Sfide operative dei trasformatori immersi in olio nelle regioni estremamente fredde e una guida alla configurazione delle protezioni

Campo: Produzione

10Year<

China

Gli ambienti estremamente freddi degradano gravemente le prestazioni di isolamento e dissipazione del calore dei trasformatori immersi in olio, innescando facilmente rischi operativi sistemici come la solidificazione dell'olio, il bloccaggio meccanico e il guasto delle guarnizioni.

Per garantire un funzionamento sicuro e stabile in tali climi estremi, è necessario costruire un quadro di protezione completo su più dimensioni: selezionare un olio a basso punto di scorrimento, installare apparecchiature automatiche di riscaldamento e isolamento termico e distribuire un monitoraggio online ad alta precisione.

Trasformatore di potenza immerso in olio per parchi industriali

1. Problemi chiave nelle regioni estremamente fredde

A temperature molto basse, l'isolamento, il raffreddamento e la costruzione meccanica di un trasformatore immerso in olio affrontano tutte sfide severe, principalmente nelle seguenti quattro aree:

Deterioramento della fluidità dell'olio e rischio di solidificazione: a basse temperature la viscosità dell'olio del trasformatore aumenta bruscamente, la fluidità si indebolisce e l'efficienza del raffreddamento per convezione naturale diminuisce sostanzialmente. Se la temperatura scende al di sotto del punto di scorrimento dell'olio isolante, l'olio può persino solidificarsi, bloccando la circolazione dell'olio e causando surriscaldamenti locali all'interno del trasformatore.
Livello dell'olio anomalo e isolamento degradato: la contrazione termica provoca un calo notevole del livello dell'olio, il che può attivare un allarme di basso livello dell'olio o persino esporre gli avvolgimenti all'aria, compromettendo gravemente le prestazioni di isolamento. Inoltre, l'umidità disciolta nell'olio può precipitare come cristalli di ghiaccio sospesi a bassa temperatura, aumentando il rischio di scariche parziali e flashover.
Bloccaggio meccanico e fragilizzazione: nel freddo estremo, i materiali delle molle dei meccanismi di manovra in dispositivi come interruttori e sezionatori possono diventare fragili e l'olio lubrificante può addensarsi o solidificarsi, causando facilmente un funzionamento rallentato, bloccaggi o persino il rifiuto di operare.
Guasto delle guarnizioni, condensa e formazione di ghiaccio: le grandi escursioni termiche giorno/notte fanno espandere e contrarre ripetutamente le parti metalliche del serbatoio, delle boccole e delle flange, accelerando l'invecchiamento delle guarnizioni e portando a trafilamenti di olio. Nel frattempo, le condizioni fredde e umide causano facilmente condensa e formazione di ghiaccio sulle superfici delle apparecchiature, danneggiando l'isolamento e accelerando la corrosione delle parti metalliche.

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2. Apparecchiature e misure chiave richieste

Per garantire un funzionamento sicuro e stabile del trasformatore in condizioni di freddo intenso, è necessario distribuire in modo mirato le seguenti apparecchiature e misure di protezione:

Selezionare un olio isolante a bassa temperatura: l'olio del trasformatore utilizzato deve avere un punto di scorrimento inferiore alla temperatura minima registrata localmente. Nelle regioni estremamente fredde, è necessario utilizzare un olio per trasformatori a basso punto di scorrimento (ad esempio, grado n. 45, con un punto di scorrimento di −45 ℃) o un olio estere sintetico.

La selezione dell'olio non deve considerare solo il punto di scorrimento, ma deve anche garantire che la sua temperatura minima di messa in tensione a freddo (LCSET) sia inferiore alla temperatura minima estrema registrata localmente, in modo che la viscosità a bassa temperatura soddisfi ancora i requisiti di circolazione.

Installare dispositivi automatici di riscaldamento e isolamento termico:

Tracciamento termico elettrico e riscaldatori: installare il tracciamento termico elettrico sul fondo del serbatoio o installare riscaldatori nelle scatole dei meccanismi e nelle scatole dei morsetti. L'avvio automatico si verifica quando la temperatura dell'olio scende al di sotto della soglia di energizzazione sicura specificata dell'apparecchiatura, mantenendo la temperatura dell'olio all'interno dell'intervallo di funzionamento sicuro.
Strato di isolamento termico: aggiungere un'imbottitura termoisolante (ad esempio, ovatta isolante) all'involucro del trasformatore esterno, proteggendo i componenti di controllo dal congelamento e rallentando la dispersione di calore.
Tecnologia di riscaldamento a bassa frequenza: per i grandi trasformatori immersi in olio, può essere applicato il riscaldamento a bassa frequenza in loco, risolvendo efficacemente le difficoltà di circolazione dell'olio caldo e di recupero dell'isolamento riscontrate in condizioni di freddo estremo.

Ammodernare il sistema intelligente di controllo della temperatura e raffreddamento:

Circuiti di controllo indipendenti: controllare separatamente la pompa dell'olio e le ventole del radiatore. In condizioni di bassa temperatura e basso carico, realizzare la "circolazione dell'olio senza raffreddamento" — la pompa dell'olio continua a funzionare per mantenere il flusso d'olio mentre le ventole del radiatore vengono spente, evitando temperature dell'olio eccessivamente basse.
Controllo automatico di avvio/arresto: configurare sensori di temperatura per la commutazione automatica delle ventole di raffreddamento e della pompa dell'olio; le soglie esatte di avvio/arresto devono essere impostate rigorosamente in conformità con il manuale tecnico del produttore dell'apparecchiatura e i regolamenti locali di dispacciamento della rete.

Installare dispositivi di monitoraggio delle condizioni ad alta precisione:

Strumentazione digitale: installare indicatori di livello dell'olio digitali a quadrante, relè digitali per gas (Buchholz) e altri strumenti che funzionano in modo affidabile in condizioni di freddo estremo, per monitorare in tempo reale il livello dell'olio, la pressione e le condizioni del gas e trasmettere i dati in remoto.
Monitoraggio della risposta dielettrica a banda larga: per colmare i punti ciechi di rilevamento in condizioni di freddo estremo, si raccomanda la tecnologia di risposta dielettrica a banda larga (nel dominio della frequenza), stabilendo un database di spettroscopia dielettrica che copra un intervallo di temperature ultra-ampio per identificare con precisione l'ingresso di umidità interna o i difetti di isolamento e fornire un allarme precoce per i guasti latenti.

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Dotare di accessori resistenti al freddo: selezionare valvole per trasformatori, radiatori a pannello e un respiratore intelligente esente da manutenzione (che risolve anche il problema del malfunzionamento dei display LCD a basse temperature) progettati specificamente per le regioni a freddo estremo, garantendo l'affidabilità di tutti i componenti a basse temperature.

Rafforzare la lubrificazione meccanica: per i meccanismi di manovra, è obbligatorio l'uso di grasso/lubrificante a bassa temperatura progettato per il freddo estremo, e le scatole dei meccanismi devono essere dotate di riscaldatori anti-condensa per prevenire il grippaggio meccanico.

Riepilogo

Il funzionamento sicuro dei trasformatori immersi in olio nelle regioni a freddo estremo è un'impresa sistematica. La solidificazione dell'olio, l'abbassamento del livello dell'olio, il grippaggio meccanico e il guasto delle guarnizioni causati dal freddo intenso minacciano direttamente la stabilità della rete.

Pertanto, sia la selezione delle apparecchiature che l'esercizio e la manutenzione devono adottare una strategia integrata "prevenzione prima": sul lato fisico, selezionare olio isolante a basso punto di scorrimento, installare apparecchiature di riscaldamento automatico e isolamento termico, e ammodernare il sistema intelligente di controllo della temperatura per mantenere le apparecchiature in normale funzionamento.

sul lato del monitoraggio, fare affidamento su dispositivi di monitoraggio online ad alta precisione e accessori resistenti al freddo per raggiungere la consapevolezza dello stato in tempo reale e un allarme precoce accurato. Solo integrando profondamente la protezione hardware con il monitoraggio intelligente si possono contrastare efficacemente le sfide dei climi estremi e garantire il funzionamento sicuro e stabile a lungo termine delle apparecchiature elettriche nelle regioni a freddo intenso.

Modificato da: Echo