7 ключови стъпки за осигуряване на безопасна и надеждна инсталация на големи електротрансформатори

1. Поддържане и възстановяване на фабричното изолиращо състояние

Когато трансформатор премине през фабрични приемни тестове, неговото изолиращо състояние е в оптимално състояние. След това изолиращото състояние има тенденция да се влоши, а фазата на монтаж може да бъде критичен период за внезапно влошаване. В крайни случаи диелектричната устойчивост може да спадне до точка на отказ, водейки до изгаряне на обмотките веднага след подхранване. При нормални условия, лошо качество на монтажа оставя различни степени на скрити дефекти. Затова основната цел на процеса на монтаж трябва да бъде поддържането и възстановяването на изолиращото състояние до неговото първоначално фабрично състояние. Разликата между изолиращото състояние след монтаж и това в завод служи като ключов показател за оценка на качеството на монтажната работа.

За поддържане и възстановяване на цялостта на изолацията е необходимо да се предотврати замърсяването и да се поддържа чистотата. Замърсителите могат да бъдат класифицирани в три типа: твърди примеси, течни примеси и газообразни примеси.

• Твърди примеси: Всички компоненти, които трябва да бъдат инсталирани, трябва да бъдат напълно почистени. Очистването трябва да продължи докато не бъде изтерто с безпухов плат, без да се забележи промяна в цвета или видими частици.

• Течни и газообразни примеси (главно влага): Най-ефективният метод е вакуумна обработка, която включва две основни процедури:

(1) Вакуумно изсушаване и декарбонизация:

• След инсталирането на всички аксесоари, инсталирайте заглушка на фланца от страната на реле за газ на резервоара. Отворете всички вентили, свързващи аксесоарите с главната част, така че всички компоненти (включително охладители), освен консервативния резервоар и реле за газ, да бъдат евакуирани заедно с главния резервоар.

• Инсталирайте вакуумен вентил или стандартен спиращ вентил на маслото входно отвор на горната част на резервоара.

• Преди евакуацията на резервоара, проведете вакуумен тест само на тръбопроводите, за да проверите реалното вакуумно ниво, което вакуумната система може да постигне. Ако вакуумът надвиши 10 Па, проверете за утечки в тръбопроводите или обслужете вакуумния насос.

• Непрекъснато наблюдавайте резервоара за утечки по време на евакуация.

• Когато вакуумният насос достигне максимално възможно вакуумно ниво (което не надвишава 133.3 Па), поддържайте насоса в действие, за да се запази това вакуумно ниво. Вакуумният насос трябва да работи непрекъснато поне 24 часа.

(2) Вакуумно пълнене с масло:

• Продължете да работите с вакуумния насос по време на пълненето с масло. Дръжте всички вентили отворени, както при вакуумирането, така че всички компоненти и аксесоари да бъдат пълнени едновременно с главния резервоар.

• Използвайте вакуумен маслоочистител. Маслото трябва да бъде вкарвано през долната маслена впускна вентил на резервоара, позволявайки маслото да тече отвън към вътрешността на обмотките, минимизирайки напрежението върху бариерите.

• Когато равнището на маслото е приблизително 200–300 мм под капака на резервоара, затворете вакуумния вентил и спрете евакуацията, но продължете пълненето с масло с вакуумен маслоочистител.

• За трансформатори без регулатор на напрежението при зареждане (OLTC), пълненето може да продължи, докато равнището на маслото се приближи до заглушката на реле за газ, преди да спрете маслоочистителя.

• За трансформатори с OLTC, спрете маслоочистителя, щом изолационният цилиндър на изборния ключ бъде напълнен, за да позволите отстраняването на ключа от резервоара.

• Във всички случаи, напълнете резервоара колкото е възможно, за да се минимизира остатъчната обем на въздуха. Когато се прекъсне вакуумът и се добави масло, само малко количество въздух влиза в горното пространство. Този въздух ще бъде изведен в консервативния резервоар и няма да окаже неблагоприятно влияние върху изолацията на ядрото.

Трябва да се подчертае, че ключът е в правилното вакуумно пълнене с масло; не трябва да се полага много усилие върху циркулирането на горещо масло по-късно. По време на циркулирането на горещо масло, единствено влагата, мигрирала от папираната изолация в маслото, може да бъде премахната от вакуумния маслоочистител. Обаче влагата, вече абсорбирана в папира, е трудно да се върне обратно в маслото, а равновесието между влагата в маслото и папира е много бавно.

2. Проблеми с утечка на масло

Утечката на масло е чест и видим проблем в трансформаторите. Причините са много, с дизайнерски и производствени дефекти, които са значителни фактори (например неправилен дизайн на герметизация, слабо обработване или недостатъчно качествено сваряване). Грешки при местния монтаж и небрежна работа също допринасят значително (например недостатъчно очистване на повърхностите на фланците, наличие на масло, ръжда, сваръчни плевели; стареещи прокладки, които са изгубили еластичността си; неравни повърхности на фланците, които не са коригирани).

Решаването на проблема с утечката на масло изисква внимателна работа:

• Преди монтажа, проведете тестове за герметизация под налягане на охладители, консервативни резервоари, изходни тръби и маслоочистители и веднага поправете всички утечащи части.

• Осмотрете внимателно и подгответе всички повърхности за герметизация на фланците. Всяко несъответствие при вдигане трябва да бъде коригирано преди монтажа; сериозни случаи трябва да бъдат разгледани заедно с производителя.

• След монтажа, проведете общ тест за герметизация: приложете не повече от 0.03 МПа налягане върху капака на резервоара за 24 часа, без да се допуска утечка на масло.

3. Тест за частично разрядване

Тестът за частично разрядване (PD) се отнася до тест за устойчивост на индуцирано напрежение с възможност за измерване на PD. Според GB 50150-91:

• Тести за частично разрядване се препоръчват за трансформатори с 500 кВ.

• За трансформатори с 220 кВ и 330 кВ, тестовете за PD се препоръчват, ако има налични тестови устройства.

Макар напрежението за тестовете за PD да е по-ниско от това на стандартните тестове за индуцирано напрежение, продължителността е удължена над 60 пъти. Комбинирано с чувствителни прибори, които наблюдават развитието на вътрешните разряди, потенциалът за разрушаване е контролируем. Така, тестовете за PD комбинират характеристики на както неразрушаващи, така и разрушаващи тестове, ефективно откривайки дефекти в изолацията. В резултат на това, те са станали бързо популярни. Повечето собственици на проекти сега извършват тестове за PD върху ново инсталирани или ремонтирани трансформатори, постигайки значителни ползи - ранно откриване на грешки при монтаж, идентификация на нестабилно PD изпълнение в завод и осигуряване на успешна първоначална подхранване.

4. Импулсно затваряне на номинално напрежение

Импулсното затваряне на номинално напрежение е предназначено в основни линии да се провери дали магнитизиращият първоначален ток, генериран при подхранване, ще причини диференциалната защита на трансформатора да се активира. Не е предназначен да тестира изолационната устойчивост на трансформатора.

Всъщност, по време на импулсното затваряне, освен наблюдението на релейната защита, няма прибори за детектиране на възможни перенапрежения, и няма записани измервани данни. Затова, от гледна точка на оценката на изолацията, тестът няма заключителна стойност и е съществено безсмислен.

Въпреки това, в трансформаторите са се случвали откази на изолацията по време на импулсното затваряне - обикновено поради предсъществуващи сериозни дефекти, които стават явни веднага след подхранване. От друга страна, има много случаи, в които трансформаторите са преминали пет импулсни затваряния без проблем, но са отказали (изгорели) в рамките на минути до дни след влизането в експлоатация.

5. Оценка на изолационното състояние

Оценката на изолационното състояние включва измерване на изолационното съпротивление, кофициент на абсорбция, поляризационен индекс, DC утечка ток и тангенс на диелектричната загуба (tan δ).

След монтажа, изолационното състояние на трансформатора може да се е влошило до различна степен в сравнение с фабричното, а методите за измерване между строителната площадка и завод може да са различни. Затова, при сравнението на резултатите от приемните тестове с фабричните данни, е необходима комплексна анализа, за да се направят точни преценки. Тези резултати трябва също да служат като база за бъдещи профилактични тестове.

Е особено важно да се отбележи: когато изолационното съпротивление е много високо, кофициентът на абсорбция може да намалее. В такива случаи, кофициент на абсорбция под 1.3 не трябва автоматично да се приписва на влага в изолацията.

6. Разбиране и функция на дишалката

Ако мехурчето в консервативния резервоар е аналогично на белега, то дишалката действа като нос. Когато товара или температурата на околната среда се увеличат, причинявайки маслото в резервоара да се разширява, мехурчето "диша" през дишалката, за да предотврати прекомерно налягане. Обратно, то "диша" за да предотврати формирането на вакуум в резервоара. Ако дишалката се блокира, малките последици включват лъжливи указания за равнище на маслото; сериозни случаи могат да задействат реле за газ или устройство за облекчаване на налягането, довеждайки до аварии.

Блокирането на дишалката може да се случи не само, ако печатът за превоз не е бил премахнат, но и по време на експлоатация поради:

• Абсорбция на влага и деградация на сушилното вещество (променящо цвета силикагел)

• Натрупване на прах в маслената чаша

Затова, два поддръжки са съществени:

• Осигурете, че силикагелът в дишалката има достатъчна способност за абсорбция на влага и предотвратете насищането. Заменете или регенерирайте силикагела, когато 1/5 от него се е променило в цвят.

• Редовно почиствайте маслената чаша, напълнете я с чисто масло и поддържайте равнището на маслото над въздушната преграда, за да се уверите, че влизаният въздух преминава през маслена баня, филтрирайки праха.