Penggunaan Peralatan Pernafasan Transformator Bebas Pemeliharaan di Dalam Substasi

Pada masa kini, pemudah nafas jenis tradisional banyak digunakan dalam transformator. Kekuatan penyerapan kelembapan silika gel masih dinilai oleh petugas operasi dan pemeliharaan melalui pemeriksaan visual perubahan warna butiran silika gel. Penilaian subjektif oleh petugas memainkan peranan penting. Walaupun telah ditetapkan dengan jelas bahawa silika gel dalam pemudah nafas transformator harus digantikan apabila lebih daripada dua pertiga berubah warna, masih belum ada kaedah kuantitatif yang tepat untuk menentukan sejauh mana kapasiti penyerapan berkurang pada tahap perubahan warna tertentu.

Selain itu, tahap kemahiran petugas operasi dan pemeliharaan berbeza secara signifikan, menyebabkan perbezaan besar dalam pengenalan visual. Beberapa pembuat dan individu telah melakukan penyelidikan berkaitan, seperti mendeteksi kandungan kelembapan dalam udara selepas penyaringan silika gel atau melakukan pemantauan berat masa nyata silika gel. Komputer terbenam digunakan untuk kawalan, pendeteksian, dan penghantaran data untuk mengawal pemanasan dan menghilangkan kelembapan dari silika gel.

1. Analisis Status Teknologi Semasa
1.1 Penyelidikan Pemudah Nafas Transformator oleh Institusi Asing
Selama bertahun-tahun, berdasarkan penyelidikan akademik dan aplikasi praktis di luar negara, mendeteksi kandungan kelembapan dalam udara selepas penyerapan silika gel dianggap sebagai kaedah yang paling biasa, meluas, dan efektif untuk menilai tahap kekenyalan silika gel. Namun, kaedah ini masih tidak dapat mengkuantifikasi secara langsung kekenyalan kelembapan silika gel; ia hanya menunjukkan secara kualitatif—melalui cara tidak langsung—bahawa kapasiti penyerapan telah berkurang dan perlakuan pengeringan diperlukan.

Syarikat MR kini menawarkan produk serupa untuk menangani isu ini, menggunakan prinsip pengesan kelembapan untuk menilai tahap kelembapan silika gel, menggunakan silika gel putih (jenis bukan penunjuk). Kelemahannya termasuk: pengesan kelembapan cenderung gagal apabila terdedah kepada kelembapan yang mencapai tahap maksimum (kondensasi menjadi titisan air), silika gel putih tidak membolehkan pengguna mengesahkan secara visual kesan penyerapan kelembapannya, dan proses pengeringan/penjanaan semula tidak dapat diverifikasi.

ABB juga menawarkan penyelesaian serupa dengan struktur dua tabung. Semasa operasi, katup elektromagnetik menghubungkan satu tabung ke saluran bernafas wad sementara tabung lain menjalani pengeringan dan penjanaan semula. Namun, disebabkan saiznya yang besar, berat, dan kosnya yang tinggi, ia tidak sesuai untuk diubahsuai ke pemudah nafas konvensional yang sedia ada di tapak.

1.2 Penyelidikan Pemudah Nafas Transformator oleh Institusi Dalam Negeri
Beberapa syarikat tempatan telah membangunkan pemudah nafas bebas pemeliharaan. Peranti ini menggunakan pengukuran timbangan dalam talian untuk membina model kekenyalan kelembapan silika gel dan pemanasan pengeringan berdasarkan masa. Dengan menerapkan teori kawalan kabur, mereka mencapai pengeringan udara yang ideal dan pengeringan saintifik. Untuk memastikan aksesori pemudah nafas sepadan dengan jangka hayat transformator, mikroprosesor tahan lasak berskala ketenteraan dan sistem operasi VxWorks digunakan, bersama komponen pengesan dan tindakan yang sangat stabil. Ini benar-benar merealisasikan operasi bebas pemeliharaan bagi pemudah nafas transformator, meningkatkan kecekapan kerja di tapak dan keselamatan, serta meningkatkan kebolehpercayaan sistem bekalan kuasa.

1.3 Dua Pandangan Sedia Ada Mengenai Penggantian Pemudah Nafas Tradisional
Tidak ada konsensus yang seragam dalam industri tenaga mengenai impak penggantian silika gel dalam pemudah nafas transformator utama terhadap pelindung Buchholz (gas). Walaupun umumnya setuju bahawa semasa penggantian silika gel, perlindungan gas berat harus dipindahkan dari "trip" ke "alarm", terdapat perbedaan pendapat yang signifikan tentang bagaimana mengkonfigurasi semula perlindungan setelah penggantian.

Satu pandangan menyatakan bahawa penggantian silika gel dalam pemudah nafas mungkin menyebabkan tripping palsu perlindungan gas; oleh itu, setelah penggantian, transformator harus menjalani ujian operasi selama 24 jam (dengan perlindungan gas berat disetkan ke alarm) sebelum dipindahkan kembali ke modus trip.

Pandangan lain berpendapat bahawa setelah penggantian silika gel selesai, tidak ada lagi impak pada perlindungan gas berat, jadi perlindungan harus segera dikembalikan ke modus trip.

Pada masa kini, sebuah syarikat bekalan tenaga mengadaptasi prosedur berikut: sebelum penggantian, mereka meminta kelulusan penjadualan untuk memindahkan tautan perlindungan gas berat dari trip ke modus sinyal; setelah selesai, mereka meminta kelulusan penjadualan lagi untuk mengembalikannya ke modus trip. Mereka memverifikasi bahawa satu terminal tautan perlindungan gas berat membawa –110V sementara yang lain bebas voltan sebelum mengaktifkan semula tautan tersebut.

1.4 Status Aplikasi Semasa Pemudah Nafas Transformator
Syarikat bekalan tenaga kini menggunakan dua jenis pemudah nafas: tabung kaca organik yang boleh dilepas dan tabung yang tidak boleh dilepas. Untuk pemudah nafas yang boleh dilepas, proses penggantian memerlukan ketepatan tinggi dari operator mengenai prosedur dan tork skru; jika tidak, kaca organik mudah rosak. Seluruh proses memakan waktu, dan penggantian berulang kali sering menyebabkan segel buruk di sambungan, membolehkan udara lembap yang tidak difilter masuk ke wad dan berpotensi menyebabkan minyak transformator menjadi lembap.

Pemudah nafas yang tidak boleh dilepas mengelakkan masalah ini tetapi membawa masalah lain: lubang isi yang kecil menyebabkan tumpahan silika gel semasa penggantian, mencemarkan alam sekitar.

Di antara 64 stesen bawah tanah syarikat, silika gel digantikan 178 kali pada tahun 2015, jumlahnya 541 kg. Frekuensi penggantian meningkat secara signifikan semasa musim hujan disebabkan kelembapan tinggi, memerlukan tenaga manusia dan sumber bahan yang besar. Di kawasan pergunungan, risiko seperti runtuhnya jalan dan longsoran batu semasa musim hujan lebih meningkatkan bahaya pengangkutan.

2. Prinsip Kerja Pemudah Nafas Transformator Bebas Pemeliharaan
Siri JY-MXS pemudah nafas bebas pemeliharaan dipasang pada wad transformator celup minyak. Apabila minyak transformator melebar atau merosot disebabkan beban atau perubahan suhu sekitar, gas dalam wad melalui desikkan di dalam pemudah nafas bebas pemeliharaan, mengeluarkan debu dan kelembapan dari udara untuk mengekalkan kekuatan isolasi minyak transformator.

Selepas penggunaan yang lama, apabila bahan penyerap kelembapan menjadi lembap, pemudah nafas akan mengaktifkan fungsi pemanasan secara automatik untuk menghilangkan kelembapan. Sistem ini terutamanya terdiri daripada bekas penapis, tiub kaca, poros utama, sel beban (sensor berat), sensor suhu/kelembapan, elemen pemanas, papan kawalan, dan silika gel.

Apabila pelindung menarik udara, ia akan melewati saringan logam padu yang mengeluarkan debu. Udara yang telah disaring kemudian mengalir melalui ruang pengeringan, di mana kelembapan sepenuhnya diserap oleh bahan penyerap kelembapan.

Tahap kepekatannya bagi silika gel diukur oleh sel beban yang dipasang di dalam pemudah nafas. Apabila tahap kepekatannya melebihi ambang pratur, elemen pemanas serat karbon di dalam ruang pengeringan akan diaktifkan untuk mengeringkan bahan penyerap kelembapan. Uap yang dihasilkan akan tersebar keluar melalui konveksi, melewati saringan logam, mengembun pada tiub kaca, dan mengalir ke flens logam di bahagian bawah, sebelum keluar dari pemudah nafas.

Jika sensor kelembapan gagal, pengawal masa di dalam kotak kawalan memastikan pemanasan berkala pada selang masa yang ditetapkan, mencapai operasi tanpa penyelenggaraan sebenar.

3. Aplikasi Pemudah Nafas Transformer Tanpa Penyelenggaraan
Syarikat bekalan elektrik memasang siri JY-MXS pemudah nafas tanpa penyelenggaraan pada perubahan tap bawaan beban (OLTC) dan badan utama transformer No. 1 di dua substesyen 110 kV yang berbeza lokasi (Substesyen A dan Substesyen B).

Selepas lebih daripada setahun operasi:

• Di Substesyen A, transformer utama No. 1 tidak memerlukan penggantian silika gel sama sekali untuk kedua-dua pemudah nafas OLTC dan badan utama. Sebaliknya, transformer utama No. 2 menjalani 5 penggantian pemudah nafas badan utama (15 kg jumlah) dan 6 penggantian pemudah nafas OLTC (6 kg jumlah).

• Di Substesyen B, transformer utama No. 1 juga tidak memerlukan penggantian. Transformer utama No. 2 menjalani 3 penggantian badan utama (9 kg) dan 5 penggantian OLTC (5 kg).

Data operasi dan pemeriksaan tempatan menunjukkan bahawa semua fungsi pemudah nafas tanpa penyelenggaraan beroperasi dengan normal. Apabila silika gel mencapai tahap kepekatannya, pemanas akan segera diaktifkan berdasarkan isyarat sensor untuk mengeringkan biji-biji silika. Selain itu, dengan menganalisis data berat selama enam bulan, pengawal menetapkan corak penyerapan kelembapan dan melaksanakan strategi hibrid yang menggabungkan kawalan berdasarkan berat dan waktu, mengurangkan beban kerja staf, meningkatkan otomatisasi, dan memberikan manfaat ekonomi dan sosial.

4. Kesimpulan
Secara ringkas, pemasangan pemudah nafas tanpa penyelenggaraan pada perubahan tap bawaan beban dan badan utama transformer di substesyen membolehkan:

• Pemanasan yang dikendalikan oleh sensor untuk mengeringkan silika gel yang jenuh,

• Pemantauan masa nyata jarak jauh melalui fungsi komunikasi,

• Kemampuan diagnosis sendiri untuk penyelenggaraan yang lebih mudah.

Ciri-ciri ini menunjukkan bahawa pemudah nafas tanpa penyelenggaraan boleh sepenuhnya menggantikan sistem tradisional, menyelesaikan keperluan penyerapan kelembapan transformer secara efektif, dan mencapai operasi tanpa penyelenggaraan sebenar. Selain itu, kerana penggantian silika gel dihapuskan, perdebatan lama tentang tetapan perlindungan gas berat selepas penggantian dapat diselesaikan.

Dengan menggunakan pemudah nafas tanpa penyelenggaraan, syarikat bekalan elektrik dapat memantau keadaan aksesori secara dalam talian, mendapatkan status peralatan secara masa nyata, dan melaksanakan langkah-langkah pencegahan sebelum kegagalan berlaku—mencegah transformer beroperasi dalam beban penuh sambil risiko tersembunyi wujud. Ini mengisi jurang yang ditinggalkan oleh pemudah nafas tradisional yang tidak dapat menyokong pemantauan dalam talian.

Selain itu, ia mengurangkan drastik kos tenaga kerja dan kos pemeriksaan rutin, mempromosikan kitar semula sisa, dan mengurangkan risiko kemalangan besar akibat kegagalan aksesori kecil. Ini membolehkan penjadualan aktiviti penyelenggaraan yang lebih efektif dan saintifik, menghapuskan perbelanjaan yang tidak perlu, memastikan operasi transformer yang lestari dan selamat, dan pada akhirnya mencapai matlamat peningkatan produktiviti, kecekapan, keselamatan, dan perlindungan alam sekitar.