7 Pasos Clave para Asegurar una Instalación Segura e Fiable de Grandes Transformadores de Potencia
1. Mantemento e restablecemento da condición de aislamento de fábrica
Cando un transformador se somete a probas de aceptación na fábrica, a súa condición de aislamento está no seu estado óptimo. A partir de entón, a condición do aislamento tende a deteriorarse, e a fase de instalación pode ser un período crítico para a degradación súbita. En casos extremos, a resistencia dieléctrica pode diminuír ata o punto de falla, provocando a quema das bobinas inmediatamente despois da energización. Nas circunstancias normais, a mala calidade da instalación deixa atrás graos variables de defectos latentes. Polo tanto, o mantemento e o restablecemento da condición de aislamento ao seu estado orixinal de fábrica deben ser o obxectivo principal do proceso de instalación. A diferenza entre a condición de aislamento despois da instalación e a da fábrica serve como unha referencia clave para avaliar a calidade do traballo de instalación.
Para manter e restabelecer a integridade do aislamento, é esencial prevenir a contaminación e manter a limpeza. Os contaminantes poden clasificarse en tres tipos: impurezas sólidas, impurezas líquidas e impurezas gasosas.
Impurezas sólidas: Todos os compoñentes a instalar deben limparse a fondo. A limpeza debe continuar ata que se limpe cun paño branco sen pelusa, sen mostrar descoloración ou partículas visibles.
Impurezas líquidas e gasosas (principalmente humidade): O método máis efectivo é o tratamento por vacío, que consta de dous procedementos principais:
(1) Secado por vacío e degaseificación:
Despois de instalar todos os accesorios, instale unha placa de bloqueo na flanxa do lado do relé de gas do tanque. Abra todas as válvulas que conectan os accesorios co corpo principal para que todos os compoñentes (incluíndo os refrigeradores), agás o conservador e o relé de gas, sexan evacuados xunto co tanque principal.
Instale unha válvula de vacío ou unha válvula de parada estándar na entrada de aceite na parte superior do tanque.
Antes de evacuar o tanque, realice unha proba de vacío na tubería soa para verificar o nivel de vacío realizable polo sistema de vacío. Se o vacío supera os 10 Pa, verifique a existencia de fugas na tubería ou atenda a bomba de vacío.
Monitoree o tanque continuamente en busca de fugas durante a evacuación.
Unha vez que a bomba de vacío alcance o máximo vacío posible (sen superar os 133,3 Pa), mantenga a bomba en funcionamento para manter este nivel de vacío. A bomba de vacío debe operar continuamente durante polo menos 24 horas.
(2) Enchido de aceite por vacío:
Continúe operando a bomba de vacío durante o enchido de aceite. Mantenha todas as válvulas abertas como durante a evacuación para que todos os compoñentes e accesorios se enchen simultaneamente co tanque principal.
Use un purificador de aceite por vacío. O aceite debe inxectar a través da válvula de entrada de aceite inferior do tanque, permitindo que o aceite fluya desde fora das bobinas cara adentro, minimizando a tensión nos obstáculos.
Cando o nivel de aceite está aproximadamente 200-300 mm por debaixo da cuberta do tanque, peche a válvula de vacío e pare a evacuación, pero continue o enchido de aceite co purificador de aceite por vacío.
Para transformadores sen cambiadores de tomas sobrecarga (OLTC), o enchido pode continuar ata que o nivel de aceite se aproxime á placa de bloqueo do relé de gas antes de parar o purificador de aceite.
Para transformadores equipados con OLTC, pare o purificador de aceite logo que o cilindro aislante do selector de interruptores estea cheo, para permitir a desconexión do interruptor do tanque.
En todos os casos, encha o tanque o máis posible para minimizar o volume de aire residual. Ao romper o vacío e completar o enchido de aceite, só entra unha pequena cantidade de aire no espazo superior. Este aire será expulsado ao conservador e non afectará adversamente o aislamento do núcleo.
Debe enfatizarse que a clave está nun correcto enchido de aceite por vacío; non se debe depender en gran medida da circulación de aceite quente posterior. Durante a circulación de aceite quente, só a humidade que migró do aislamento de papel ao aceite pode ser eliminada polo purificador de aceite por vacío. No entanto, a humidade xa absorbida polo papel é difícil de liberar de novo ao aceite, e o equilibrio entre a humidade do aceite e do papel é moi lento.
2. Problemas de fuga de aceite
A fuga de aceite é un problema común e destacado en transformadores. As causas son numerosas, sendo os defectos de deseño e fabricación factores significativos (por exemplo, deseño de sellos incorrecto, mala maquinaria ou calidade de soldadura insuficiente). Os erros de instalación no local e o traballo descuidado tamén contribúen significativamente (por exemplo, limpeza inadequada das superficies de flanxa, presenza de aceite, ferralla, salpicaduras de soldadura; juntas envejecidas que perderon elasticidade; superficies de unión de flanxa desiguais non corrixidas).
Abordar a fuga de aceite require un traballo meticuloso:
Antes da instalación, realice probas de estanqueidade a presión en refrigeradores, conservadores, elevadores e purificadores de aceite, e repare inmediatamente as partes que fagan fuga.
Inspeccione e prepare cuidadosamente todas as superficies de sellado de flanxa. Calquer mal alineación durante a elevación debe corrigirse antes da instalación; os casos graves deben ser abordados xuntos co fabricante.
Despois da instalación, realice unha proba de estanqueidade xeral: aplique unha presión de no máis 0,03 MPa na cuberta do tanque durante 24 horas, sen permitir fugas de aceite.
3. Proba de descarga parcial
A proba de descarga parcial (PD) refírese a unha proba de resistencia a tensión inducida con capacidade de medición de PD. Segundo GB 50150-91:
As probas de descarga parcial son recomendadas para transformadores de 500 kV.
Para transformadores de 220 kV e 330 kV, as probas de PD son recomendadas se hai dispoñible equipo de proba.
Aínda que a tensión de proba para as probas de PD é menor que a das probas de tensión inducida estándar, a duración está estendida en máis de 60 veces. Xunto con instrumentos sensibles que monitorizan o desenvolvemento interno da descarga, o potencial destructivo é controlable. Así, as probas de PD combinan características de probas non destructivas e destructivas, detectando eficazmente defectos de aislamento. Como resultado, gañaron popularidade rápida. A maioría dos propietarios de proxectos agora realizan probas de PD en transformadores novos ou revisados, logrando beneficios significativos: detección precoz de defectos de instalación, identificación de rendemento de PD inestable na fábrica e asegurando unha energización inicial exitosa.
4. Proba de cierre impulsivo a tensión nominal
A proba de cierre impulsivo a tensión nominal está principalmente destinada a verificar se a corrente de inrush magnetizante xerada durante a energización fará que a protección diferencial do transformador opere. Non está deseñada para probar a resistencia de aislamento do transformador.
De feito, durante a proba de cierre impulsivo, alemán da monitorización da protección de relés, non hai instrumentos para detectar posibles sobre-tensións, e non se rexistran datos mensurables. Polo tanto, desde a perspectiva da avaliación do aislamento, a proba carece de valor concluínte e é esencialmente insignificante.
Dito isto, han ocorrido fallos de aislamento en transformadores durante as probas de cierre impulsivo, xeralmente debido a defectos graves preexistentes que se volven evidentes inmediatamente após a energización. Por outro lado, hai numerosos casos onde os transformadores pasaron cinco cierres impulsivos sen problemas, pero fallaron (quemados) dentro de minutos a días despois da puesta en servizo.
5. Avaliación da condición de aislamento
A avaliación da condición de aislamento inclúe a medición da resistencia de aislamento, a razón de absorción, o índice de polarización, a corrente de fuga DC e a tanxente delta (tan δ).
Despois da instalación, a condición de aislamento do transformador pode terse deteriorado en diferentes graos en comparación coas condicións de fábrica, e os métodos de medición entre o sitio e a fábrica poden ser diferentes. Polo tanto, ao comparar os resultados das probas de puesta en servizo cos datos de fábrica, é necesario unha análise comprehensiva para facer xuízos precisos. Estes resultados tamén deben servir como liña de base para futuras probas preventivas.
É especialmente importante notar: cando a resistencia de aislamento é moi alta, a razón de absorción pode diminuír. Nestes casos, unha razón de absorción inferior a 1,3 non debe atribuírse automaticamente á humidade no aislamento.
6. Comprensión e función do respirador
Se a bolsa no conservador é análoga ao pulmón, entón o respirador actúa como a nariz. Cando a carga ou a temperatura ambiente aumentan, provocando a expansión do aceite no tanque, a bolsa "expira" a través do respirador para evitar presión excesiva. Por contra, "inspira" para evitar a formación de vacío no tanque. Se o respirador queda bloqueado, as consecuencias menores inclúen indicacións falsas do nivel de aceite; os casos graves poden activar o relé de gas ou o dispositivo de alivio de presión, levando a accidentes.
O bloqueo do respirador pode ocorrer non só se o sello de envío é esquecido de retirar, senón tamén durante a operación debido a:
Absorción de humidade e degradación do dessecante (gel de sílica cambiadocolor)
Acumulación de polvo na copa de aceite
Polo tanto, dúas tarefas de manutención son esenciais:
Asegúrese de que o gel de sílica no respirador ten suficiente capacidade de absorción de humidade e evite a saturación. Substitúaa ou regenere o gel de sílica cando 1/5 del cambie de cor.
Limpe regularmente a copa de aceite, rellénea con aceite limpo e manténa o nivel de aceite por encima da barreira de aire para asegurar que o aire entrante pasa a través dun banho de aceite, filtrando partículas de polvo.
