Primjena održavajućih disanjaka transformatora u podstanicama

Trenutno se široko koriste tradicionalni tipovi disanjaka u transformatorima. Vodootpornost silikagela procjenjuje se preko vizualne ocjene promjene boje perličica silikagela od strane osoblja za održavanje i rad. Subjektivna procjena osoblja ima odlučujući utjecaj. Iako je jasno propisano da se silikagel u disanjkama transformatora treba zamijeniti kada se više od dvije trećine promijeni bojom, još uvijek ne postoji točan kvantitativni način određivanja smanjenja adsorpcijske sposobnosti u određenim fazama promjene boje.

Dodatno, razini vještina osoblja za održavanje i rad značajno variraju, što dovodi do velikih razlika u vizualnoj identifikaciji. Neki proizvođači i pojedinci su provodili povezana istraživanja, poput mjerenja sadržaja vlage u zraku nakon filtriranja silikagela ili stvarnog praćenja težine silikagela. Ugrađeni računalni sustavi koriste se za kontrolu, detekciju i prijenos podataka kako bi se automatski kontroliralo zagrijavanje i uklanjanje vlage iz silikagela.

1. Analiza trenutnog tehnološkog stanja
1.1 Istraživanje disanjaka transformatora stranim institucijama
Tijekom mnogo godina, temeljem akademskih istraživanja i praktičnih primjena u inozemstvu, mjerenje sadržaja vlage u zraku nakon apsorpcije silikagela smatra se najčešćim, najširem i najefikasnijim načinom procjene nivoa nasycenosti silikagela. Međutim, ovaj način još uvijek ne može direktno kvantificirati nivo nasycenosti vlagočuvca; on samo kvalitativno ukazuje - putem indirektnih metoda - da je adsorpcijska sposobnost opala i potrebno je dehidratiranje.

MR Company trenutno nudi sličan proizvod koji rješava ovaj problem, koristeći principi detekcije vlage za procjenu stupnja vlaganosti silikagela, koristeći bijeli silikagel (bez indikatora). Nedostaci uključuju: senzori vlage često padaju kada su izloženi nasycenoj vlažnosti (konverzija u kapljice), bijeli silikagel ne omogućuje korisnicima vizualnu potvrdu njegovog efekta apsorpcije vlage, a proces dehidratiranja/regeneracije ne može se verificirati.

ABB također nudi slično rješenje s dualnim cjevovodom. Tijekom rada, elektromagnetski ventil spaja jednu cjevovodu s disanjim kanalom rezervoara, dok druga podlazi dehidratiranje i regeneraciju. Međutim, zbog svoje veličine, težine i visoke cijene, nepraktično je za nadogradnju postojećih konvencionalnih disanjaka na mjestu.

1.2 Istraživanje disanjaka transformatora domaćim institucijama
Neki domaće tvrtke razvile su disanjke bez održavanja. Ovi uređaji koriste online mjerenje težine za stvaranje modela nasycenosti vlagočuvca silikagela i vremensko zagrijavanje za dehidrataciju. Primjenjujući teoriju fuzzy kontrole, ostvaruju idealno sušenje zraka i znanstveno dehidratanje. Da bi se osiguralo da dodaci disanjaka odgovaraju vremenu života transformatora, koriste se okruženjski otporni vojno-gradnji mikroprocesori i operativni sustav VxWorks, uz vrlo stabilne komponente za detekciju i aktivaciju. Time se stvarno ostvaruje rada disanjaka bez održavanja, značajno poboljšavajući efikasnost i sigurnost poslovnog procesa na mjestu, te povećavajući pouzdanost sustava snabdevanja električnom energijom.

1.3 Dva postojeća stajališta o zamjeni tradicionalnih disanjaka
Trenutno ne postoji unificirani konsenzus u elektroprivredi o utjecaju zamjene silikagela u disanjku glavnog transformatora na Buchholz (plinski) zaštitu. Iako se općenito slaže s tim da tijekom zamjene silikagela, zaštita od teškog plina mora biti prebacena s "isključivanja" na "alarm", postoji značajno neugodno oko ponovnog konfiguriranja zaštite nakon zamjene.

Jedno stajalište tvrdi da zamjena silikagela u disanku može uzrokovati lažno isključivanje plinske zaštite; stoga, nakon zamjene, transformator bi trebao proći 24 sata probnog rada (sa zaštitom od teškog plina postavljenom na alarm) prije prebacivanja natrag na režim isključivanja.

Drugo stajalište tvrdi da nakon završetka zamjene silikagela, nema daljnjeg utjecaja na zaštitu od teškog plina, pa bi zaštita trebala odmah biti vraćena u režim isključivanja.

Trenutno, određena elektrodobavnica koristi sljedeći postupak: prije zamjene, traže odobrenje za upravljanje da prebacijo vezu zaštite od teškog plina s "isključivanja" na "signal"; nakon završetka, opet traže odobrenje za vraćanje u režim isključivanja. Provjeravaju da jedan terminal veze zaštite od teškog plina nosi –110V, dok je drugi bez napona, prije ponovnog uključivanja veze.

1.4 Trenutno stanje primjene disanjaka transformatora
Elektrodobavnica trenutno koristi dva tipa disanjaka: odvojive staklene boce i neodvojive boce. Za odvojive disanjke, postupak zamjene zahtijeva visoku preciznost operatera u pogledu postupaka i momenta savijanja vijaka; inače, lako se oštećuje staklo. Cijeli postupak je vremenski zahtjevan, a ponovljene zamjene često dovode do lošeg zatvaranja spojeva, što dopušta ulazak nefiltriranog vlažnog zraka u rezervoar i potencijalno uzrokuje vlažnost transformatornog ulja.

Neodvojivi disanjci izbjegavaju ove probleme, ali donose novi: mali otvor za punjenje dovodi do razljevanja silikagela tijekom zamjene, što zagađuje okoliš.

Među 64 podstanicama tvrtke, silikagel je zamijenjen 178 puta 2015. godine, ukupno 541 kg. Frekvencija zamjene značajno se povećava tijekom kišnog razdoblja zbog visokog stupnja vlage, što zahtijeva značajan broj ljudi i materijala. U planinskim područjima, rizici poput kolapsa cesta i padova stijena tijekom kišnog razdoblja dodatno povećavaju rizike pri transportu.

2. Radni princip disanjaka transformatora bez održavanja
Serija JY-MXS disanjaka bez održavanja instalira se na rezervoar transformatora s uljem. Kada se ulje transformatora širi ili skuplja zbog opterećenja ili promjena temperature okoliša, plin u rezervoaru prolazi kroz sušilac unutar disanjaka bez održavanja, uklanjajući prljavštinu i vlagu iz zraka kako bi se održala izolacijska čvrstoća transformatornog ulja.

Nakon dugotrajne uporabe, kada silika gel postane vlažan, disanjac automatski aktivira svoju funkciju zagrijavanja kako bi se uklonila vlaga. Sustav se uglavnom sastoji od filtera, staklenog cevca, glavnog valjka, opterećenog čvora (senzor mase), senzora temperature/vlage, elementa za zagrijavanje, kontrolne ploče i silika gela.

Kada konzervator udiše zrak, on prvo prođe kroz sitnu metalnu mrežu koja uklanja prašinu. Filtrirani zrak zatim teče kroz sušilni prostor, gdje ga silika gel potpuno apsorbira.

Razina nasitljivosti silika gela mjerenjem opterećenog čvora unutar disanjaca. Kada nivo nasitljivosti premaže predodređeni prag, uključuju se ugljični vlakneni elementi za zagrijavanje unutar sušilnog prostora kako bi se osušio silika gel. Rezultirajući par se difundira van putem konvekcije, prolazi kroz metalnu mrežu, kondenzira na staklenom cevcu i teče prema metalnoj flangi na dnu, izlazeći iz disanjaca.

Ako senzor vlage ne radi, kontroler s tajmerom unutar kontrolne kutije osigurava periodično zagrijavanje na predodređene intervale, ostvarujući stvarno održavanje bez nadzora.

3. Primjena disanjaca bez održavanja
Električna kompanija instalirala je seriju JY-MXS disanjaca bez održavanja na prijenosnicima sa promjenom napona pod opterećenjem (OLTC) i glavnim tijelima prvog glavnog transformatora u dvije geografski različite 110 kV podstanice (Podstanica A i Podstanica B).

Nakon više od godinu dana rada:

• U Podstanci A, ni jedan silika gel nije trebao zamjenu ni za OLTC ni za disanjac glavnog tijela prvog glavnog transformatora. U suprotnosti, drugi glavni transformator prošao je kroz 5 zamjena disanjaca glavnog tijela (ukupno 15 kg) i 6 zamjena OLTC disanjaca (ukupno 6 kg).

• U Podstanci B, ni jedan silika gel nije trebao zamjenu za prvi glavni transformator. Drugi glavni transformator imao je 3 zamjene disanjaca glavnog tijela (9 kg) i 5 zamjena OLTC disanjaca (5 kg).

Operativni podaci i provjere na terenu pokazuju da su sve funkcije disanjaca bez održavanja radile normalno. Kada je silika gel dosegao određeni nivo nasitljivosti, grejanje se povremeno aktiviralo temeljem signala senzora kako bi se osušili žlice. Nadalje, analizom historijskih podataka o masi tijekom šest mjeseci, kontroler je utvrdio uzorak apsorbiranja vlage i implementirao hibridnu strategiju koja kombinira kontrolu temeljenu na masi i vremensku kontrolu, smanjujući radnu opterećenost osoblja, poboljšavajući automatizaciju i donoseći ekonomske i društvene koristi.

4. Zaključak
Sažeto, instalacija disanjaca bez održavanja na prijenosnicima sa promjenom napona pod opterećenjem i glavnim tijelima transformatora u podstancama omogućuje:

• Zagrijavanje pokrenuto senzorima za dehumidifikaciju nasitljive silika gela,

• Daljinsko stvarnotražno praćenje preko komunikacijskih funkcija,

• Mogućnosti samodiagnostike za lakše održavanje.

Ove značajke pokazuju da disanjaci bez održavanja mogu u potpunosti zamijeniti tradicionalne sustave, efektivno rješavajući potrebu transformatora za apsorbiranje vlage i ostvarujući stvarno održavanje bez nadzora. Nadalje, budući da se eliminira zamjena silika gela, dugogodišnja rasprava o postavkama zaštitnih uređaja nakon zamjene teškog plina je riješena.

Korištenje disanjaca bez održavanja omogućuje električnoj kompaniji da online nadgleda stanje pomoćnih opreme, dobiva stvarnotražno stanje opreme i implementira preventivne mjere prije nastanka problema - sprečavajući da transformatori rade pod punim opterećenjem dok postoje skrivene rizike. To popunjava praznine koje tradicionalni disanjaci ne mogu podržati online nadzor.

Dodatno, to drastično smanjuje troškove rada i troškove redovnog pregleda, promiče recikliranje otpada i smanjuje rizik od velikih nesreća uzrokovanih manjim propustom pomoćne opreme. Omogućuje to učinkovitije, znanstveno planiranje održavanja, eliminira nepotrebnih troškova, osigurava održivi i siguran rad transformatora, te konačno postiže ciljeve povećanja produktivnosti, učinkovitosti, sigurnosti i zaštite okoliša.