Основни елементи за поддръжка и чести причини за повреди на тежкотоварните трансформатори за подстанции

Аварията на тежкотоварно оборудване подстанционен трансформатор има и разходи, които надхвърлят часовете за ремонт. Те се изразяват в изключени центрове за обработка на данни, спрени производствени линии и пропуснати прозорци за доставка. Ryan Electric, съвместно предприятие с Eaton (САЩ), произвежда сухи, VPI, маслени, монтирани на постамент, силови и разпределителни трансформатори с мощност до 10 MVA и напрежение до 132 kV. Знаем, че повечето катастрофални аварии започват като малки, пренебрегнати сигнали. В тази статия са анализирани най-честите причини за аварии на трансформатори по видове повреди, включително ранни предупредителни признаци, действия на място и моментът, в който трябва да се спре и изключи устройството.

Стареене на изолацията на намотките: Тихата деградация

През годините целулозната и епоксидната изолация постепенно се деградират под въздействието на термични, електрически и механични напрежения. Дейността на частични разряди също е предвестник на повреди при трансформатори с лита смола и VPI.

Ранен сигнал : Леко почерняване на вентилационните канали, необичаен мирис или увеличаване на показанията за частични разряди (PD). При анализ на маслото чрез газова хроматография (DGA) фурановият анализ на маслото показва увеличение на 2-фурфуралдехида в трансформаторите с маслено охлаждане.

Полеви действия : Измерване на частичните разряди (PD) при изключено напрежение, почистване на охладителните канали, проверка на профила на натоварването спрямо табелката. Намаляване на натоварването при температури на горещите точки, надвишаващи допустимите граници.

Кога да се спре : Ако частичните разряди (PD) са последователно високи (над 500 pC) или ако DGA открива ацетилен (C₂H₂) в концентрация над 5 ppm, трансформаторът трябва незабавно да бъде изваден от експлоатация. При продължаване на подаването на енергия могат да възникнат къси съединения между навивките.

Аварии на превключвателите за регулиране на напрежението: механичен износ и ерозия на контактите

Много трансформатори в подстанции нямат подвижни части освен превключвателите за регулиране на напрежението под товар (OLTC). Основните причини за повреда на трансформаторите са ерозия на контактите, натрупване на въглерод и несъосаност на моторния привод.

Ранен сигнал : Необичаен шум по време на превключване, неравномерна регулация на напрежението или увеличаване на диференциалната температура между OLTC и основния резервоар.

Полеви действия на място проверете за въглеродни частици в маслото, тока на двигателя и синхронизацията, както и контакти на превключвателя за разклонение по време на планово поддръжка.

Кога да се спре ако устройството за регулиране под товар (OLTC) не успее да завърши промяна на стъпката или Реле на Буххолц се задейства по време на операция по промяна на стъпката, заключете превключвателя за стъпки и прехвърлете натоварването. Избягвайте допълнителна електрическа активност.

Навлизане на влага в изолаторите: скритият път към пробив

Влагата може да проникне в порцелановите или композитните изолатори чрез повредени уплътнения или пукнатини. Влажните условия водят до намаляване на напрежението за пробив и увеличават вътрешната корозия.

Ранен сигнал необичайно напрежение от радиочестотна интерференция (RIV), видима кондензация на масло в прозорчето за наблюдение на маслото или повишаване на капацитета и стойностите на tan delta на изолатора.

Полеви действия извършете инфрачервена термография, почистете изолаторите, сменете уплътненията и направете анализ на маслото и газовия анализ (DGA) на маслото в изолатора, ако е приложимо.

Кога да се спре : Ако тангенсът на ъгъла на загуби е по-голям от 1 % при 20 °C или съдържанието на водород е по-голямо от 100 ppm в анализа на разтворените газове (DGA), извадете изолационната стойка от експлоатация. Резервоарът на трансформатора може да бъде унищожен от дъгов пробив под товар.

Деградация на маслото и анализ на разтворените газове

Минералното масло може да претърпи процеси на окисление, електрическа дъга и прегряване. Анализът на разтворените газове (DGA) е най-мощният диагностичен инструмент за силови и разпределителни трансформатори с маслено охлаждане.

Ранен сигнал : Ключовите газови съотношения се променят; увеличението на метана (CH₄) е сигнал за термична повреда, увеличението на етилена (C₂H₄) е сигнал за прегряване на метал, увеличението на ацетилена (C₂H₂) е сигнал за електрическа дъга.

Полеви действия : Ако някой газ надвишава граничните стойности по IEEE, DGA трябва да се извършва месечно. Извършете проверка на налягането на азотната въздушна възглавница и филтрирайте маслото, ако съдържанието на влага надвишава 20 ppm.

Кога да се спре : Изключете захранването на обекта, ако реле Буххолцът се задейства или ако DGA показва, че съдържанието на C₂H₂ е над 10 ppm и на водород — над 500 ppm. Това указва на предаварийно състояние при трансформатори с маслено охлаждане.

Натоварване и натрупване на топлинно остаряване: Бавният убиец

Срокът на електрическата изолация се намалява наполовина при всеки 6 °C повишаване на температурата над номиналната температура в най-горещата точка. При повечето от тези приложения трансформаторите са подложени на циклично претоварване, както например в центровете за обработка на данни, системите за съхранение на енергия от възобновяеми източници и индустриалните задвижвания.

Ранен сигнал : Температурата на горната част на маслото се повишава при постоянно натоварване; увеличава се използването на охладителни вентилатори или анализът на разтворените газове (DGA) показва стабилно нарастване на етан (C₂H₆).

Полеви действия : Използвайте динамични граници за натоварване, измервайте ефективността на охладителната система и регистрирайте часовете на претоварване. Използвайте действителната топлинна история, а не календарното време, за определяне на интервала между основните ремонти на трансформатора .

Спрете натоварването : Намалете натоварването, когато температурата на горната част на маслото достигне 105 °C (маслени трансформатори) или 155 °C (трансформатори с леяна смола). Когато анализът на разтворените газове (DGA) показва признаци на бързо образуване на газове (например удвояване на общото количество разтворени газове за 24 часа), извадете трансформатора от експлоатация и извършете вътрешен инспекционен преглед.

Ryan Electric: Вашият партньор в предотвратяването на повреди

Ryan Electric произвежда сухи, VPI, маслени, пад-монтирани, силови, разпределителни и компактни трансформатори до 10 MVA и 132 kV. Всеки трансформатор се подлага на рутинни, типови и специални изпитания в нашите акредитирани от CNAS двойни изпитателни лаборатории за 35 kV/110 kV, както и на сертифициране според IEEE, UL, CE, ASTA и DEKRA; разполагаме с три отделни изпитателни зони за трансформатори с лито смолно изолиране, течностно охладени и подстанционни единици. Независимо дали сте част от центровете за обработка на данни на Microsoft или от проекта на State Grid, ние осигуряваме надеждност, на която можете да разчитате в повече от 50 страни.

Избягвайте забавяне при реагиране на Сработване на реле на Буххолц. Обърнете се днес към нашите технически експерти, за да получите персонализиран план за поддръжка, интерпретационна подкрепа за DGA или трансформаторно решение, което отговаря както на вашата товарна, така и на околната среда. Поръчайте още днес индивидуалната си оферта и запазете свързаността с критично важната си инфраструктура.