Primena održavajućih transformatora bez održavanja u podstanicama

Trenutno, široko se koriste tradicionalni tipovi disanjaka u transformatorima. Apsorbirajuća sposobnost silikagela procenjuje se od strane održavajućeg osoblja putem vizualne observacije promene boje čestica silikagela. Subjektivna ocena osoblja ima odlučujući uticaj. Iako je jasno propisano da treba zameniti silikagel u disanjkama transformatora kada se boja promeni kod više od dvotrećine materijala, nema tačnog kvantitativnog metoda za određivanje koliko se smanji apsorpcijska sposobnost na određenim fazama promene boje. 

Pored toga, razini veština održavajućeg osoblja značajno variraju, što dovodi do velikih razlika u vizualnoj identifikaciji. Neki proizvođači i pojedinci su izvršili povezana istraživanja, kao što su detekcija vlažnosti vazduha nakon filtriranja silikagela ili stvarno vreme praćenje težine silikagela. Ugrađeni računari se koriste za kontrolu, detekciju i prenos podataka kako bi se automatski kontrolisalo zagrevanje i uklanjanje vlage iz silikagela.

1. Analiza trenutnog tehničkog stanja
1.1 Istraživanja disanjaka transformatora stranih institucija
Duže vreme, na osnovu akademskih istraživanja i praktičnih primena u inostranstvu, detekcija vlažnosti vazduha nakon apsorpcije silikagela smatra se najčešćim, najšire rasprostranjenim i najefikasnijim metodom za procenu nivoa zasićenja silikagela. Međutim, ovaj metod i dalje ne može direktno kvantificirati vlažnu zasićenost silikagela; on samo kvalitativno ukazuje - putem indirektnih sredstava - da je apsorpcijska sposobnost opadla i potrebno je dehidrataciono tretiranje.

MR Kompanija trenutno nudi sličan proizvod koji rešava ovaj problem, koristeći principi detekcije vlažnosti za procenu nivoa vlage silikagela, koristeći beli silikagel (bez indikatorskog tipa). Njegove mane uključuju: senzori vlažnosti imaju tendenciju da padnu kada su izloženi zasićenoj vlažnosti (konverzija u kapljice vode), beli silikagel ne omogućava korisnicima vizualno potvrđivanje njegovog efekta apsorpcije vlage, a proces dehidratacije/regeneracije se ne može verifikovati.

ABB takođe nudi slično rešenje sa strukturom dvostrukog cevca. Tijekom rada, elektromagnetski ventil spaja jedno cevce s kanalom disanja rezervoara, dok drugo podlazi dehidrataciju i regeneraciju. Međutim, zbog svoje veličine, težine i visoke cene, nepraktično je za nadogradnju postojećih konvencionalnih disanjaka na mjestu.

1.2 Istraživanja disanjaka transformatora domaćih institucija
Neki domaći preduzeća su razvila disanjke bez održavanja. Ovi uređaji koriste online merenje težine za izgradnju modela zasićenosti vlage silikagela i zagrevanje dehidratacije bazirano na vremenu. Koristeći teoriju fazonog upravljanja, postižu idealno sušenje vazduha i znanstvenu dehidrataciju. Da bi se osiguralo da dodaci disanjka odgovaraju vremenu života transformatora, koriste se otporni vojno-gradnji mikroprocesori i operativni sistem VxWorks, zajedno sa visoko stabilnim komponentama senziranja i akcije. To zaista ostvaruje rad disanjka bez održavanja, značajno poboljšavajući efikasnost i sigurnost poslovne prakse na mjestu, kao i pouzdanost sistema snabdevanja strujom.

1.3 Dve postojeće stavovi o zamjeni tradicionalnih disanjaka
Trenutno ne postoji unificirani konsenzus u industriji električne energije o uticaju zamjene silikagela u disanjku glavnog transformatora na Buchholz (plin) zaštitu. Dok se općenito slaže da tijekom zamjene silikagela, teška plinska zaštita mora biti prebacena iz “prekid” u “alarm” mod, postoji značajna disagreemanca o tome kako ponovo konfigurirati zaštitu nakon zamjene.

Jedan stav tvrdi da zamjena silikagela u disanjku može uzrokovati lažno aktiviranje plinske zaštite; stoga, nakon zamjene, transformator treba provesti 24 sata probnog rada (s teškom plinskom zaštitom postavljenom na alarm) prije vraćanja u mod prekida.

Drugi stav argumentira da nakon dovršene zamjene silikagela, nema daljeg uticaja na tešku plinsku zaštitu, tako da bi zaštita trebala odmah biti vraćena u mod prekida.

Trenutno, određena električna kompanija koristi sljedeći postupak: prije zamjene, traže saglasnost dispečera da prebacili vezu teške plinske zaštite iz prekida u signalni mod; nakon dovršetka, opet traže saglasnost dispečera da je vratili u mod prekida. Proveravaju da li jedan terminal veze teške plinske zaštite nosi –110V, dok drugi nema napona, prije ponovnog povezivanja veze.

1.4 Trenutno stanje primene disanjaka transformatora
Električna kompanija trenutno koristi dva tipa disanjaka: odsustvljive staklene bačve i neodstavljive bačve. Za odsustvljive disanjke, proces zamjene zahtijeva visoku preciznost operatera u pogledu postupaka i torznih momenata vijaka; u suprotnom, lako se oštećuje staklo. Čitav postupak je vremenski zahtjevan, a ponovljene zamjene često dovode do lošeg zatvaranja spojeva, što dopušta ulazak nefiltriranog vlažnog vazduha u rezervoar i potencijalno uzrokuje ulazak vlažnosti u transformatorno ulje.

Neodstavljivi disanjci izbjegavaju ove probleme, ali donose novi: mali otvor za punjenje dovodi do isijevanja silikagela tokom zamjene, onečišćujući okruženje.

Među 64 podstacionicom kompanije, silikagel je zamijenjen 178 puta 2015. godine, ukupno 541 kg. Učestalost zamjene znatno poraste tokom kišnog perioda zbog visokog stepena vlažnosti, zahtijevajući značajan broj ljudi i materijalnih resursa. U planinskim područjima, rizici poput krunjenja puteva i stapanja stijena tokom kišnog perioda dodatno povećavaju rizike pri transportu.

2. Radni princip disanjaka transformatora bez održavanja
Serija JY-MXS disanjaka bez održavanja instalirana je na rezervoaru ulja potopljenih transformatora. Kada se ulje transformatora širi ili skuplja zbog opterećenja ili promjena okolišne temperature, plin u rezervoaru prolazi kroz sušilo unutar disanjka bez održavanja, uklanjajući prah i vlagu iz vazduha kako bi se održala izolacijska jakost ulja transformatora.

Nakon dugotrajnog korišćenja, kada silika gel postane vlažan, disanjac automatski aktivira svoju funkciju zagrevanja kako bi uklonio vlagu. Sistem se uglavnom sastoji od filtera u bočici, staklenog cevca, glavnog vrtača, opterećenja (senzor težine), senzora temperature/vlage, grejne komponente, kontrolne ploče i silika gela.

Kada zbirni spremnik udiše zrak, on prvo prođe kroz sitnu metalnu mrežu koja uklanja prah. Filtrirani zrak zatim teče kroz sušilnicu, gde vlaga potpuno apsorbira silika gel.

Razina nasitljivosti silika gela meri se unutrašnjim opterećenjem instaliranim u disanju. Kada nasitljivost premaši predodređeni prag, unutrašnji grafitni grejni elementi u sušilnici aktiviraju se da bi osušili silika gel. Rezultujući par difunduje napolje putem konvekcije, prođe kroz metalnu mrežu, kondenzira na staklenom cevku i teče do metalne flanse na dnu, izlazeći iz disanjaca.

Ako senzor vlage ne radi, tajmer kontroler unutar kontrolne kutije osigurava periodično zagrevanje na predodređenim intervalima, ostvarujući zaista bez održavanja radnju.

3. Primena bezodrživih disanjaca transformatora
Elektroprivreda je instalirala seriju JY-MXS bezodrživih disanjaca na prijenosnim tap menjačima (OLTC) i glavnim telima prvog glavnog transformatora na dva geografski različita 110 kV podstana (Podstanica A i Podstanica B).

Nakon više od godinu dana rada:

• Na Podstanci A, prvi glavni transformator nije zahtevao nikakvu zamenu silika gela ni za OLTC ni za disanje glavnog tela. U suprotnom, drugi glavni transformator je podneo 5 zamena disanjaka glavnog tela (ukupno 15 kg) i 6 zamena disanjaka OLTC (ukupno 6 kg).

• Na Podstanci B, prvi glavni transformator takođe nije zahtevao nikakvu zamenu. Drugi glavni transformator je podneo 3 zamene disanjaka glavnog tela (9 kg) i 5 zamena disanjaka OLTC (5 kg).

Operativni podaci i nadgledanje pokazuju da su sve funkcije bezodrživih disanjaka funkcionisale normalno. Kada je silika gel dostigao određenu razinu nasitljivosti, grejalica je brzo aktivirana na osnovu signala senzora kako bi osušila čestice. Takođe, analizom šest meseci povijesnih podataka o težini, kontroler je utvrdio uzorak apsorpcije vlage i implementirao hibridnu strategiju kombiniranju kontrola temeljene na težini i vremenskim kontrolama, smanjujući radne obaveze osoblja, poboljšavajući automatizaciju i donoseći ekonomske i društvene koristi.

4. Zaključak
Ukratko, instalacija bezodrživih disanjaca na prijenosnim tap menjačima i glavnim telima transformatora u podstancama omogućava:

• Zagrevanje pokrenuto senzorima za dehumidifikaciju nasitljivog silika gela,

• Daljinsko stvarno-vrijeme praćenje putem komunikacionih funkcija,

• Samo-diagnostičke mogućnosti za lakše održavanje.

Ove karakteristike pokazuju da bezodrživi disanjaci mogu u potpunosti zameniti tradicionalne sisteme, efikasno rešavajući potrebe transformatora za apsorpcijom vlage i ostvarujući zaista bez održavanja radnju. Takođe, budući da se eliminira zamena silika gela, dugogodišnja rasprava o postavkama zaštite od teških gasova nakon zamene se rešava.

Korišćenje bezodrživih disanjaca omogućava elektroprivredi da online pratiti stanje dodataka, dobiva stvarno-vrijeme status opreme i implementira preventivne mjere prije nastanka problema - sprečavajući transformatore da rade pod punom opterećenju dok postoje skrivene rizike. To popunjava prazninu ostavljenu nedostatkom mogućnosti online praćenja kod tradicionalnih disanjaca.

Takođe, to drastično smanjuje troškove rada i troškove redovnog pregleda, promoviše recikliranje otpada i smanjuje rizik od velikih nesreća uzrokovanih manjim propustima dodataka. Omogućava efikasnije, naučnije planiranje održavanja, eliminira nepotrebnih rashoda, osigurava održivo i sigurno funkcionisanje transformatora, i konačno postiže ciljeve povećanja produktivnosti, efikasnosti, sigurnosti i zaštite životne sredine.