Underhållsgrundläggande principer och vanliga orsaker till fel för krafttransformatorer i transformatorstationer

Funktionssvikt hos tung utrustning understationstransformator medför också kostnader utöver reparationstid. Dessa kvantifieras i mörka datacenter, stillastående produktionslinjer och förlorade leveransfönster. Ryan Electric, ett gemensamt företag med Eaton (USA), tillverkar torra transformatorer, VPI-transformatorer, oljeimmenserade transformatorer, plattformsmonteerade transformatorer, krafttransformatorer och distributionstransformatorer upp till 10 MVA och 132 kV. Vi vet att de flesta katastrofala funktionssvikt börjar som små, ignorerade signaler. I den här artikeln analyseras de vanligaste orsakerna till transformatorfunktionssvikt efter feltyp, inklusive tidiga varningssignalер, åtgärder på plats och när man ska stanna och stänga av.

Åldrande av lindningsisolering: Den tysta försämringen

Under åren försämras cellulosa- och epoxiisolering gradvis på grund av termisk, elektrisk och mekanisk påverkan. Delurladdningsaktivitet är också en förhandsindikation på skada i gjutna harts- och VPI-transformatorer.

Tidig signal : Lätt förfärgning av ventilationskanaler, ovanlig lukt eller ökande PD-mätvärde. Vid oljeanalys/DGA indikerar furananalysen av oljan en ökning av 2-furfuraldehyd i oljeimmenserade enheter.

Fältåtgärd : Offline-PD-mätning, rengörning av kylkanaler, kontroll av lastprofil jämfört med skyltdata. Minimera belastningen vid hotspot-temperaturer som överstiger gränsvärdena.

När man ska stanna : Om PD upprepade gånger är hög (över 500 pC) eller om DGA upptäcker acetylen (C₂H₂) i en koncentration högre än 5 ppm, måste enheten omedelbart tas ur drift. Kortslutningar kan uppstå mellan lindningsvarv om strömmen lämnas på.

Tap-changer-fel: Mekanisk slitage och kontaktförslitning

Många transformatorer i understationer har inga rörliga delar utom on-load tap changers (OLTC). De främsta orsakerna till transformatorfel är kontaktförslitning, kolavlagring och felaktig justering av motordrift.

Tidig signal : Ovanligt ljud vid tap-changing, ojämn spänningsreglering eller ökande temperaturskillnad mellan OLTC och huvudtanken.

Fältåtgärd : Vid fältkontroll: sök efter kolpartiklar i oljan, kontrollera motorström och tidsinställning samt inspektera kontaktorna på omställningsbrytaren vid schemalagd underhåll.

När man ska stanna : Om OLTC inte lyckas slutföra en spänningsomställning eller om Buchholz-reläet utlöses under spänningsomställning: lås omställningsbrytaren och överför lasten. Undvik ytterligare elektrisk verksamhet.

Fuktinträngning i isolatorer: Den dolda vägen till överslag

Fukt kan tränga in i porslins- eller kompositisolatorer genom skadade packningar eller sprickor. Fuktiga förhållanden orsakar en minskning av överslagspänningen och ökar intern korrosion.

Tidig signal : Ovanlig radiointerferensspänning (RIV), synlig oljekondensation i oljeindikatorrutan eller stigande kapacitans och tan-delta-värden för isolatorn.

Fältåtgärd : Utför infraröd termografi, rengör isolatorer, byt packningar samt utför en oljeanalys och DGA på isolatoroljan om tillämpligt.

När man ska stanna : Om tan delta är större än 1 % vid 20 °C eller väteinnehållet är större än 100 ppm i DGA, tas stödskivan ur drift. Transformatorns tank kan förstöras av en överslag under last.

Oljeförändring och analys av lösta gaser

Mineralolja kan genomgå oxidation, bågurladdning och överhettning. Analys av lösta gaser (DGA) är det kraftfullaste diagnostiska verktyget för oljeimmenserade kraft- och distributionstransformatorer.

Tidig signal : Nyckelgasförhållanden ändras; en ökning av metan (CH₄) är ett tecken på termiskt fel, en ökning av eten (C₂H₄) är ett tecken på het metall, och en ökning av acetylen (C₂H₂) är ett tecken på bågurladdning.

Fältåtgärd : Om någon gas överstiger IEEE-gränsvärdena ska DGA utföras månadsvis. Testa och kontrollera trycket i kvävemanteln; filtrera oljan om fuktinnehållet överstiger 20 ppm.

När man ska stanna : Stäng av strömmen till anläggningen om Buchholz-reläet utlöser eller om DGA visar att C₂H₂ överstiger 10 ppm och väte överstiger 500 ppm. Detta indikerar ett pre-fel-tillfälle i oljeimmenserade transformatorer.

Kumulativ termisk åldring vid överbelastning: Den tysta dödaren

Isoleringslivslängden halveras för varje temperaturökning med 6 °C över den angivna hotspot-temperaturen. För de flesta av dessa applikationer utsätts transformatorerna för cyklisk överbelastning, till exempel i datacenter, förnybar energilagring och industriella drivsystem.

Tidig signal : Ökning av oljans yttemperatur vid konstant last, ökad användning av kylfläktar eller DGA som indikerar att etanmängden (C₂H₆) ständigt ökar.

Fältåtgärd : Använd dynamiska lastgränser, mät kylsystemets prestanda och registrera antalet timmar med överbelastning. Använd den faktiska termiska historiken, inte kalendertid, för att fastställa transformatorns översynsintervall .

Stoppa belastningen : Minska belastningen när oljans yttemperatur når 105 °C (oljeimmenserad) eller 155 °C (gjuten resin). När DGA visar tecken på snabb gasproduktion (till exempel fördubbling av den totalt lösta gasmängden inom 24 timmar) ska transformatorn tas ur drift och en intern inspektion utföras.

Ryan Electric: Din partner för felundvikning

Ryan Electric tillverkar torra transformatorer, VPI-transformatorer, oljeimmerserade transformatorer, plintmonterade transformatorer, krafttransformatorer, distributionstransformatorer och kompakta transformatorer upp till 10 MVA och 132 kV. Varje transformator testas för rutin-, typ- och särskilda tester i våra CNAS-ackrediterade dubbla testlaboratorier med spänningsnivåerna 35 kV/110 kV, samt är certifierad enligt IEEE, UL, CE, ASTA och DEKRA. Vi har tre dedikerade testbåsar för gjutna hartstransformatorer, vätskeimmerserade transformatorer och understationssystem. Oavsett om du arbetar med Microsofts datacenter eller State Grids projekt kan du lita på vår pålitlighet i mer än 50 länder.

Undvik fördröjning vid svar på ett Buchholz-reläutlösningsfel. Prata med våra tekniska experter idag för att få en anpassad underhållsplan, tolkningsstöd för DGA eller en transformatorlösning som passar både din last och de miljömässiga förutsättningarna. Beställ ditt personliga offertförslag idag och håll kontakten med din kritiska infrastruktur.