Karbantartásmentes transzformátor lélegzők alkalmazása átmenetekben

Jelenleg széles körben használják a hagyományos típusú légváltókat transzformátorokban. A szilikagélgolyók vízszerzési képességét továbbra is a műszaki és karbantartási személyzet vizuális megfigyelése alapján ítélik meg, amelyek a szilikagélgolyók színváltozását figyelembe veszik. A személyzet szubjektív ítélése döntő szerepet játszik. Bár egyértelműen előírják, hogy a transzformátor légváltójában lévő szilikagél cserélendő, ha több mint háromnegyede átveszi a színt, még mindig nincs pontos mennyiségi módszer annak meghatározására, hogy adott színváltozási szinten mennyire csökken az adszorpciós kapacitás.

Ezenkívül a műszaki és karbantartási személyzet készségszintje jelentősen eltér, ami nagy eltéréseket eredményez a vizuális azonosításban. Néhány gyártó és személy folytatott kapcsolódó kutatásokat, például a szilikagél szűrés utáni levegőbeli víztartalom érzékelését vagy a szilikagél valós idejű súlymonitorozását. Beágyazott számítógépek használatával történik a vezérlés, detektálás és adatküldés, hogy automatikusan irányítsák a hajtást és távolítsák el a szilikagélből a vizet.

1. Jelenlegi technológiai állapot elemzése
1.1 Külföldi intézmények transzformátor légváltóinak kutatása
Hosszú évek óta, külföldi akadémiai kutatások és gyakorlati alkalmazások alapján, a szilikagél szivárgás utáni levegőbeli víztartalom érzékelése tekinthető a leggyakrabban használt, legelterjedtebb és leghatékonyabb módszernek a szilikagél telítettségének megítélésére. Ugyanakkor ez a módszer nem tudja közvetlenül kvantitatívan meghatározni a szilikagél víztelítettségét, csak minőségi jelzést ad arról, hogy az adszorpciós kapacitás csökkent, és szükség van a szivárgáskezelésre.

A MR Cég jelenleg hasonló terméket kínál ezzel a problémával kapcsolatban, páratartalom-érzékelési elv alapján értékeli a szilikagél nedvesség-szintjét, fehér szilikagél (nem-jelző típus) felhasználásával. Ennek hátrányai: a páratartalomszensorok hibásodnak, ha kiteljesednek (vízecskék formájában), a fehér szilikagél nem teszi lehetővé a felhasználók számára, hogy látványosan ellenőrizzék a vízszerzési hatását, és a szivárgás/újragenerálás folyamata nem ellenőrizhető.

Az ABB is hasonló megoldást kínál, amely kettős csöves szerkezetet használ. A működés során elektromos váltókapcsoló köti össze az egyik csövet a tartály léggödörrel, miközben a másik szivárgás- és újrageneráláson megy keresztül. Azonban a nagy mérete, nehéz súlya és magas költsége miatt nem alkalmas a meglévő hagyományos légváltók helyszíni frissítésére.

1.2 Hazai intézmények transzformátor légváltóinak kutatása
Néhány hazai vállalkozás fenntartási ingyenes légváltókat fejlesztett ki. Ezek a berendezések online súlymérési méréseket használnak a szilikagél víztelítettségének modellezésére és időalapú hajtásos szivárgáskezelésére. Homogén kontroll elmélet alkalmazásával idealizált levegőszárazítást és tudományos szivárgáskezelést érik el. A légváltó hozzátartozók illeszkedésének biztosítása érdekében, a transzformátor élettartamához igazodva, militarizált, erősített mikroprocesszorokat és a VxWorks operációs rendszert, valamint nagyon stabil érzékelő- és aktuátor-komponenseket használnak. Ez ténylegesen fenntartási ingyenes működést valósít meg a transzformátor légváltóknál, jelentősen javítva a helyszíni munka hatékonyságát és biztonságát, valamint a villamos energiaszolgáltatás megbízhatóságát.

1.3 Két meglévő nézet a hagyományos légváltók cseréjéről
Jelenleg nincs egységes konszenzus a villamosiparban a főtranszformátor légváltók szilikagéljének cseréjének hatására a Buchholz (gáz) védelemre nézve. Általánosságban elfogadott, hogy a szilikagél cseréjének idején a nehézgáz védelmet "trip" módból "alarm" módra kell váltani, de jelentős ellentmondások vannak abban, hogyan kellene a védelmet a cseré után újrakonfigurálni.

Egy nézet szerint a légváltó szilikagéljének cseréje hamis indítást okozhat a gázvédelemben, ezért a cseré után a transzformátor 24 órás próbafutásra (nehézgáz védelem "alarm" módban) van szüksége, mielőtt visszaállítanák a "trip" módot.

A másik nézet szerint, ha a szilikagél cseréje befejeződött, már nincs további hatással a nehézgáz védelemre, ezért azonnal visszaállítani kell a "trip" módot.

Jelenleg egy bizonyos villamosenergia-szolgáltató társaság a következő eljárást alkalmazza: a cseré előtt kérnek diszpetcher engedélyt a nehézgáz védelmi kapcsoló "trip" mód "signal" módra való váltására; a befejezés után ismét kérnek diszpetcher engedélyt a "trip" módra való visszaállítására. Ellenőrzik, hogy a nehézgáz védelmi kapcsoló egyik végén -110V-os feszültség van, míg a másikon nincs feszültség, mielőtt újra behúzzák a kapcsolót.

1.4 Jelenlegi alkalmazási állapot a transzformátor légváltókban
A villamosenergia-szolgáltató társaság jelenleg két típusú légváltót használ: leválasztható szerves üveg tartályokat és nem-leválasztható tartályokat. A leválasztható légváltók esetén a cseréhez nagy pontosság szükséges a műszaki személyzet részéről a műveletek és a csavarforgatónak tekintettel, egyébként könnyen károsodhat a szerves üveg. A teljes folyamat időigényes, és a folyamatos cserék gyakran rosszullakoltatáshoz vezethetnek a csatlakozásokban, ami lehetővé teszi a szűrőzés nélküli nedves levegő betolakodását a tartályba, és potenciálisan transzformátorolaj-vízszivárgást okozhat.

A nem-leválasztható légváltók elkerülik ezeket a problémákat, de egy másik problémát vetnek fel: a kis feltöltőnyílás miatt a szilikagél kitérhet a cseré során, szennyezve a környezetet.

A társaság 64 átalakítóállomásán 2015-ben 178 alkalommal cserélték a szilikagélt, összesen 541 kg-ot. A cseréfrejtősség jelentősen nő a tavaszi esőzések alatt a magas páratartalom miatt, ami jelentős emberi és anyagi erőforrásokat igényel. A hegyvidéki területeken a tavaszi esőzések során a talajösszeomlások és a sziklalelógások tovább növelik a szállítási kockázatokat.

2. A fenntartási ingyenes transzformátor légváltók működési elve
A JY-MXS sorozatú fenntartási ingyenes légváltó a transzformátor olajtartályán van telepítve. Amikor a transzformátor olajja terhelés vagy környezeti hőmérséklet változások miatt kinyúlik vagy zsugorodik, a tartályban lévő gáz a fenntartási ingyenes légváltóban lévő szárazítóanyag átmenetén halad, eltávolítva a por- és vízszennyezést a levegből, hogy fenntartsa a transzformátor olaj izolációs erejét.

Hosszú ideig használt esetén, amikor a szárazító anyag nedvesedik, a lélegező automatikusan aktiválja a fűtési funkcióját, hogy a nedvességet eltávolítsa. A rendszer főleg szűrőhordozóból, üvegcsöből, főtengelyből, súlyérzékelőből (súlyérzékelő), hőmérséklet/homokosság-érzékelőkből, fűtőelemekből, vezérlőlapból és szilikágébből áll.

Amikor a tartály levegőt szív be, először áthalad egy porlasztott fémhálón, ami a porot szűri. A szűrt levegő ezután áthalad a szárazító kamrában, ahol a nedvesség teljesen felvételre kerül a szárazító anyagból.

A szilikágéb nedvesség-szättitási szintjét a lélegező belső részén található súlyérzékelő méri. Ha a szättitási szint meghaladja az előre beállított küszöböt, a szárazító kamrában található szénfibrum-fűtőelemek aktiválódnak a szárazító anyag szárítására. A keletkező gőz kifújódik konvekcióval, áthalad a fémhálón, kondenzál az üvegcsőn, és lefoly a lélegező alján található fémflangeon keresztül, így kilép a lélegezőből.

Ha a homokosság-érzékelő meghibásodik, a vezérlődobozban található időzítővezérlő biztosítja a megfelelő intervallumokon történő időzített fűtést, igazán karbantartást nem igénylő működést elérve.

3. Karbantartást nem igénylő transzformátorlélegezők alkalmazása
Az energiaellátó társaság JY-MXS sorozatú karbantartást nem igénylő lélegezőket telepítette a No. 1 főtranszformátorok töltőváltó (OLTC) és főtestére két földrajzi szempontból eltérő helyen található 110 kV alátámasztóállomáson (Alátámasztóállomás A és Alátámasztóállomás B).

Több mint egy év működés után:

• Az Alátámasztóállomás A-n, a No. 1 főtranszformátorhoz semmilyen szilikágé-csere nem volt szükséges sem a töltőváltó, sem a főtest lélegezőire. Szemben ezzel, a No. 2 főtranszformátor esetében 5 főtest lélegezőcserére (összesen 15 kg) és 6 töltőváltó lélegezőcserére (összesen 6 kg) volt szükség.

• Az Alátámasztóállomás B-n, a No. 1 főtranszformátorhoz semmilyen cserére sem volt szükség. A No. 2 főtranszformátor esetében 3 főtest cserére (9 kg) és 5 töltőváltó cserére (5 kg) volt szükség.

A működési adatok és a helyszíni ellenőrzések azt mutatták, hogy a karbantartást nem igénylő lélegezők minden funkciója normálisan működött. Amikor a szilikágé bizonyos szättitási szintet ért el, a fűtőelem gyorsan aktiválódott az érzékelő jelzése alapján a száradékok szárítására. Továbbá hat hónapos történeti súlyadatok elemzésével a vezérlő egy nedvességfelvételi mintát állított fel, és súlyalapú és időzített ellenőrzés kombinált stratégiáját valósította meg, csökkentve a munkatársak terhelését, növelve az automatizálást, és gazdasági és társadalmi előnyöket nyújtva.

4. Összegzés
Összefoglalva, a karbantartást nem igénylő lélegezők telepítése a töltőváltók és a főtestek transzformátorainak alátámasztóállomáson történő alkalmazása lehetővé teszi a következőket:

• Érzékelő-vezérelt fűtés a nedvesség-száradék telített szilikágé szárítására,

• Távoli, valós idejű monitorozás kommunikációs funkciók révén,

• Saját-diagnosztikai képességek, könnyebb karbantartás érdekében.

Ezek a tulajdonságok azt mutatják, hogy a karbantartást nem igénylő lélegezők teljesen lecserélhetik a hagyományos rendszereket, hatékonyan megoldva a transzformátorok nedvességfelvételi igényeit, és igazi karbantartást nem igénylő működést elérve. Továbbá, mivel a szilikágé-csere kiesik, a hagyományos rendszerek utáni nehéz-gáz védelmi beállításokkal kapcsolatos hosszú ideje tartó vita is megoldódik.

A karbantartást nem igénylő lélegezők használata lehetővé teszi az energiaellátó társaság számára a hozzájárulók állapotának online figyelését, a berendezések valós idejű állapotának megszerzését, és a hibák előtti megelőző intézkedések végrehajtását - megakadályozva, hogy a transzformátorok teljes terhelés mellett működjenek, miközben rejtett kockázatok állnak fenn. Ez kitölti a hagyományos lélegezők nem képesek online monitorozást támogatni hiányában maradt részt.

Ezenkívül drasztikusan csökkenti a munkaerőköltségeket és a rutin ellenőrzési költségeket, elősegíti a hulladék újraszolgáltatását, és csökkenti a kisebb hozzájáruló hibák által okozott nagyobb balesetek kockázatát. Ez lehetővé teszi a fenntartható és biztonságos transzformátor-működés hatékonyabb, tudományos ütemezését, elkerüli a felesleges kiadásokat, és végül termelékenység, hatékonyság, biztonság és környezetvédelem céljait valósítja meg.