Герметично запечатани срещу трансформатори с консерватор: Избор на подходящата система за запазване на маслото

Операционен мениджър в електроенергиен доставчик по крайбрежието на Филипините ни изпрати снимка на дишало на трансформатор през април. Силикагелът вътре беше станал розов — изчерпан — и екипът му вече го беше заменил два пъти тази четвъртина. Влажността в техните подстанции остава над 80 процента повечето време през годината и всеки път, когато уредът „диша“, той засмуква влага направо в консерватора. Въпросът му е един от най-често задаваните от купувачи в климатични зони с висока влажност: „Защо изобщо ни е нужна тази тръба и това дишало? Не може ли да се произведе трансформатор, който не диша?"

Краткият отговор е да — тази единица се нарича герметично затворен трансформатор консервационен трансформатор с консерватор е консервация на трансформаторно масло решение, а не ценно решение. Ако го изберете погрешно, или ще плащате за поддръжка на въздушния филтър, която никога не сте планирали, или ще изгубите защитата чрез газов реле, която сте предполагали, че имате. Ето как двете конструкции всъщност се различават и как да изберете подходящата.

 

Защо консервацията на трансформаторното масло определя експлоатационния срок

Маслото в един маслен трансформатор трансформатор изпълнява две функции — електрическа изолация и прехвърляне на топлина — но също така пренася вода и кислород към местата, където те нанасят щети. Приблизително 99 процента от водата в трансформатора се намира в целулозната хартия, увита около намотките, а не в маслото, което е причината проба от „сухо изглеждащо“ масло да скрива влажна изолационна система. Водата и кислородът ускоряват стареенето на хартията, повишават риска от частичен разряд и съкращават кривата на живот, която цифрите за загуби във вашия тестов отчет обещават.

Топлината прави проблема механичен. Минералното масло се разширява приблизително с 4 процента, когато трансформаторът премине от студено изключване при 20 °C до температура на горната част на маслото при пълна натовареност — 75 °C — и отново се свива всяка нощ. Ригидният, напълно запечатан резервоар не може да пренебрегне това колебание в обема. Конструкцията трябва или да предостави на разширяващото се масло място, където да отиде — консерватор, — или да поема циклите на налягане и вакуум вътре в запечатания резервоар. Този единствен механичен избор определя цялата история на поддръжката на уреда през следващите 25 години.

Аспектът на поддръжката е документиран в IEEE C57.93-2019 Ръководство за инсталиране и поддръжка , което охваща обслужването на въздухопроводите, проверките на запазването на маслото и контрола на влагата за трансформаторите с течностно охлаждане. Общи изисквания към резервоарите и аксесоарите са посочени в IEEE C57.12.00-2021 iEEE C57.12.00, стандарта, на който вашата спецификация ще се позовава във всеки случай. И двата документа си струва да имате отворени, докато съставяте заявката за цитиране на цена (RFQ).

 

Консерваторна конструкция на трансформатор: Предназначено „дишане“

А трансформатор с консерватор има малък цилиндричен разширителен резервоар, монтиран над основния резервоар и свързан с него чрез тръба. Когато маслото в основния резервоар се разширява под натоварване, то се излива нагоре в разширителния резервоар, а въздухът над маслото се изтласква навън през вентилатор, пълен с кремнезел, който осушава влизащия въздух при следващия цикъл. Обемът на разширителния резервоар обикновено е 8–10 % от обема на маслото в основния резервоар, което покрива диапазона на разширение от студено зимно изключване до температурата на маслото при пълно натоварване.

Тази компоновка заслужава мястото си в трансформаторите от класа на подстанциите поради три причини. Първо, тя позволява използването на газовия релей на Буххолц: релейният елемент се монтира в тръбата между резервоара и консерватора, където се събират газовете при повреда; затова силовите трансформатори с газова защита обикновено са от консерваторен тип. Второ, нивото на маслото е видимо и попълването му е лесно — добавяте масло в консерватора, без да отваряте основния резервоар. Трето, вътрешното налягане остава ниско и стабилно, което е благоприятно за уплътнителните пръстени, индикатора за ниво на маслото и уплътнението на капака.

Цената на тези предимства е дишайки интерфейс, който някой трябва да поддържа. Силикагеловият дишач се наситява с течение на времето — промяната на цвета от синьо към розово е индикаторът — и на влажни крайбрежни или тропически обекти това може да означава смяна на картриджите на всеки три месеца, а не веднъж годишно. Чашата с маслено уплътнение под дишача трябва да остава пълна; в противен случай дишачът спира да осушава въздуха и започва да действа като отворен клапан. При големи силови трансформатори консерваторът често се доставя отделно с прикриващи плочи, което добавя стъпка за свързване на място по време на инсталация.

 

Какво прави по-различно герметично затвореният трансформатор

А герметично затворен трансформатор няма консерватор и не използва въздухозаменител. Резервоарът е проектиран така, че да поема цялото разширение на маслото вътрешно по един от следните три начина: чрез компресиbilен газов въздушно-маслен балон над маслото (тип затворен резервоар или с газов балон), чрез гъвкава диафрагма или гумена мембрана, която отделя маслото от газовия обем, или чрез гъвкавост на стените на резервоара, предвидена в конструкцията му. Тъй като уредът никога не „диша“, външният въздух — и влагата, която той носи — никога не прониква вътре. Силиковият гел, маслените уплътнения и поддръжката на въздухозаменителя напълно изчезват от график на поддръжка.

Затова затворената конструкция доминира трансформатори на стойка и по-малки разпределителни устройства в Северна Америка, където уредите с герметични резервоари, одобрени от UL и CSA, са стандарт, а екипите за поддръжка могат да посещават един уред само веднъж годишно. Това също е отличен избор за отдалечени обекти, пустинни и крайбрежни инсталации, както и за всеки проект, при който местният екип не може да бъде разчитан да заменя филтърния картридж на дихателния клапан навреме. Уредите с герметични резервоари обикновено се произвеждат за пълно вакуумно пълнене, което премахва остатъчната влага на завода, а инхибиторната добавка в маслото има по-дълъг срок на годност, тъй като окислението е лишено от свеж кислород.

Компромисите имат значение. Без консерватор не може да се монтира класически газов реле на Буххолц — газът няма къде да се събира — затова запечатаните конструкции разчитат на устройства за релефно налягане и по избор — на релета за бързо нарастване на налягането или на мониторинг въз основа на газовия анализ (DGA). Вземането на проби от маслото и допълнителното му пълнене изискват по-голяма внимание, тъй като работите срещу вътрешно налягане, а не срещу отворен резервоар. Самият резервоар изпълнява реални функции при налягане и вакуум: заварките на капака, уплътненията и фитингите трябва да издържат проектното налягане през целия експлоатационен живот на уреда, което е причината запечатаните резервоари да изискват дисциплинирана заварка и документиран тест за налягане преди боядисване.

 

Консерватор срещу херметично запечатан: сравнение странично до странично

Точка за сравнение	Трансформатор с консерватор	Герметично затворен трансформатор
Регулиране на разширението на маслото	Външен резервоар за разширение над основния резервоар	Вътрешна въздушна възглавничка, диафрагма или гъвкава обвивка на резервоара
„Дишане“ / проникване на влага	„Диша“ чрез силикагелов дишник; риск от влага при пренебрегване на дишника	Никога не „диша“; минимално възможно проникване на влага
Газов реле (Буххолц)	Може да се монтира — стандартно за силови трансформатори	Не се монтира в класическа форма; вместо това се използват релета за разтоварване при налягане и RPR
Рутинно обслужване	Проверка и подмяна на силиковия гел, индикатор на нивото на маслото	Проверка на налягането и манометър; няма десикант за подмяна
Допълване и вземане на проба от маслото	Просто, чрез консерватора	Възможно, но изисква процедура за управление на налягането
Типични приложения	Електроцентрални подстанции, силови трансформатори, устройства OLTC, проекти според IEC и за Близкия изток/Югоизточна Азия	Устройства за монтаж на основа и разпределение, Северна Америка (UL/CSA), отдалечени и влажни обекти
Транспорт и екологичен отпечатък	По-висок; консерваторът може да бъде изпратен отделно при големи единици	Компактен, по-нисък профил, единична запечатана обвивка
Фактор, определящ разходите през целия жизнен цикъл	Трудозатрати и разходни материали за поддръжка	Качеството на резервоара и заварките при производството

И двете конструкции са легитимни и се срещат в каталозите на всеки сериозен маслен трансформатор производител. Въпросът е коя от тях отговаря на вашата площадка, вашия екип и вашата философия за защита.

 

 

Избор на подходяща система за консервиране на маслото за вашия проект

Започнете със стандартите и схемата за защита на дестинацията, тъй като те елиминират възможностите по-бързо от която и да е предпочитана опция. Трансформатор, монтиран на платформа, специфициран според IEEE C57.12.20 или C57.12.22 за пазарите в САЩ или Канада, почти сигурно ще бъде с герметичен резервоар и сертифициран според UL или CSA — ако посочите резервоар (conservator) за такъв случай, ще платите допълнително за персонализирано отклонение. Подстанционен трансформатор с мощност 15 MVA с диференциална защита и защита чрез реле Буххолц ще бъде от тип резервоар; опитът да се направи герметичен означава преосмисляне на цялата философия на защитата. Между тези два полюса задайте четири въпроса:

• Климат и влажност. Морски, тропически или пустинни места с прах, където поддръжката е ограничена, силно насочват към герметично затворен трансформатор .
• Възможности на екипа. Ако проверките с кремнезелен гел практически няма да се извършват, по-безопасно е да се избере конструкция, която не ги изисква, отколкото график за поддръжка, който няма да се спазва.
• Философия на мониторинга. Ако проектът предвижда анализ на газовата проба (DGA) и онлайн мониторинг, герметичните резервоари работят добре; ако схемата за защита разчита на реле Буххолц, изберете трансформатор с консерватор .
• Стандартизиране на парка. Утилита, която стандартизира един тип резервоар за стотици единици, като по този начин осигурява по-голяма последователност в сравнение с оптимизацията за отделен обект.

Ryan Electric произвежда и двете конфигурации в една и съща производствена площ от 120 000 м², в рамките на партньорството с Eaton, започнало през 2023 г., и притежава сертификати UL, CSA, IEEE, DEKRA и CNAS. Това, което казваме на купувачите, е същото, което инженерите ни казват помежду си: системата за запазване на маслото се определя от обекта и схемата за защита, а не от продажната документация. Изпратете ни класа напрежение, kVA, климата и плана за поддръжка — препоръчителният тип резервоар се извежда от тези четири входни параметъра, а обосновката ще бъде документирана в техническото предложение.

 

Попитайте ни, преди да финализирате спецификацията за резервоара

Разходите за смяна на типа резервоар след одобряване на чертежите са значително по-високи от разходите за задаване на един въпрос в ранен етап. Ако определяте резервоар... маслен трансформатор — клас за разпределение или за мощност, за всеки пазар — изпратете ни вашите задължения и условия на обекта чрез нашата контактната страница и ние ще ви предложим препоръчан тип резервоар, прогноза за поддръжка през първите пет години и реалистичен график за доставка. Правилното консервация на трансформаторно масло решение е разговор на една страница. То спестява години с филтри за дишане или години, в които се надявате, че сте имали газов релей.

За автора : Това ръководство е написано от инженерния и експортен екип на Ryan Electric, производител на трансформатори, основан през 2007 г. в Цзянсу, Китай, и партньор в съвместно предприятие с Eaton от 2023 г. Екипът подкрепя купувачи от енергийния сектор, EPC и промишлеността в Северна Америка, Югоизточна Азия, Близкия изток и Африка чрез приложно инженерство, поддръжка за сертифициране и документация за фабрични изпитания.