Βασικά Στοιχεία Συντήρησης και Συνηθισμένες Αιτίες Αποτυχίας για Μετασχηματιστές Υψηλής Ισχύος Υποσταθμών

Η αποτυχία ενός βαρέως τύπου υποσταθμιακός τρανσφορμάτωρ συνεπάγεται επίσης κόστος πέραν των ωρών επισκευής. Αυτό μετράται σε σκοτεινά κέντρα δεδομένων, νεκρές γραμμές παραγωγής και χαμένα παραθυράκια παράδοσης. Η Ryan Electric, μια κοινή επιχείρηση με την Eaton (ΗΠΑ), κατασκευάζει ξηρούς τύπους, VPI, ελαιοβυθισμένους, επί τόπου τοποθετούμενους, ισχύος και διανομής μετασχηματιστές μέχρι 10 MVA και 132 kV. Γνωρίζουμε ότι οι περισσότερες καταστροφικές αποτυχίες αρχίζουν ως μικρά, αγνοημένα σήματα. Αυτό το άρθρο αναλύει τις πιο συνηθισμένες αιτίες αποτυχίας μετασχηματιστών κατά λειτουργικό τρόπο, συμπεριλαμβανομένων των πρώιμων σημάτων προειδοποίησης, των ενεργειών επιτόπου και της στιγμής που πρέπει να σταματήσει και να απενεργοποιηθεί.

Γήρανση μόνωσης των τυλιγμάτων: Η σιωπηλή εξασθένιση

Στη διάρκεια των ετών, η μόνωση από κυτταρίνη και εποξείδιο εξασθενεί σταδιακά λόγω θερμικών, ηλεκτρικών και μηχανικών τάσεων. Η δραστηριότητα μερικής εκκένωσης αποτελεί επίσης πρόδρομο φαινόμενο ζημιάς σε μετασχηματιστές με ρητίνη και VPI.

Πρώιμο σήμα : Ελαφρά απόχρωση των αεραγωγών, ασυνήθιστη οσμή ή αυξανόμενη μέτρηση PD. Στον έλεγχο λαδιού / DGA, η ανάλυση φουρανίων στο λάδι δείχνει αύξηση της 2-φουρφουράλδεϋδης σε μονάδες βυθισμένες σε λάδι.

Ενέργεια επιτόπου : Μέτρηση PD εκτός λειτουργίας, καθαρισμός των αεραγωγών ψύξης, έλεγχος του προφίλ φόρτισης σε σύγκριση με την πινακίδα. Ελαχιστοποίηση της φόρτισης όταν οι θερμοκρασίες στα σημεία υψηλότερης θερμότητας υπερβαίνουν τα όρια.

Πότε να σταματήσει : Εάν η μέτρηση PD είναι επανειλημμένα υψηλή (πάνω από 500 pC) ή εάν η DGA ανιχνεύσει αιθυνίο (C₂H₂) σε συγκέντρωση μεγαλύτερη των 5 ppm, η μονάδα πρέπει να αποσυρθεί αμέσως από τη λειτουργία. Μπορούν να προκύψουν βραχυκυκλώματα μεταξύ των σπειρών εάν η μονάδα συνεχίσει να λειτουργεί.

Αποτυχίες μεταβλητού αριθμού στροφών: Μηχανική φθορά και διάβρωση επαφών

Πολλοί μετασχηματιστές υποσταθμών δεν έχουν κινούμενα μέρη εκτός από τους μεταβλητού αριθμού στροφών υπό φόρτιση (OLTC). Οι κύριες αιτίες αποτυχίας των μετασχηματιστών είναι η διάβρωση επαφών, η συσσώρευση άνθρακα και η εσφαλμένη ευθυγράμμιση του κινητήρα κίνησης.

Πρώιμο σήμα : Ασυνήθιστος θόρυβος κατά την αλλαγή στροφών, ανισόμετρη ρύθμιση τάσης ή αυξανόμενη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ OLTC και κύριου δοχείου.

Ενέργεια επιτόπου στο πεδίο, ελέγξτε την παρουσία σωματιδίων άνθρακα στο λάδι, το ρεύμα του κινητήρα και τη χρονική στιγμή, και επιθεωρήστε τις επαφές του διακόπτη απόκλισης κατά την προγραμματισμένη συντήρηση.

Πότε να σταματήσει εάν ο OLTC αποτύχει να ολοκληρώσει μια αλλαγή βαθμίδας ή ο Διακόπτης Buchholz ενεργοποιηθεί κατά τη διάρκεια λειτουργίας αλλαγής βαθμίδας, κλειδώστε τον αλλαγέα βαθμίδας και μεταφέρετε το φορτίο. Αποφύγετε οποιαδήποτε περαιτέρω ηλεκτρική δραστηριότητα.

Είσοδος υγρασίας στα μονωτικά: Η κρυφή διαδρομή προς την ανάφλεξη

Η υγρασία μπορεί να εισχωρήσει στα πορσελάνινα ή σύνθετα μονωτικά μέσω κατεστραμμένων παρεμβυσμάτων ή ρωγμών. Οι υγρές συνθήκες προκαλούν μείωση της τάσης ανάφλεξης και αυξάνουν την εσωτερική διάβρωση.

Πρώιμο σήμα μη συνηθισμένη τάση παρεμβολής ραδιοσυχνοτήτων (RIV), ορατή συμπύκνωση λαδιού στο γυάλινο παράθυρο ελέγχου λαδιού ή αύξηση της χωρητικότητας και των τιμών tan delta του μονωτικού.

Ενέργεια επιτόπου πραγματοποιήστε θερμογραφία με υπέρυθρα, καθαρίστε τα μονωτικά, αντικαταστήστε τα παρεμβύσματα και εκτελέστε δοκιμή λαδιού και ανάλυση αερίων διάσπασης (DGA) στο λάδι του μονωτικού, εφόσον ισχύει.

Πότε να σταματήσει εάν η εφαπτομένη του δέλτα είναι μεγαλύτερη του 1 % στους 20 °C ή η περιεκτικότητα υδρογόνου είναι μεγαλύτερη των 100 ppm στην ανάλυση διαλυμένων αερίων (DGA), τότε αποσύρετε το μονωτικό κεραμίδι από τη λειτουργία. Η δεξαμενή του μετασχηματιστή μπορεί να καταστραφεί από διασπασμένο ρεύμα υπό φορτίο.

Διάβρωση λαδιού και ανάλυση διαλυμένων αερίων

Το ορυκτό λάδι μπορεί να υποστεί οξείδωση, τόξο και υπερθέρμανση. Η ανάλυση διαλυμένων αερίων (DGA) είναι το πιο αποτελεσματικό διαγνωστικό εργαλείο για μετασχηματιστές ισχύος και διανομής με μόνωση λαδιού.

Πρώιμο σήμα οι βασικοί λόγοι αερίων αλλάζουν· η αύξηση του μεθανίου (CH₄) είναι σήμα θερμικής βλάβης, η αύξηση του αιθυλενίου (C₂H₄) είναι σήμα υπερθέρμανσης μετάλλου, και η αύξηση του αιθυνίου (C₂H₂) είναι σήμα τόξου.

Ενέργεια επιτόπου εάν οποιοδήποτε αέριο υπερβαίνει τα όρια του IEEE, η DGA πρέπει να εκτελείται μηνιαίως. Ελέγξτε την πίεση του προστατευτικού αζώτου και φιλτράρετε το λάδι εάν η υγρασία υπερβαίνει τα 20 ppm.

Πότε να σταματήσει απενεργοποιήστε την παροχή ρεύματος στην εγκατάσταση εάν ενεργοποιηθεί ο διακόπτης Buchholz ή η DGA δείξει ότι το C₂H₂ είναι πάνω από 10 ppm και το υδρογόνο πάνω από 500 ppm. Αυτό υποδηλώνει κατάσταση προ-αποτυχίας σε μετασχηματιστές με μόνωση λαδιού.

Συνεχής Υπερφόρτωση και Θερμική Γήρανση: Ο Αθόρυβος Φονέας

Η διάρκεια ζωής της μόνωσης μειώνεται στο μισό για κάθε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 6°C πάνω από την ονομαστική θερμοκρασία του ζεστότερου σημείου. Στις περισσότερες από αυτές τις εφαρμογές, οι μετασχηματιστές υπόκεινται σε κυκλική υπερφόρτωση, όπως σε κέντρα δεδομένων, συστήματα αποθήκευσης ανανεώσιμης ενέργειας και βιομηχανικούς κινητήρες.

Πρώιμο σήμα : Η θερμοκρασία του επάνω στρώματος λαδιού αυξάνεται σε σταθερό φορτίο, αυξάνεται η χρήση των ανεμιστήρων ψύξης ή η ανάλυση αερίων διάλυτων στο λάδι (DGA) δείχνει ότι η συγκέντρωση αιθανίου (C₂H₆) αυξάνεται σταθερά.

Ενέργεια επιτόπου : Χρησιμοποιήστε δυναμικά όρια φόρτισης, μετρήστε την απόδοση του συστήματος ψύξης και καταγράψτε τις ώρες υπερφόρτωσης. Χρησιμοποιήστε την πραγματική θερμική ιστορία, όχι τον χρόνο κατά ημερολόγιο, για να καθορίσετε το διάστημα επισκευής του μετασχηματιστή .

Διακόψτε τη φόρτιση : Μειώστε τη φόρτιση όταν η θερμοκρασία του επάνω στρώματος λαδιού φτάσει τους 105°C (με λάδι) ή τους 155°C (με ρητίνη). Όταν η ανάλυση αερίων διάλυτων στο λάδι (DGA) δείχνει σημάδια ταχείας παραγωγής αερίων (όπως διπλασιασμός του συνολικού διαλυμένου αερίου σε 24 ώρες), αποσυνδέστε τον μετασχηματιστή από τη λειτουργία και πραγματοποιήστε εσωτερική επιθεώρηση.

Ryan Electric: Ο Συνεργάτης σας στην Πρόληψη Βλαβών

Η Ryan Electric παράγει ξηρούς, VPI, ελαιοβυθισμένους, επί τόπου εγκατεστημένους, ισχύος, διανομής και συμπαγείς μετασχηματιστές μέχρι 10 MVA και 132 kV. Κάθε μετασχηματιστής υποβάλλεται σε κανονικές, τύπου και ειδικές δοκιμές στα δύο εργαστήρια δοκιμών μας, πιστοποιημένα από το CNAS, με τάσεις 35 kV/110 kV, και διαθέτει πιστοποιητικά IEEE, UL, CE, ASTA και DEKRA, με τρεις αφιερωμένες θαλάμους δοκιμών για μονάδες με ρητίνη, υγρού μονωτικού και υποσταθμών. Είτε λειτουργείτε σε κέντρα δεδομένων της Microsoft είτε σε έργα της State Grid, προσφέρουμε την αξιοπιστία που μπορείτε να εμπιστευτείτε σε περισσότερες από 50 χώρες.

Αποφύγετε καθυστέρηση στην ανταπόκριση σε ένα Διακόπτη Buchholz. Μιλήστε σήμερα με τους τεχνικούς εμπειρογνώμονές μας για να λάβετε ένα προσωπικοποιημένο σχέδιο συντήρησης, υποστήριξη ερμηνείας για την ανάλυση αερίων διάσπασης (DGA) ή μια λύση μετασχηματιστή που να ταιριάζει τόσο στο φορτίο όσο και στις περιβαλλοντικές συνθήκες σας. Ζητήστε σήμερα την προσωπικοποιημένη σας προσφορά και παραμείνετε συνδεδεμένοι με την κρίσιμη υποδομή σας.