Εφαρμογή Ανυποχρεωτικών Συσκευών Αναπνοής Μετασχηματιστών σε Υποσταθμείς

Προς το παρόν, οι αναπνευστήρες παραδοσιακού τύπου χρησιμοποιούνται ευρέως στους μετασχηματιστές. Η ικανότητα απορρόφησης υγρασίας του πηλού σίλικα εκτιμάται ακόμη από το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης μέσω οπτικής παρατήρησης της αλλαγής χρώματος των κόκκων πηλού σίλικα. Η υποκειμενική κρίση του προσωπικού διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο. Αν και έχει ξεκάθαρα καθοριστεί ότι ο πηλός σίλικα στους αναπνευστήρες των μετασχηματιστών πρέπει να αντικαθίσταται όταν περισσότερο από τα δύο τρίτα του αλλάξουν χρώμα, δεν υπάρχει ακόμη ακριβής ποσοτική μέθοδος για τον προσδιορισμό της μείωσης της ικανότητας απορρόφησης σε συγκεκριμένα στάδια αλλαγής χρώματος.

Επιπλέον, τα επίπεδα δεξιοτήτων του προσωπικού λειτουργίας και συντήρησης διαφέρουν σημαντικά, γεγονός που οδηγεί σε μεγάλες διαφορές στην οπτική αναγνώριση. Ορισμένοι κατασκευαστές και άτομα έχουν διεξαγάγει σχετικές έρευνες, όπως η ανίχνευση της περιεκτικότητας σε υγρασία του αέρα μετά τη φιλτραρισμένη από τον πηλό σίλικα ή η πραγματοποίηση παρακολούθησης βάρους σε πραγματικό χρόνο του πηλού σίλικα. Ενσωματωμένοι υπολογιστές χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο, την ανίχνευση και τη μετάδοση δεδομένων προκειμένου να ελέγχεται αυτόματα η θέρμανση και να αφαιρείται η υγρασία από τον πηλό σίλικα.

1.Ανάλυση της Τρέχουσας Τεχνικής Κατάστασης
1.1 Έρευνα για Αναπνευστήρες Μετασχηματιστών από Ξένους Φορείς
Για πολλά χρόνια, βασισμένοι στην ακαδημαϊκή έρευνα και τις πρακτικές εφαρμογές στο εξωτερικό, η ανίχνευση της περιεκτικότητας σε υγρασία του αέρα μετά την απορρόφηση από τον πηλό σίλικα θεωρείται η πιο κοινή, διαδεδομένη και αποτελεσματική μέθοδος για την αξιολόγηση του επιπέδου κορεσμού του πηλού σίλικα. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν μπορεί ακόμη να ποσοτικοποιήσει άμεσα τον κορεσμό υγρασίας του πηλού σίλικα· δείχνει μόνο ποιοτικά —μέσω έμμεσων μέσων— ότι η ικανότητα απορρόφησης έχει μειωθεί και ότι απαιτείται επεξεργασία αποξήρανσης.

Η εταιρεία MR προσφέρει προς το παρόν ένα παρόμοιο προϊόν που αντιμετωπίζει αυτό το ζήτημα, χρησιμοποιώντας αρχές αισθήτρησης υγρασίας για να αξιολογήσει το επίπεδο υγρασίας του πηλού σίλικα, χρησιμοποιώντας λευκό πηλό σίλικα (μη υποδεικνύουσας τύπου). Τα μειονεκτήματά του περιλαμβάνουν: οι αισθητήρες υγρασίας τείνουν να αποτυγχάνουν όταν εκτίθενται σε κορεσμένη υγρασία (συμπύκνωση σε σταγονίδια νερού), ο λευκός πηλός σίλικα δεν επιτρέπει στους χρήστες να επιβεβαιώσουν οπτικά την επίδραση απορρόφησης υγρασίας, και η διαδικασία αποξήρανσης/αναγέννησης δεν μπορεί να επαληθευτεί.

Η ABB προσφέρει επίσης μια παρόμοια λύση με διπλή δομή σωλήνα. Κατά τη λειτουργία, μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα συνδέει έναν σωλήνα με το κανάλι αναπνοής του συντηρητή, ενώ ο άλλος υφίσταται αποξήρανση και αναγέννηση. Ωστόσο, λόγω του μεγάλου μεγέθους του, του μεγάλου βάρους και του υψηλού κόστους, δεν είναι κατάλληλος για αναβάθμιση υπαρχόντων συμβατικών αναπνευστήρων επί τόπου.

1.2 Έρευνα για Αναπνευστήρες Μετασχηματιστών από Εγχώριους Φορείς
Ορισμένες εγχώριες επιχειρήσεις έχουν αναπτύξει αναπνευστήρες χωρίς ανάγκη συντήρησης. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν μετρήσεις ζύγισης σε πραγματικό χρόνο για να δημιουργήσουν μοντέλα κορεσμού υγρασίας του πηλού σίλικα και θέρμανσης με βάση το χρόνο για αποξήρανση. Εφαρμόζοντας τη θεωρία ασαφούς ελέγχου, επιτυγχάνουν ιδανική ξήρανση του αέρα και επιστημονική αποξήρανση. Για να διασφαλιστεί ότι τα εξαρτήματα του αναπνευστήρα αντιστοιχούν στη διάρκεια ζωής του μετασχηματιστή, χρησιμοποιούνται βιομηχανικοί μικροεπεξεργαστές στρατιωτικού τύπου και το λειτουργικό σύστημα VxWorks, μαζί με εξαιρετικά σταθερά συστατικά αίσθησης και ενεργοποίησης. Αυτό πραγματοποιεί πραγματικά λειτουργία χωρίς ανάγκη συντήρησης για τους αναπνευστήρες μετασχηματιστών, βελτιώνοντας σημαντικά την αποδοτικότητα και την ασφάλεια της εργασίας επί τόπου και ενισχύοντας την αξιοπιστία των συστημάτων παροχής ηλεκτρικής ενέργειας.

1.3 Δύο Υπάρχοντα Σημεία Θεώρησης για την Αντικατάσταση Παραδοσιακών Αναπνευστήρων
Δεν υπάρχει προς το παρόν ενιαία συμφωνία εντός του ηλεκτρικού τομέα σχετικά με την επίδραση της αντικατάστασης του πηλού σίλικα στους αναπνευστήρες κύριων μετασχηματιστών στην προστασία Buchholz (αερίου). Ενώ συμφωνείται γενικά ότι κατά τη διάρκεια της αντικατάστασης του πηλού σίλικα, η προστασία από βαρύ αέριο πρέπει να αλλάξει από «αποζεύξη» σε «συναγερμό», υπάρχει σημαντική διαφωνία σχετικά με το πώς να επαναδιαμορφωθεί η προστασία μετά την αντικατάσταση.

Μια άποψη υποστηρίζει ότι η αντικατάσταση του πηλού σίλικα στον αναπνευστήρα μπορεί να προκαλέσει ψευδείς αποζεύξεις της προστασίας από αέριο· επομένως, μετά την αντικατάσταση, ο μετασχηματιστής θα πρέπει να λειτουργήσει δοκιμαστικά για 24 ώρες (με την προστασία από βαρύ αέριο να έχει ρυθμιστεί σε συναγερμό) πριν επιστρέψει σε λειτουργία αποζεύξης.

Η άλλη άποψη υποστηρίζει ότι μόλις ολοκληρωθεί η αντικατάσταση του πηλού σίλικα, δεν υπάρχει άλλη επίδραση στην προστασία από βαρύ αέριο, οπότε η προστασία θα πρέπει να αποκατασταθεί αμέσως σε λειτουργία αποζεύξης.

Προς το παρόν, μια συγκεκριμένη εταιρεία παροχής ηλεκτρικής ενέργειας υιοθετεί την ακόλουθη διαδικασία: πριν από την αντικατάσταση, ζητά έγκριση από τον διαχειριστή για να αλλάξει τη σύνδεση προστασίας από βαρύ αέριο από αποζεύξη σε λειτουργία σήματος· μετά την ολοκλήρωση, ζητά ξανά έγκριση από τον διαχειριστή για να την αποκαταστήσει σε λειτουργία αποζεύξης. Επιβεβαιώνουν ότι ένας ακροδέκτης της σύνδεσης προστασίας από βαρύ αέριο φέρει –110V, ενώ ο άλλος δεν έχει τάση, πριν επανασυνδέσουν τη σύνδεση.

1.4 Τρέχουσα Κατάσταση Εφαρμογής των Αναπνευστήρων Μετασχηματιστών
Η εταιρεία παροχής ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιεί προς το παρόν δύο τύπους αναπνευστήρων: αποσπώμενα κυλινδρικά δ

Μετά από μακροχρόνια χρήση, όταν το εξυγραντικό είναι βρεγμένο, ο διαφυματιστής ενεργοποιεί αυτόματα τη λειτουργία θέρμανσής του για την αφαίρεση της υγρασίας. Το σύστημα αποτελείται κυρίως από ένα φίλτρο ποτήρι, γυάλινη λάμπα, κύριον άξονα, σταθμό φορτίου (αισθητήρα βάρους), αισθητήρες θερμοκρασίας/υγρασίας, θερμαντικό στοιχείο, ελεγκτική πλακίδα και εξυγραντικό.

Όταν ο διαφυματιστής εισάγει αέρα, αυτός πρώτα περνά από ένα φίλτρο μεταλλικού πυκνού πλέγματος που αφαιρεί το σκόνο. Ο φιλτραρισμένος αέρας στη συνέχεια ρέει μέσα στο διαφυγραντικό δωμάτιο, όπου η υγρασία απορροφάται πλήρως από το εξυγραντικό.

Το επίπεδο κολμάτωσης υγρασίας του εξυγραντικού μετριέται από έναν σταθμό φορτίου που είναι εγκατεστημένος μέσα στον διαφυματιστή. Όταν η κολμάτωση υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριο, τα θερμαντικά στοιχεία από καρβόνιο σελίνης μέσα στο διαφυγραντικό δωμάτιο ενεργοποιούνται για να ξηράνουν το εξυγραντικό. Το αποτέλεσμα ατμού διαχωρίζεται έξω μέσω συντονίας, περνά μέσα από το μεταλλικό πλέγμα, συμπιέζεται στη γυάλινη λάμπα και ρέει κάτω σε ένα μεταλλικό σφάλιο στο κάτω μέρος, εξερχόμενος από τον διαφυματιστή.

Εάν ο αισθητήρας υγρασίας αποτελεσματικά παραλείψει, ένας χρονοδιακόπτης μέσα στο κουτί ελέγχου εξασφαλίζει την περιοδική θέρμανση σε προκαθορισμένα διαστήματα, επιτυγχάνοντας πραγματική λειτουργία χωρίς συντήρηση.

3. Εφαρμογή Διαφυματιστών Χωρίς Συντήρηση
Η εταιρεία ενέργειας εγκατέστησε σειρά JY-MXS διαφυματιστών χωρίς συντήρηση στους περιστασιακούς μετατοπιστές (OLTC) και τα κύρια σώματα των κύριων μετατροπευτών αριθ. 1 σε δύο γεωγραφικά διαφορετικά υποσταθμιακά 110 kV (Υποσταθμια A και Υποσταθμια B).

Μετά από περισσότερο από ένα έτος λειτουργίας:

• Στην Υποσταθμια A, ο κύριος μετατροπευτής αριθ. 1 χρειάστηκε μηδενικές αντικαταστάσεις εξυγραντικού για και τους OLTC και τους διαφυματιστές του κυρίου σώματος. Αντίθετα, ο κύριος μετατροπευτής αριθ. 2 υπέστη 5 αντικαταστάσεις διαφυματιστών κυρίου σώματος (συνολικά 15 kg) και 6 αντικαταστάσεις διαφυματιστών OLTC (συνολικά 6 kg).

• Στην Υποσταθμια B, ο κύριος μετατροπευτής αριθ. 1 χρειάστηκε επίσης μηδενικές αντικαταστάσεις. Ο κύριος μετατροπευτής αριθ. 2 είχε 3 αντικαταστάσεις διαφυματιστών κυρίου σώματος (9 kg) και 5 αντικαταστάσεις διαφυματιστών OLTC (5 kg).

Οι λειτουργικές δεδομένα και τα ελέγχους σημείωσης δείχνουν ότι όλες οι λειτουργίες των διαφυματιστών χωρίς συντήρηση λειτουργούσαν φυσιολογικά. Όταν το εξυγραντικό έφτασε σε συγκεκριμένο επίπεδο κολμάτωσης, ο θερμαντικός μηχανισμός ενεργοποιήθηκε αυτόματα με βάση τα σήματα των αισθητήρων για να ξηράνει τα σπέρμια. Επιπλέον, με την ανάλυση δεδομένων βάρους των τελευταίων έξι μηνών, ο ελεγκτής δημιούργησε ένα μοτίβο απορρόφησης υγρασίας και εφάρμοσε μια συνδυασμένη στρατηγική βασισμένη στο βάρος και την χρονομέτρηση, μειώνοντας το φόρτο εργασίας του προσωπικού, ενισχύοντας την αυτοματοποίηση και παρέχοντας οικονομικά και κοινωνικά οφέλη.

4. Συμπέρασμα
Συνοψίζοντας, η εγκατάσταση διαφυματιστών χωρίς συντήρηση στον περιστασιακό μετατοπιστή και το κύριο σώμα των μετατροπευτών σε υποσταθμιακά επιτρέπει:

• Θέρμανση με βάση αισθητήρες για την αφαίρεση της υγρασίας από το εξυγραντικό,

• Απομακρυσμένη πραγματικού χρόνου εποπτεία μέσω λειτουργιών επικοινωνίας,

• Δυνατότητα αυτοδιάγνωσης για ευκολότερη συντήρηση.

Αυτές οι δυνατότητες δείχνουν ότι οι διαφυματιστές χωρίς συντήρηση μπορούν να αντικαταστήσουν πλήρως τα παραδοσιακά συστήματα, επιτυγχάνοντας αποτελεσματικά τις ανάγκες απορρόφησης υγρασίας των μετατροπευτών και επιτυγχάνοντας πραγματική λειτουργία χωρίς συντήρηση. Επιπλέον, αφού η αντικατάσταση του εξυγραντικού ακυρώνεται, λύεται η μακρόχρονη συζήτηση για τις ρυθμίσεις προστασίας βαρέων αερίων μετά την αντικατάσταση.

Η χρήση διαφυματιστών χωρίς συντήρηση επιτρέπει στην εταιρεία ενέργειας να εποπτεύει τις συνθήκες των ανταρτίων σε λίνια, να λαμβάνει πραγματική κατάσταση των εξοπλισμών και να εφαρμόζει προληπτικά μέτρα πριν από την εμφάνιση παραλλαγών - προληπτικά μέτρα που εμποδίζουν τους μετατροπευτές να λειτουργούν με πλήρη φόρτο όταν υπάρχουν κρυμμένα κινδύνου. Αυτό καλύπτει το κενό που αφήνουν οι παραδοσιακοί διαφυματιστές που δεν υποστηρίζουν την εποπτεία σε λίνια.

Επιπλέον, μειώνει σημαντικά τους κόπους εργασίας και τους δαπάνες συνήθων ελέγχων, προωθεί την ανακύκλωση απορριμμάτων και μειώνει τον κίνδυνο μεγάλων ατυχημάτων λόγω μικρών αποτυχιών συναρτημάτων. Αυτό επιτρέπει μια πιο αποτελεσματική και επιστημονική προγραμματισμένη συντήρηση, εξαλείφει τις αναγκαίες δαπάνες, εξασφαλίζει βιώσιμη και ασφαλή λειτουργία των μετατροπευτών και τελικά επιτυγχάνει στόχους αύξησης της παραγωγικότητας, αποτελεσματικότητας, ασφάλειας και προστασίας του περιβάλλοντος.