesive postavke za alarme
• Monitoring prenapona

Današnje električne mreže s visokim udjelima obnovljivih izvora energije i HVDC tehnologijom zahtijevaju napredne uređaje za nadzor kako bi se zadovoljili zahtjevi pouzdanosti. U takvim je mrežama oprema za napajanje redovito izložena prijelaznim naponima koji mogu biti uzrokovani operacijama sklopki ili udarima groma. Izloženost takvim događajima dovodi do degradacije izolacije, ovisno o broju i ozbiljnosti prenapona.

Kontinuiranim praćenjem prijelaznih prenapona dobivaju se različiti podaci o prenaponima: njihovom broju, amplitudi, karakteristikama oblika vala i porijeklu. Općenito, prenaponi u elektroenergetskom sustavu značajno se razlikuju od standardnih impulsa koji se koriste za ispitivanje izolacije energetske opreme. S informacijama o stvarnim prijelaznim prenaponima moguće je procijeniti utjecaj na izolacijski sustav energetskog transformatora, provjeriti djelovanje uređaja za zaštitu od prenapona, analizirati kvarove mreže, otkriti ozbiljne događaje te donositi odluke vezane uz planiranje sustava na temelju prenapona (izolacija po narudžbi ovisno o karakterističnom prenaponu, podešavanje ili ugradnja dodatnih odvodnika prenapona, planirati razinu izolacije i sl.).

Metode mjerenja prenapona

Kapacitivna izolacija može poslužiti kao kapacitivni djelitelj napona za mjerenje prijelaznih pojava i prenapona. Poseban adapter na provodniku i mjerna impedancija dizajnirani su za točan prijenos amplitude i oblika prenapona. Ove komponente su dijelovi senzora koji se koristi za nadzor kapaciteta izolacije i tanδ/faktora snage provodnika. Naš je sustav testiran i verificiran za sve standardne valne oblike (sklopni, munjeviti i isječeni valni oblici).

Niskonaponski izlaz iz senzora spojen je na modul za snimanje tranzijenata Končar TMS-a. Sustav sinkronizirano snima valne oblike na svim kanalima s brzinom uzorkovanja od 4,5 MS/s i trajanjem do 7 sekundi.

Analiza prenapona

Iz baze izmjerenih prenapona mogu se izvući brojni podaci. Korištenjem faktor ozbiljnosti u frekvencijskoj domeni (FDSF) omogućena je detekcija ozbiljnih prenapona. FDSF uspoređuje frekvencijski spektar izmjerenog valnog oblika s ovojnicom valnog oblika testa impulsa. Ako faktor ima vrijednost veću od 1, to znači da transformator nije testiran na takve valne oblike. Važno je napomenuti da iako transformator nije ispitan za određeni valni oblik, to ne znači da nije sposoban izdržati taj valni oblik.

Uz FDSF, promatraju se i statistički analiziraju parametri amplitude, vremena porasta, vremena repa i frekvencije glavne oscilacije. Općenito, statistička analiza valnih oblika stvarnih prenapona koji postoje u elektroenergetskoj mreži može pomoći u boljem razumijevanju prenaponskih pojava. Informacije o stvarnim prenaponima korisne su za poboljšanje dizajna transformatora i ispitivanje određivanjem transformatora ovisno o mjestu instalacije jedinice.

Monitoring parcijalnih izbijanja

Parcijalna izbijanja najraniji su znak degradacije izolacije ili nedostataka u transformatorima, generatorima, motorima ili kabelima. Otkrivanjem i praćenjem parcijalnih izbijanja, kao najranijih znakova kvara elektroenergetske opreme, ovaj sustav omogućuje preventivno planiranje održavanja opreme te izbjegavanje katastrofalnih događaja.

Kvar izolacije vrlo je često popraćen požarom ili eksplozijom što dovodi do velikih oštećenja primarne opreme i obližnjih objekata. To dovodi do velikih troškova zbog štete na imovini i smanjene dostupnosti. Svaki upravitelj imovine želi smanjiti rizike takvih događaja i zadržati troškove održavanja što je moguće nižima.

Končar TMS omogućuje uvid u stanje izolacije mjerenjem parcijalnih izbijanja. Dolazi s velikim izborom dodataka i senzora koji omogućuju mjerenje raznih tipova opreme. Suvremeni algoritmi za obradu daju pouzdane rezultate mjerenja i neusporedivu obradu u stvarnom vremenu.

Njegove karakteristike su potpuno sinkrona akvizicija, širok ulazni raspon, podesivi digitalni filteri, samopodesivo pojačanje u 15 razina. Osim toga, uključuje i automatsko potiskivanje smetnji, automatsku klasifikaciju parcijalnih izbijanja te obrada do 2.000.000 pulsa/kanalu u realnom vremenu. Ovaj sustav ima intuitivno korisničko sučelje, jedinstveno rješenje za svaki tip opreme te je usklađen s IEC i IEEE standardima.