Septem Claves Ad Installationem Tutan et Fidam Magnorum Transformatorum Potentiae
1. Mantenere e Restituire la Condizione Isolante Originaria della Fabbrica
Quando un trasformatore subisce i test di accettazione in fabbrica, la sua condizione isolante è allo stato ottimale. In seguito, la condizione isolante tende a deteriorarsi, e la fase di installazione può essere un periodo critico per una degradazione improvvisa. In casi estremi, la resistenza dielettrica può scendere al punto del fallimento, portando a un bruciamento immediato delle spire all'energizzazione. Nelle circostanze normali, una qualità di installazione scarsa lascia dietro sé vari gradi di difetti latenti. Pertanto, mantenere e restituire la condizione isolante allo stato originario della fabbrica dovrebbe essere l'obiettivo principale del processo di installazione. La differenza tra la condizione isolante dopo l'installazione e quella in fabbrica serve come benchmark chiave per valutare la qualità del lavoro di installazione.
Per mantenere e restaurare l'integrità isolante, è essenziale prevenire la contaminazione e mantenere la pulizia. I contaminanti possono essere classificati in tre tipi: impurità solide, impurità liquide e impurità gassose.
Impurità Solide: Tutti i componenti da installare devono essere accuratamente puliti. La pulizia dovrebbe continuare fino a quando un panno bianco senza pelucchi non mostri alcun cambiamento di colore o particelle visibili.
Impurità Liquide e Gassose (principalmente umidità): Il metodo più efficace è il trattamento al vuoto, che consiste in due procedure principali:
(1) Essiccazione al Vuoto e Degassaggio:
Dopo l'installazione di tutti gli accessori, installare una placca cieca sulla flangia lato relè di gas del serbatoio. Aprire tutte le valvole che collegano gli accessori al corpo principale in modo che tutti i componenti (inclusi i raffreddatori), eccetto il serbatoio di conservazione e il relè di gas, siano evacuati insieme al serbatoio principale.
Installare una valvola al vuoto o una valvola standard di arresto sulla presa d'olio superiore del serbatoio.
Prima di evacuare il serbatoio, eseguire un test al vuoto solo sulle tubazioni per verificare il livello di vuoto effettivamente raggiungibile dal sistema al vuoto. Se il vuoto supera i 10 Pa, controllare le perdite nelle tubazioni o riparare la pompa al vuoto.
Monitorare il serbatoio costantemente per eventuali perdite durante l'evacuazione.
Una volta che la pompa al vuoto raggiunge il massimo vuoto possibile (non superiore a 133,3 Pa), mantenere la pompa in funzione per mantenere questo livello di vuoto. La pompa al vuoto dovrebbe operare ininterrottamente per non meno di 24 ore.
(2) Riempienza al Vuoto:
Continuare a far funzionare la pompa al vuoto durante la riempienza. Mantenere tutte le valvole aperte come durante l'evacuazione in modo che tutti i componenti e gli accessori vengano riempiti contemporaneamente con il serbatoio principale.
Utilizzare un purificatore d'olio al vuoto. L'olio dovrebbe essere iniettato attraverso la valvola d'ingresso inferiore del serbatoio, permettendo all'olio di fluire dall'esterno verso l'interno delle spire, minimizzando lo stress sui barriere.
Quando il livello dell'olio si trova a circa 200–300 mm sotto la copertura del serbatoio, chiudere la valvola al vuoto e interrompere l'evacuazione, ma continuare la riempienza con il purificatore d'olio al vuoto.
Per i trasformatori senza commutatori a carico (OLTC), la riempienza può continuare fino a quando il livello dell'olio si avvicina alla placca cieca del relè di gas prima di interrompere il purificatore d'olio.
Per i trasformatori dotati di OLTC, interrompere il purificatore d'olio appena il cilindro isolante del commutatore selezionale è riempito, per consentire la disconnessione del commutatore dal serbatoio.
In tutti i casi, riempire il serbatoio il più completamente possibile per minimizzare il volume d'aria residuo. Quando si rompe il vuoto e si completa la riempienza, solo una piccola quantità d'aria entra nello spazio superiore. Quest'aria sarà espulsa nel serbatoio di conservazione e non avrà effetti negativi sull'isolamento del nucleo.
È importante sottolineare che la chiave sta nella corretta riempienza al vuoto; non si dovrebbe fare affidamento eccessivo sulla circolazione di olio caldo successiva. Durante la circolazione di olio caldo, solo l'umidità migrata dall'isolamento di carta all'olio può essere rimossa dal purificatore d'olio al vuoto. Tuttavia, l'umidità già assorbita dalla carta è difficile da rilasciare nuovamente nell'olio, e l'equilibrio tra l'umidità dell'olio e della carta è molto lento.
2. Problemi di Perdita d'Olio
La perdita d'olio è un problema comune e prominente nei trasformatori. Le cause sono numerose, con difetti di progettazione e fabbricazione che sono fattori significativi (ad esempio, design di sigillatura improprio, lavorazione scarsa o qualità di saldatura insufficiente). Errori di installazione sul sito e mancanza di cura nel lavoro contribuiscono significativamente (ad esempio, pulizia inadeguata delle superfici delle flange, presenza di olio, ruggine, schizzi di saldatura; guarnizioni vecchie con elasticità persa; superfici di flange non corrette).
Affrontare la perdita d'olio richiede un lavoro meticoloso:
Prima dell'installazione, eseguire test di sigillatura a pressione su raffreddatori, serbatoi di conservazione, risalitori e purificatori d'olio, e riparare prontamente qualsiasi parte che perda olio.
Esaminare e preparare attentamente tutte le superfici di sigillatura delle flange. Ogni malallineazione durante il sollevamento deve essere corretta prima dell'installazione; nei casi gravi, dovrebbe essere affrontata congiuntamente con il produttore.
Dopo l'installazione, eseguire un test di sigillatura complessivo: applicare una pressione non superiore a 0,03 MPa sulla copertura del serbatoio per 24 ore, senza che sia permessa alcuna perdita d'olio.
3. Test di Discesa Parziale
Un test di discesa parziale (PD) si riferisce a un test di resistenza a tensione indotta con capacità di misurazione della discesa parziale. Secondo GB 50150-91:
I test di discesa parziale sono raccomandati per i trasformatori a 500 kV.
Per i trasformatori a 220 kV e 330 kV, i test PD sono raccomandati se disponibili strumenti di test.
Anche se la tensione di test per i test PD è inferiore a quella dei test di tensione indotta standard, la durata è estesa oltre 60 volte. Combinato con strumenti sensibili che monitorano lo sviluppo delle scariche interne, il potenziale distruttivo è controllabile. Pertanto, i test PD combinano caratteristiche di test non distruttivi e distruttivi, rilevando efficacemente difetti isolanti. Di conseguenza, hanno guadagnato rapidamente popolarità. La maggior parte dei proprietari di progetti ora esegue test PD su trasformatori appena installati o revisionati, ottenendo benefici significativi—rilevazione precoce di difetti di installazione, identificazione di prestazioni PD instabili in fabbrica e assicurazione di un'energizzazione iniziale riuscita.
4. Test di Chiusura Impulsiva a Tensione Nominal
Il test di chiusura impulsiva a tensione nominale è principalmente inteso a verificare se la corrente di magnetizzazione generata durante l'energizzazione causerà l'operazione della protezione differenziale del trasformatore. Non è progettato per testare la resistenza isolante del trasformatore.
Infatti, durante il test di chiusura impulsiva, a parte il monitoraggio della protezione a relè, non ci sono strumenti per rilevare possibili sovravoltaggi, e non vengono registrati dati misurabili. Pertanto, dal punto di vista della valutazione dell'isolamento, il test manca di valore conclusivo ed è essenzialmente privo di significato.
Tuttavia, fallimenti dell'isolamento nei trasformatori sono avvenuti durante i test di chiusura impulsiva—solitamente a causa di difetti preesistenti gravi che diventano evidenti immediatamente all'energizzazione. Al contrario, ci sono numerosi casi in cui i trasformatori hanno superato cinque chiusure impulsive senza problemi, ma hanno fallito (bruciato) entro pochi minuti a giorni dopo la messa in servizio.
5. Valutazione della Condizione Isolante
La valutazione della condizione isolante include la misurazione della resistenza isolante, del rapporto di assorbimento, dell'indice di polarizzazione, della corrente di fuga continua e della tangente dell'angolo di perdita dielettrica (tan δ).
Dopo l'installazione, la condizione isolante del trasformatore può essere peggiorata in varie misure rispetto alle condizioni di fabbrica, e i metodi di misurazione sul sito e in fabbrica possono differire. Pertanto, quando si confrontano i risultati dei test di messa in servizio con i dati di fabbrica, è necessaria un'analisi complessiva per formulare giudizi accurati. Questi risultati dovrebbero anche servire come base per futuri test preventivi.
È particolarmente importante notare: quando la resistenza isolante è molto alta, il rapporto di assorbimento può diminuire. In tali casi, un rapporto di assorbimento inferiore a 1,3 non dovrebbe automaticamente essere attribuito all'umidità nell'isolamento.
6. Comprensione e Funzione del Respiratore
Se la vescica nel serbatoio di conservazione è analoga ai polmoni, allora il respiratore agisce come il naso. Quando il carico o la temperatura ambiente aumentano, causando l'espansione dell'olio nel serbatoio, la vescica "espira" attraverso il respiratore per prevenire la pressione eccessiva. Al contrario, "inspira" per prevenire la formazione di vuoto nel serbatoio. Se il respiratore viene ostruito, le conseguenze minori includono indicazioni errate del livello dell'olio; nei casi gravi, può attivare il relè di gas o il dispositivo di rilascio di pressione, causando incidenti.
L'ostruzione del respiratore può verificarsi non solo se il sigillo di spedizione viene dimenticato di essere rimosso, ma anche durante l'operazione a causa di:
Assorbimento di umidità e degradazione del desiccante (gel di silice colorante)
Accumulo di polvere nella coppa d'olio
Pertanto, due attività di manutenzione sono essenziali:
Assicurarsi che il gel di silice nel respiratore abbia una capacità sufficiente di assorbimento dell'umidità e prevenire la saturazione. Sostituire o rigenerare il gel di silice quando 1/5 di esso ha cambiato colore.
Pulire regolarmente la coppa d'olio, riempirla con olio pulito e mantenere il livello d'olio sopra il diaframma d'aria per assicurare che l'aria in entrata passi attraverso un bagno d'olio, filtrando le particelle di polvere.
