Мониторинг состояния трансформатора с помощью интеллектуального счетчика и катушек Роговского

Интеллектуальная сеть (Smart Grid) для города будущего

Интеллектуальная электрическая сеть (Smart Grid) лежит в основе любого «умного» города, поскольку она:

• Информирует активных пользователей и производителей электроэнергии об уровне потребления и позволяет им принимать решения о том, как и когда использовать, хранить или даже перепродавать электроэнергию (солнечные батареи на крышах домов). Это способствует участию жилых, коммерческих и промышленных зданий в программах энергосбережения, повышения энергоэффективности и оперативного реагирования на спрос.
• Обеспечивает надежную интеграцию распределенных возобновляемых источников, накопителей энергии и зарядных станций электрических транспортных средств. Это дает возможность повысить уровень «интеллектуализации» защитного оборудования и подстанций и обеспечивает более быстрое обнаружение неисправностей, их локализацию и устранение.
• Улучшает характеристики сети с помощью интеллектуальных компонентов (датчиков, электронных устройств, интеллектуальных счетчиков и пр.), что позволяет осуществлять контроль, автоматизацию и удаленный мониторинг путем обмена данными в режиме реального времени. Совместная работа этих элементов обеспечивает центр управления информацией о текущих и прогнозируемых характеристиках сети и о состоянии критически важных компонентов, таких как трансформатор.

Интеллектуальный трансформатор = интеллектуальный счетчик + катушка Роговского

Ведущий производитель измерительных систем предлагает использовать датчики тока на основе гибких катушек Роговского (RТ) компании LEM совместно с интеллектуальным счетчиком, подключенным к низковольтной части распределительного трансформатора в МV/LV-подстанции (с напряжения среднего класса в низковольтное напряжение). Программное обеспечение интеллектуального счетчика рассчитывает с помощью тепловой и электрической модели трансформатора на основе измерения параметров низковольтной цепи (LV) температуру масла и скорость его старения, а также ток и величину протекающей в средневольтовой цепи (МV) электроэнергии. Это инновационное и экономичное решение для управления распределительной сетью, исключающее необходимость использования дополнительных датчиков в средневольтовой (MV) цепи. Суммарная погрешность интеллектуального счетчика вместе с датчиком LEM RT составляет не более 1%, что превосходит показатели аналогичного измерителя класса 0,5 с трансформатором тока (СТ) класса 0,5.

MV/LV (средневольтовая/низковольтная) подстанция

В MV/LV-подстанции (рис. 1) поступающее из MV-сети входное напряжение среднего класса (1) проходит через распределительное устройство (2), после чего преобразуется трансформатором (3) в низкое напряжение и поступает в низковольтную цепь (6). Интеллектуальный счетчик (5), установленный в низковольтном блоке (4), анализирует состояние трансформатора (3) с помощью трех независимых датчиков тока LEM RT (A). Разъемные датчики RT позволяют безопасно интегрировать интеллектуальные счетчики в уже эксплуатирующиеся трансформаторы.

Рис. 1. MV/LV (средневольтовая/низковольтная) подстанция

Преимущества распределенной системы для операторов сетей:

• Анализ в режиме реального времени тепловых характеристик, эффекта старения, активных и реактивных потерь каждого распределительного трансформатора.
• Создание низковольтных профилей нагрузки потребителей, производителей и трансформаторов электроэнергии, что позволяет определять нетехнические потери.
• Объединение активной энергии, распределенной по каждому MV/LV-трансформатору, дает возможность выявить нетехнические потери в средневольтовой (MV) сети.

Катушка Роговского (RT) LEM

Компания LEM разработала датчик тока Роговского, RT, с возможностью измерения тока до 5000 A и выше (рис. 2). Сенсор RT представляет собой катушку в чистом виде, позволяющую достичь класса точности 1 без использования дополнительных компонентов, таких как резисторы или потенциометры, обладающие нестабильными во времени параметрами.

Рис. 2. Датчик тока Роговского — RT

К тому же датчик RT с маркировкой «Идеальная петля» (Perfect Loop) имеет уникальный запатентованный зажим для соединения концов катушки, устраняющий погрешность, вызванную чувствительностью к положению проводника с измеряемым током внутри катушки. В итоге RT так же прост в установке, как и трансформатор тока с разъемным сердечником (СТ), и имеет такой же класс точности 1. Кроме того, датчик RT обладает наилучшими характеристиками среди всех производителей катушек Роговского (таблица).