Hermetiškai užsandarinti ir su išplėtimo baklu transformatoriai: kaip pasirinkti tinkamą alyvos išsaugojimo sistemą

Operacijų valdytojas iš Filipinų pakrantės elektros tiekimo įmonės balandžio mėn. mums išsiuntė transformatoriaus kvėpavimo filtro nuotrauką. Jo silicio gelis buvo tapęs rožinis – išnaudotas – ir jo komanda jau du kartus per ketvirtį jį pakeitė. Drėgnumas jų transformatorinėje visus metus daugumą laiko išlieka virš 80 procentų, o kiekvieną kartą, kai įrenginys „kvėpuodavo“, į išplėtimo bakelį patenkdavo tiesioginė drėgmė. Jo klausimas – vienas dažniausiai girdimų iš drėgnose klimato sąlygose dirbančių pirkėjų: „Kam mums išvis reikia šio vamzdžio ir kvėpavimo filtro? Ar negalima sukurti transformatoriaus, kuris nekvėpuotų?"

Trumpas atsakymas – taip – toks įrenginys vadinamas hermetiškai užsandarintas transformatorius hermetiškai užsandarintu transformatoriumi konservatorius turintis transformatorius yra transformatorių alyvos išsaugojimas sprendimas, o ne kainos sprendimas. Klaidingai priėmus sprendimą, arba mokėsite už kvėpavimo įrenginių priežiūrą, kurios niekada neplanavote, arba prarasite dujų relės apsaugą, kurios, kaip manėte, turėjote. Štai kaip šie du projektai iš tikrųjų skiriasi ir kaip pasirinkti tinkamą.

 

Kodėl transformatorių alyvos išsaugojimas nulemia eksploatacijos trukmę

Alyva transformatoriuje oležiuje esantis transformatorius atlieka dvi funkcijas – elektrinę izoliaciją ir šilumos perdavimą – tačiau ji taip pat perneša vandenį ir deguonį į tas vietas, kur jie sukelia žalą. Apie 99 procentus vandens, esančio transformatoriuje, sudaro celiuliozės popierius, apvyniotas aplink ritinius, o ne alyva, todėl „sausa atrodanti“ alyvos mėginys gali slėpti drėgną izoliacinę sistemą. Vanduo ir deguonis pagreitina popieriaus senėjimą, padidina dalinės išlytos riziką ir sutrumpina gyvavimo kreivę, kurią jūsų bandymų ataskaitoje nurodyti nuostoliai žadėjo.

Šiluma daro problemą mechanine. Mineralinės alyvos tūris išsiplėčia maždaug 4 procentais, kai transformatorius šyla nuo šalto 20 °C išjungimo būsenos iki 75 °C viršutinės alyvos temperatūros pilnos apkrovos metu ir vėl susitraukia kiekvieną naktį. Kietasis, visiškai hermetiškai uždarytas bakas negali ignoruoti šio tūrio svyravimo. Konstrukcija turi arba suteikti išsiplečiančiai alyvai vietos, kur ji galėtų tekėti – konzervatorių, arba sugerti slėgio ir vakuumo ciklus hermetiškame bake. Šis vienintelis mechaninis sprendimas nulemia visą įrenginio techninės priežiūros istoriją kitus 25 metus.

Techninės priežiūros pusė aprašyta IEEE C57.93-2019 diegimo ir techninės priežiūros vadove , kuriame aptariama kvėpavimo įrenginių priežiūra, alyvos išsaugojimo patikrinimai ir drėgmės kontrolė skystai aušinamiesiems transformatoriams. Bendrosios bakų ir priedų reikalavimai pateikti IEEE C57.12.00-2021 iEEE C57.12.00 standarte

 

Konzervatoriaus transformatorių konstrukcija: suprojektuota kvėpuoti

A konservatorius turintis transformatorius turi mažą cilindrinį išplėtimosi bakelį, montuojamą virš pagrindinio baklo ir su juo sujungtą vamzdeliu. Kai pagrindinio baklo alyva šilta apkrova, ji išsiplečia ir tekėja į išplėtimosi bakelį, o alyvos viršuje esantis oras išstumiamas per oro filtrą, pripildytą kvarco gelio, kuris džiovina įeinantį orą kitame cikle. Išplėtimosi bakelio tūris paprastai sudaro 8–10 procentų pagrindinio alyvos tūrio, kas padengia išplėtimosi diapazoną nuo šalto žiemos sustabdymo iki pilnos apkrovos viršutinės alyvos temperatūros.

Šis išdėstymas užsitikrina vietą transformatorių stotyse skirtuose įrenginiuose dėl trijų priežasčių. Pirma, jis leidžia naudoti Buchholzo dujų relę: relė montuojama vamzdyje tarp baklo ir išplėtimo baklo, kur kaupiamos gedimo dujos, todėl elektros energijos transformatoriai su dujų apsauga paprastai yra išplėtimo tipo. Antra, alyvos lygis matomas, o jo papildymas paprastas – alyva pilama į išplėtimo baklą, neatsukant pagrindinio baklo dangčio. Trečia, vidinės slėgio reikšmės lieka žemos ir stabilios, todėl nesikeičia sandarinimo tarpinės, alyvos lygio indikatorius ir dangčio sandarinimas.

Šių privalumų kaina yra kvėpuojantis sąsajos įtaisas, kurį kas nors turi prižiūrėti. Laikui bėgant silikagelio kvėpuoklė prisotėja – spalvos pasikeitimas nuo mėlynos į rožinę yra signalas – o drėgnoje pakrantės ar tropinėje vietoje tai gali reikšti ne kartą per metus, o kas ketvirtį keičiamas patronas. Kvėpuoklės apačioje esantis alyvos sandarinimo indelis turi būti visada pripildytas, kitaip kvėpuoklė nustoja džiovinti orą ir pradeda veikti kaip atviras ventiliacinis anga. Dideliuose galios transformatoriuose išplėtimo indas dažnai pristatomas atskirai su uždengiamosiomis plokštėmis, todėl montavimo metu reikia papildomo lauko sujungimo žingsnio.

 

Ką hermetiškai užsandarintas transformatorius daro kitaip

A hermetiškai užsandarintas transformatorius neturi konservatoriaus ir kvėpavimo įrenginio. Bakas suprojektuotas taip, kad visiškai absorbuotų alyvos išsiplėtimą viduje vienu iš trijų būdų: suspaudžiamos dujų pagalvės virš alyvos (uždarojo bako arba dujų pagalvės tipas), lankstaus diafragmos arba gumos membranos, kuri atskiria alyvą nuo dujų tūrio, arba bakų sienelių lankstumo, įmontuoto į apvalkalą. Kadangi įrenginys niekada nekvėpuoja, į jį nepatenka išorinis oras – ir jo nešamas drėgnumas. Kvarco gelis, alyvos sandarinimo įtaisai ir kvėpavimo įrenginių priežiūra visiškai išnyksta iš priežiūros grafiko.

Todėl uždarosios konstrukcijos projektavimas dominuoja stalčiuose montuojami transformatoriai ir mažesnių platinimo vienetų Šiaurės Amerikoje, kur UL ir CSA sertifikuoti sandūriniai bakai yra įprasta praktika, o techninės priežiūros brigados gali aplankyti vienetą tik kartą per metus. Tai taip pat puikiai tinka nuošalioms vietovėms, dykumų ir pakrančių įrenginiams bei bet kuriam projektui, kuriame negalima pasikliauti vietinėmis brigadomis, kad jos laiku pakeistų kvėpavimo filtrą. Sandūriniai bakai dažnai gaminami pilno vakuumo pripildymui, dėl ko gamykloje pašalinama likutinė drėgmė, o inhibitorių rinkinys alyvoje ilgiau išlaiko savo veiksmingumą, nes oksidacijai trūksta naujo deguonies.

Svarbūs kompromisai. Be konservatoriaus negalima įdiegti klasikinio Buchholz dujų relės – dujos neturi kur kauptis – todėl hermetiškai užsandarintiems įrenginiams naudojami slėgio nuleidimo įtaisai, o pasirinktinai – greito slėgio padidėjimo relės arba DGA pagrindu vykdomas stebėjimas. Aplankant alyvą ir papildant ją reikia didesnio dėmesio, nes dirbama prieš vidinį slėgį, o ne atvirame rezervuare. Pati bakelė taip pat turi išlaikyti realų slėgį ir vakuumą: dangčio suvirinimai, tarpinės ir jungtys turi išlaikyti projektinį slėgį visą įrenginio tarnavimo laiką, todėl hermetiškai užsandarintų bakelių gamybai reikalingas tikslus suvirinimas ir dokumentuotas slėgio bandymas prieš dažymą.

 

Konservatorius prieš hermetiškai užsandarintą transformatorių: šoninis palyginimas

Palyginimo taškas	Konservatorius turintis transformatorius	Hermetiškai užsandarintas transformatorius
Alyvos plėtimosi valdymas	Išorinis plėtimosi bakelis virš pagrindinio bakelio	Vidinė dujų pagalva, diafragma arba lanksti bakelio apvalkalas
„Kvėpavimas“ / drėgmės prasiskverbimas	Kvėpuoja per silicio gelio kvėpavimo įtaisą; drėgmės rizika, jei kvėpavimo įtaisas neprižiūrimas	Niekada nekvėpuoja; mažiausia galima drėgmės prasiskverbimo rizika
Dujų (Buchholz) relė	Gali būti įmontuota – standartinė jėgos transformatoriuose	Klasikinėje formoje neįmontuota; vietoj jos naudojamos slėgio nuleidimo ir RPR relės
Reguliarus priežiūra	Silicio gelio patikrinimas ir keitimas, alyvos lygio indikatorius	Slėgio patikrinimas ir indikatorius; nėra džiovinamojo reagento, kurį reikėtų keisti
Alyvos papildymas / pavyzdžių ėmimas	Paprasčiausiai per išplėtimo baką	Galima, tačiau reikalauja slėgio valdymo procedūros
Tipinės taikymo sritys	Naudojama elektros tiekimo transformatorinėse stotyse, jėgos transformatoriuose, OLTC vienetuose, IEC bei Vidurio Rytų/Pietryčių Azijos projektuose	Naudojama ant pamato montuojamuose ir skirstomuosiuose vienetuose, Šiaurės Amerikoje (UL/CSA), nuošaliuose ir drėgnoje aplinkoje esančiuose objektuose
Transportavimas ir pėdsakas	Aukštesnis; konservatorius gali pristatyti atskirai dideliems vienetais	Kompaktiškas, žemesnio profilio, vienas hermetiškai užsandarintas apvalkalas
Viso gyvavimo ciklo kaštų veiksnys	Techninė priežiūra: darbo jėga ir sąnaudų medžiagos	Talpos ir suvirinimų kokybė gamybos metu

Abu dizainai yra teisėti ir abu pateikti kiekvienos rimtos oležiuje esantis transformatorius gamyklos kataloguose. Klausimas tik tas, kuris iš jų tinka jūsų objektui, jūsų komandai ir jūsų apsaugos filosofijai.

 

 

Pasirinkite tinkamiausią naftos konservavimo sistemą savo projektui

Pradėkite nuo paskirties vietos standarto ir apsaugos schemos, nes jie pašalina variantus greičiau nei bet kuri kitokia nuomonė. JAV ar Kanados rinkai pagal IEEE C57.12.20 arba C57.12.22 nustatytas ant pamato montuojamas transformatorius beveik visada bus sandari talpa, UL ar CSA sertifikuota konstrukcija – nurodykite išplėtimo baką, ir turėsite sumokėti už specialų nuokrypį. 15 MVA pakilimo transformatorius su diferencine ir Buchholzo apsauga bus išplėtimo bako tipo; bandymas jį padaryti sandariu reiškia perdirbti visą apsaugos filosofiją. Tarp šių dviejų kraštinių atsakykite į keturis klausimus:

• Klimatas ir drėgnumas. Prie jūros, tropinėse ar dykuminėse dulkių vietose su ribotu prieigos galimybių prižiūrėti įrenginius linkstama į hermetiškai užsandarintas transformatorius .
• Komandos kompetenciją. Jei praktikoje nebus atliekami silicio gelio patikrinimai, saugesnė yra tokia konstrukcija, kuriai jie nereikia, o ne prižiūrėjimo grafikas, kuris nebus laikomas.
• Stebėjimo filosofija. Jei projekte numatyta DGA ir tiesioginė stebėsena, sandarios talpos veikia puikiai; jei apsaugos schema numato Buchholzo relę, pasirinkite konservatorius turintis transformatorius .
• Parko standartizavimas. Įrankis, kuris standartizuoja vieno tipo bakus šimtuose vienetų, vertindamas nuoseklumą daug labiau nei bet kurią vienvietę optimizaciją.

Ryan Electric gamina abi konfigūracijas toje pačioje 120 000 m² pastato patalpoje, bendradarbiaudama su Eaton nuo 2023 m., turėdama sertifikatus UL, CSA, IEEE, DEKRA ir CNAS. Pirkėjams mes sakome tą patį, ką inžinieriai pasako vienas kitam: alyvos išsaugojimo sistema nustatoma remiantis objekto sąlygomis ir apsaugos schema, o ne pardavimų dokumentais. Išsiųskite mums įtampų klasę, kVA, klimato sąlygas ir techninės priežiūros planą – bakų tipo rekomendacija bus grindžiama šiais keturiais duomenimis, o mūsų techninėje siūlymo dokumento dalyje pateiksime visą pagrindimą.

 

Paklauskite mus prieš galutinai nustatydami bakų specifikaciją

Po brėžinių patvirtinimo bakų tipo keitimo išlaidos yra žymiai didesnės nei ankstyvo vieno klausimo užduodimo išlaidos. Jei nustatote oležiuje esantis transformatorius — pasiskirstymo ar maitinimo klasė, bet kuris rinkos segmentas — praneškite mums apie savo pareigas ir vietos sąlygas per mūsų kontaktų puslapis ir mes pateiksime rekomendaciją dėl rezervuaro tipo, pirmųjų penkerių metų techninės priežiūros prognozę bei realistišką pristatymo grafiką. Teisingas transformatorių alyvos išsaugojimas sprendimas – tai vienos puslapio pokalbis. Jis sutaupo metus, per kuriuos būtų naudojamos kvėpavimo filtrų kasetės, arba metus, kai tikėtumėtės turėję dujų relės.

Apie autorių šis vadovas parašytas Ryan Electric inžinerijos ir eksporto komandos – transformatorių gamintojo, įsteigto 2007 metais Džiansu provincijoje, Kinijoje, ir nuo 2023 metų Eaton bendradarbiavimo partnerio. Komanda palaiko komunalinių paslaugų įmones, EPC įmones bei pramonės pirkėjus Šiaurės Amerikoje, Pietryčių Azijoje, Artimuosiuose Rytuose ir Afrikoje taikomosios inžinerijos, sertifikavimo palaikymo bei gamyklinių bandymų dokumentais.