Vedlikeholdsessensielle elementer og vanlige årsaker til svikt for krafttransformatorer i transformatorstasjoner

Feilen på en tungt belastet understasjonstransformator kommer også med kostnader utover reparasjonsarbeidstiden. Den kvantifiseres i mørke data sentre, stansede produksjonslinjer og mistede leveringsvinduer. Ryan Electric, et fellesforetak med Eaton (USA), produserer tørrtype-, VPI-, oljeiserte, plattformmonterte, kraft- og distribusjonstransformatorer opp til 10 MVA og 132 kV. Vi vet at de fleste katastrofale feil starter som små, ignorerte signaler. Denne artikkelen analyserer de vanligste årsakene til transformatorfeil etter feiltype, inkludert tidlige advarselssignaler, felttiltak og når man skal stanse og skru av.

Aldring av viklingsisolering: Den stille nedbrytningen

I løpet av årene brytes cellulose- og epoksyisolering gradvis ned av termiske, elektriske og mekaniske spenninger. Delvis utladningsaktivitet er også en forløper til skade i gutesmelt- og VPI-transformatorer.

Tidlig signal : Lette fargeendringer i ventilasjonskanaler, uvanlig lukt eller økende PD-måling. I oljetest/DGA indikerer furananalyse av olje en økning i 2-furfuraldehyd i oljeimmersed enheter.

Felttiltak : Offline PD-måling, rengjøring av kjølekanaler, sjekk av belastningsprofil mot navneskilt. Minimer belastning ved hotspot-temperaturer over grenseverdiene.

Når man skal stanse : Hvis PD er gjentatte ganger høy (mer enn 500 pC), eller hvis DGA oppdager acetylen (C₂H₂) i konsentrasjon over 5 ppm, må enheten umiddelbart tas ut av drift. Kortslutninger kan oppstå mellom vindingene hvis strømmen forblir påslått.

Tappebryterfeil: Mekanisk slitasje og kontakterosjon

Mange transformatorer i understasjoner har ingen bevegelige deler unntatt pålastede tappebrytere (OLTC). De viktigste årsakene til transformatorfeil er kontakterosjon, karbonavleiring og feiljustering av motordrift.

Tidlig signal : Uvanlig støy under tappebryting, ulik spenningsregulering eller økende temperaturforskjell mellom OLTC og hovedtank.

Felttiltak under vedlikeholdskontroll i feltet: Sjekk oljen for karbonpartikler, motorstrøm og tidsetting, og inspiser kontaktene på omstyringsbryteren.

Når man skal stanse hvis OLTC ikke fullfører en trinnendring, eller hvis Buchholz-reléet utløses under trinnendringsdrift, lås trinnendreren og overfør belastningen. Unngå ytterligere elektrisk aktivitet.

Fuktighet i gjennomføringsisolatorer: Den skjulte veien til overslag

Fuktighet kan trenge inn i porcelens- eller kompositgjennomføringsisolatorer gjennom skadede tettningsringar eller sprekkar. Fuktige forhold fører til redusert overslagspenning og øker intern korrosjon.

Tidlig signal uvanlig radiostøy (RIV), synlig oljekondensasjon i oljesiktglasset eller økende kapasitans og tan-delta-verdier i gjennomføringsisolatoren.

Felttiltak utfør infrarød termografi, rengjør gjennomføringsisolatorer, bytt tettningsringar og utfør oljeprøving samt DGA på oljen i gjennomføringsisolatoren dersom relevant.

Når man skal stanse hvis tan delta er større enn 1 % ved 20 °C eller hydrogennivået er større enn 100 ppm i DGA, må støtten tas ut av drift. Tanken til transformatorer kan ødelegges av en lysbue under belastning.

Oljedegradasjon og oppløst gassanalyse

Mineralolje kan gjennomgå oksidasjon, lysbuedannelse og overopphetingsprosesser. Oppløst gassanalyse (DGA) er det kraftigste diagnostiske verktøyet for oljeiserte kraft- og distribusjonstransformatorer.

Tidlig signal nøkkelgassforholdene endres: Økning i metan (CH₄) er et signal på termisk feil, økning i etylen (C₂H₄) er et signal på varmt metall, og økning i acetylen (C₂H₂) er et signal på lysbuedannelse.

Felttiltak hvis noen gasser overstiger IEEE-grensene, skal DGA utføres månedlig. Test og sjekk trykket i nitrogendekkelet; filtrer oljen hvis fuktighet overstiger 20 ppm.

Når man skal stanse slå av strømmen til anlegget hvis Buchholz-reléet utløses eller DGA indikerer at C₂H₂ er over 10 ppm og hydrogen er over 500 ppm. Dette indikerer en forutgående svikttilstand i oljeiserte transformatorer.

Kumulativ termisk aldring ved overlast: Den tause dreperen

Levetiden til isolasjonen kuttes i halvdel for hver økning på 6 °C i temperaturen over den angitte hotspot-temperaturen. For de fleste av disse anvendelsene utsettes transformatorer for syklisk overlast, som for eksempel i datasentre, lagring av fornybar energi og industrielle drivsystemer.

Tidlig signal : Økning i temperaturen til oljen på toppen ved konstant belastning, økt bruk av kjølevifter eller DGA som indikerer en jevn økning i etanmengden (C₂H₆).

Felttiltak : Bruk dynamiske belastningsgrenser, mål ytelsen til kjølesystemet og registrer timene med overlast. Bruk den faktiske termiske historien, ikke kalendertid, til å fastsette overhalingstidspunkt for transformator .

Stopp belastningen : Reduser belastningen når temperaturen til oljen på toppen når 105 °C (oljeimmersert) eller 155 °C (gjutt harpiks). Når DGA viser tegn på rask gassproduksjon (for eksempel dobling av totalt oppløst gass innen 24 timer), ta transformator ut av drift og gjennomfør en intern inspeksjon.

Ryan Electric: Din partner i feilforebygging

Ryan Electric produserer tørrtype-, VPI-, oljeimpregnerte, plattmonterte, kraft-, distribusjons- og kompakte transformatorer opp til 10 MVA og 132 kV. Hver transformator testes for rutinemessige, type- og spesialtester i våre CNAS-akkrediterte dobbelte testlaboratorier (35 kV/110 kV), med sertifiseringer fra IEEE, UL, CE, ASTA og DEKRA, samt tre dedikerte testbåser for gitt-hardeste, væskeimpregnerte og understasjonsenheter. Uansett om du opererer Microsoft-data-sentre eller State Grid-prosjekter, har vi pålitelighet du kan stole på i mer enn 50 land.

Unngå forsinkelse i respons på en Buchholz-reléutløsning. Snakk med våre tekniske eksperter i dag for å få en skreddersydd vedlikeholdsplan, tolkningsstøtte for DGA eller en transformatorløsning som passer både din belastning og miljøforholdene. Få ditt egendefinerte tilbud i dag og hold kontakten med din kritiske infrastruktur.