Трансформатордың жағдайын бақылау: сенсорлар, қауіп белгілері және электр станцияңызды сақтап қалатын деректер

Өткен күзде Американың Орталық Батысындағы бір электр желісі компаниясы бізге 15 МВА трансформаторы туралы хабарлады, ол таңғы 3-те дифференциалды қорғаныс бойынша істен шығып кетті. Олардың соңғы май сынамасы алты ай бұрын алынған еді және барлық еріген газдар бойынша таза болды. Біз резервуарды аштық және апталар бойы дамып келе жатқан төмен энергиялық орам ақауын таптық — бұл екі рет жылдық сынама алу жоспарына қарамастан, байқалмады. Сол қоңырау біздің сенімділік туралы әрбір сөйлесуімізді мынамен бастауды өзгертті: трансформатордың жағдайын бақылау , баға тізімімен емес.

 

Трансформатордың жағдайын бақылау нені қамтиды?

Жағдайды бақылау — бұл бір өнімге ұқсас, бірақ көп қабатты стратегия. Негізінде әрбір құрылғыда тәуелсіз орнатылған құрылғылар орналасқан: май температурасын өлшейтін құрылғылар, орамдардың температурасын көрсететін индикаторлар, Бухгольц релелері және қысымды босату құрылғылары. Келесі қабатта операторлар зертханада периодты еріген газдарды талдау (DGA) жүргізеді. Ең жоғарғы қабатта трансформатордың желіде бақылауы жабдықтың қорабына, изоляторларға және суытқышқа орнатылған сенсорлардан — май ішіндегі газ, орамдардың температурасы, жартылай разряд, көтергіштік құрылғының жұмысы — деректерді тұрақты түрде алып, басқару бөлмесіне тікелей жіберетін жүйелер орналасқан.

Сізге қандай деңгей қажет екені бір сұраққа байланысты: егер бұл трансформатор ескертусіз істен шығып кетсе, оның құны қанша болады? Жүктемесі аз желіде орнатылған 500 кВА-лық жерге орнатылатын трансформатор үшін онлайн құрылғылардың қажеттілігі ешқашан туындамауы мүмкін. Ал дерекқорлар қаласына немесе мұнай өңдеу зауытына қоректендіретін 30 МВА-лық трансформатор — бұл толығымен басқаша есептеу. Біз сатып алушыларға трансформаторды тапсырыс бергенше бақылау жүйесін жобалауға ұсынамыз, себебі кейіннен датчиктерді орнату үшін екінші тоқтату терезесі, екінші кран және маймен жұмыс істеу қажет болады, ал бұларды алдын ала болдырмауға болады.

 

Көптеген жоспарланбаған тоқтатуларды алдын ала болжайтын төрт белгі

Трансформаторларды жасау мен ақауларын жою бойынша жиырма жылдан астам тәжірибе бар. Біз көптеген уақыттан бұрын болатын ақаулардың көбісін төрт өлшенетін белгі арқылы хабарланатынын бақыладық. Бұл төрт белгіні оқуды үйренсеңіз, проблемаларды саланың орташа көрсеткішіне қарағанда айлар бұрын анықтай аласыз.

Еріген газдарды талдау бойынша бағыттар

Майлы трансформатор ішіндегі ақаулар май мен қағаздық изоляцияны сипаттамалық газдарға: сутегі, метан, этилен және — бізге ерекше назар аударатын — ацетиленге ыдыратады; ацетилен доға немесе айтарлықтай қызу нүктесі болған кезде пайда болады. Жалғыз үлгі сізге аз нәрсе айтады; бағыт-бағдар барлығын айтады. IEEE C57.104 бағыт-көрсетуі, оның негізінде біздің сынақ инженерлері біздің шығаратын әрбір DGA есебіне жағдай деңгейлерін анықтайды және жалғыз оқылуға қарағанда газ түзілу жылдамдығына көңіл білдіреді. Егер этилен үш үлгі бойынша тұрақты өсе берсе, онда ол трансформатор сөйлейді — ал бір сурет оны естіе алмайды.

Орам температурасы және жылулық старение

Изоляция өмірі жақсы құжатталған старение қисығы бойынша өтеді. IEC 60076-7 жүктеу бағытнамасы: ыстық нүктедегі температураның әрбір 6°C-тық төмендеуі жылулық қартаю жылдамдығын шамамен екі есе азайтады; әрбір 6°C-тық көтерілуі оны екі есе арттырады. Номинал жүктемеде 98°C орнына 110°C ыстық нүктеде жұмыс істейтін құрылғы қағаз бұзылғанша ешқандай құлақтандыру сипатындағы сигнал берілмейтін, бірақ қартаю жылдамдығы шамамен төрт есе жоғары болады. Құлақтандыру порогы бар үздіксіз орам температурасын бақылау — трансформаторлар үшін ең арзан болжамды техникалық қызмет көрсету түрі номинал қуатына жақын жұмыс істейтіндер үшін.

Бөлшектеп разрядтау

Bөлшекті разряд (BR) — майға батырылған және құрғақ түрдегі қондырғылардағы изоляция ақаулықтарының ерте белгісі. Біз өндірістік сынақ залымында көрсетілген шығысқа дейін құйылған смола трансформаторларында BR-ды 10 пК-тен төмен деңгейде әдеттегідей өлшейміз. Эксплуатация кезінде онлайн BR сенсорлары разрядтық белсенділіктің өсуінің басталуын тіркейді — бұл көбінесе диэлектрлік зақымдануға дейін жылдар бойы болады. Проблема BR бақылауының интерпретациясы үшін тәжірибе талап ететіндігінде: фондық шу, қосу өтпелі процестері мен корона нақты сигналдарды жасырады, сондықтан біз бақылау ұсынысын іске қосу қолдаусыз ешқашан жібермейміз.

Механикалық тозу және реттегіш қосқыштың әрекеті

Күштік трансформатордағы ең көп ақаулы болатын ішкі жүйе, әдетте, орамдар емес, жүктемелі реттегіш болып табылады. Дивертерлік қосқыштың маңындағы қозғалтқыштың тогы, реттеу орнын қайтару сигналы және май температурасы — бұлардың барлығы механизмдің құлағанға дейінгі уақытта ақау белгілерін көрсетеді. Қарапайым санағыштар мен орын логгерлері электрлік көрсеткіштеріңізбен бірдей SCADA экранына берілетін болса, көрінбейтін тозу процесін жоспарланған техникалық қызмет көрсету оқиғасына айналдырады.

 

Желіде бақылау немесе периодты май сынамасы: Қауіп деңгейі бойынша таңдаңыз

Салыстыру	Периодты май сынамасы	Трансформатордың желіде бақылауы
Деректер жиілігі	Әр 6–12 ай сайын бір рет суретке түсіру	Үздіксіз немесе сағатына бір рет
Анда-санда пайда болатын ақауларды анықтау	Жуық шамалап мүмкін емес	Минуттар ішінде хабарландыру
Типтік баға	Әрбір сынама үшін зертхана қызметінің ақысы	Сенсорлар + шлюз + жылдық қызмет
Ең тиімдісі	Төмен қауіптілікті тарату, қатаң бюджет	Сынақтық трансформаторлар, деректер орталықтары, өндірістік кәсіпорындар

Кезекті сынамаларды алу әдісі ескірген емес — бұл қазірдің өзінде де коммуналдық қызметтердің негізгі тәжірибесі болып табылады, ал IEEE C57.104 бағдарламасы осыған негізделген. Шын мәніндегі мәселе — сынамалар арасындағы аралықтар дәл біздің бастапқы әңгімедегідей ақаулардың пайда болуына мүмкіндік береді. Көптеген иелер үшін ең тиімді тәсіл — зертханалық DGA бағдарламасын сақтау, ең маңызды бірліктерге онлайн газ немесе температура бақылауын қосу және барлығын бір панельде қарастыру. Осылай істегенде трансформатордың жағдайын бақылау практикалық болжамды техникалық қызмет көрсету түрі коммуналдық қызметтердің бюджетінде жүзеге асады, ал бұл шығындардың қосымша жолы емес. Егер сіз бұл шешімнің жылулық жағын тереңірек зерттеуге қызықсаңыз, біздің алдыңғы трансформатордың температураның көтерілуі туралы нұсқаулығымен бірге оқыңыз — қызу нүктесінің әрекеті сіз орнатқан әрбір тревога порогының физикалық негізі болып табылады.

 

 

Бақылаудың құны мен аварияның құны

Шешімге сандық баға берейік. Ауыстыру станциясының трансформаторының жоспарланбаған ақауы дегеніміз — орнына қойылатын жабдықтың сатып алу құны, сонымен қатар объектіде жүргізілетін жұмыстар, сонымен қатар ауыстыру уақытында жоғалған өндіріс немесе жоғалған табыс. Бүгінгі нарықта үлкен күштік трансформаторлар үшін күтудің мерзімі сатып алушылардың күткенінен әлдеқайда ұзақ. Осыған қарамастан, бір ғана трансформатор үшін бақылау жинағының құны әдетте жабдықтың бағасының небәрі бірнеше пайызын құрайды, ал жылдық қызмет көрсету ақысы — бұл капиталдық шығын емес, операциялық шығын.

Біз қарама-қарсы қателікті де көрдік: клиент әрбір кіші тарату трансформаторы үшін жоғары деңгейлі бақылау жабдығын сатып алды да, негізгі трансформатор үшін бюджеті қалмады. Сондықтан біз қауіптілікке қарай ранжирленген жоспарды ұсынамыз — осы жерде трансформатордың жағдайын бақылау болжамдық ақысы бар сақтандыру сияқты істейді. Табысқа әсер ететін жүктемелерді қызмет ететін немесе қазірде жасын көрсететін трансформаторлардан бастаңыз, бірінші деңгейдің тиімділігі дәлелденгеннен кейін екінші деңгейді қосыңыз және әрбір келесі қадамды деректер негізінде негіздеңіз. Бюджет шынымен шектеуші фактор — жоспарланбаған тоқтату нақты залал келтіретін жерге шығындарды жұмсаңыз. Техникалық сипаттамаларды анықтаудан бұрын, сонымен қатар біздің трансформаторлардың пайыздық импедансы бойынша нұсқаулығымызда .

 

Ryan компаниясы трансформаторларға не енгізеді

2023 жылдан бастап Ryan Electric Eaton компаниясымен ресми қосымша кәсіпорын серіктесі ретінде қызмет етеді, бұл қатынас біздің бақылауға дайын құрылғыларды қалай жасайтығымызды анықтайды. Біздің стандартты тәжірибеміз — бақылау жоспары қажет ететін интерфейстерді алдын ала орнату: онлайн талдағыштар үшін дұрыс орналасқан DGA сынама клапандары, паспортында көрсетілген екіден астам қосымша орам температурасын өлшеу зондыларының қуыстары, Buchholz реле фланцы және болашақ сенсорлар үшін қосымша өткізгіштері бар алдын ала сымдалған маршалдық қорап. Тұтынушы бақылау жинағын көрсеткен кезде біз сенсор, кабель, шлюз тізбегінің толық циклын зауытта қабылдау сынағы кезінде, объектке құрылғы орнатылғаннан кейін емес, тексереміз.

Біз әрбір бірлікті жіберген кезде оны UL, CSA, cULus немесе IEC талаптарына сәйкес типтік және қалыпты сынақтан өткіземіз (бағытқа байланысты), ал Қытайдың 120 000 м² аумағындағы зауытымызда 180-нан астам өндірістік жабдықтар жұмыс істейді. Сынақ есептерін қол қойған инженерлер сіздің бақылау жүйесіңіз үшін іске қосу ескертпелерін жазады, сондықтан сіз бірінші жылы көретін деректер — біз сынақ залында растаған деректер. Сіз баға сұраған кезде, бақылауға дайын нұсқа парағын сұраңыз — онда әрбір бірлікке кіретін стандартты сенсор интерфейстері, қосымша зонд қуыстары мен маршалдық қораптардың негізгі элементтері көрсетілген.

 

Трансформаторыңыз сізге не айтқысы келетінін біліңіз — ол күшті істен шығармас бұрын

Бастапқы әңгіmemізде айтылған 15 MVA қондырғысы бүгін қайтадан жұмыс істейді, ал оның жақында істен шығуы мүмкін болған резервуарды бақылайтын газдық бақылау құрылғысы желіде қалады. Қондырғыны қайта жинағаннан кейін оператордың бірінші сұрағы жөніндегі жөндеу есебі емес — «біз бірінші рет нені орнатуымыз керек еді?» Егер сіз трансформаторды астыңқы станцияға, деректер орталығына, күн энергиясын пайдаланатын электр станциясына немесе өнеркәсіптік кәсіпорынға таңдасаңыз, тапсырыс берер алдында бақылауға дайын нұсқаларды сұраңыз. Жүктеме профиліңізді, кернеу класыңызды және орналасу шарттарыңызды жіберіңіз. ryantransformers.com — біздің инженерлеріміз сіздің нақты қолданысыңыз үшін қай бақылау деңгейі тиімді болатынын айтады.

Автор туралы: Бұл мақала Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) компаниясының трансформатор инженерлік тобы құрастырған. Компания 2007 жылдан бері майлы, құрғақ және жерге орнатылатын трансформаторларды шығарады. Топ Солтүстік Америка, Оңтүстік-Шығыс Азия, Орта Шығыс және Африка бойынша коммуналдық кәсіпорындарды, EPC контракторларын және өнеркәсіптік сатып алушыларды UL/CSA/cULus/IEC сертификатталған жабдықтар мен қолданыс инженерлігі арқылы қолдайды.