7 kluczowych kroków do zapewnienia bezpiecznej i niezawodnej instalacji dużych transformatorów elektrycznych
1. Utrzymanie i przywracanie pierwotnego stanu izolacji
Po przeprowadzeniu testów akceptacyjnych w fabryce stan izolacji transformatora jest optymalny. Następnie stan izolacji zazwyczaj się pogarsza, a faza montażu może być krytycznym okresem dla nagłego degradacji. W skrajnych przypadkach wytrzymałość dielektryczna może spaść do poziomu awarii, co prowadzi do spalenia cewki bezpośrednio po podłączeniu. W normalnych warunkach niska jakość montażu pozostawia różnego rodzaju ukryte defekty. Dlatego utrzymanie i przywrócenie stanu izolacji do pierwotnego stanu fabrycznego powinno być głównym celem procesu montażowego. Różnica między stanem izolacji po montażu a stanem fabrycznym stanowi kluczowy wskaźnik oceny jakości pracy montażowej.
Aby utrzymać i przywrócić integralność izolacji, niezbędne jest zapobieganie zanieczyszczeniom i utrzymanie czystości. Zanieczyszczenia można podzielić na trzy typy: stałe zanieczyszczenia, płynne zanieczyszczenia i gazowe zanieczyszczenia.
Stałe zanieczyszczenia: Wszystkie komponenty do zamontowania muszą zostać dokładnie wyczyszczone. Czyszczenie powinno być kontynuowane, aż biała bezłuskowa szmata nie pokazuje żadnej zmiany barwy ani widocznych cząsteczek.
Płynne i gazowe zanieczyszczenia (głównie wilgoć): Najskuteczniejszą metodą jest leczenie próżniowe, składające się z dwóch głównych procedur:
(1) Suszenie próżniowe i degazyfikacja:
Po zamontowaniu wszystkich akcesoriów zainstaluj płytę blankową na flance strony relé gazu zbiornika. Otwórz wszystkie zawory łączące akcesoria z głównym ciałem, tak aby wszystkie komponenty (w tym chłodnice), z wyjątkiem zbiornika konserwacyjnego i relé gazu, były ewakuowane razem z głównym zbiornikiem.
Zainstaluj zawór próżniowy lub standardowy zawór stopny na górnym otworze wlewu oleju zbiornika.
Przed ewakuacją zbiornika wykonaj próbę próżniową tylko rurociągów, aby zweryfikować rzeczywisty poziom próżni osiągalny przez system próżniowy. Jeśli próżnia przekracza 10 Pa, sprawdź usterki w rurociągu lub obsłuż pompę próżniową.
Podczas ewakuacji ciągle monitoruj zbiornik pod kątem przecieków.
Gdy pompa próżniowa osiągnie maksymalną możliwą próżnię (nie przekraczając 133,3 Pa), utrzymuj działanie pompy, aby zachować ten poziom próżni. Pompa próżniowa powinna działać ciągle przez co najmniej 24 godziny.
(2) Wypełnianie olejem pod próżnią:
Kontynuuj działanie pompy próżniowej podczas wypełniania olejem. Zachowaj wszystkie otwarte zawory, jak podczas próżniowania, aby wszystkie komponenty i akcesoria były wypełniane jednocześnie z głównym zbiornikiem.
Użyj czyszczarki oleju próżniowego. Olej powinien być wprowadzany przez dolny zawór wlewu oleju zbiornika, umożliwiając przepływ oleju od zewnątrz do środka cewek, minimalizując naprężenia na barierach.
Gdy poziom oleju znajdzie się około 200-300 mm poniżej pokrywy zbiornika, zamknij zawór próżniowy i zatrzymaj ewakuację, ale kontynuuj wypełnianie olejem za pomocą czyszczarki oleju próżniowego.
Dla transformatorów bez przełączników tapu pod obciążeniem (OLTC) wypełnianie może być kontynuowane, aż poziom oleju zbliży się do płyty blankowej relé gazu, zanim zatrzymasz czyszczarkę oleju.
Dla transformatorów wyposażonych w OLTC zatrzymaj czyszczarkę oleju, gdy tylko zostanie wypełniony izolujący cylinder przełącznika selektora, aby umożliwić rozłączenie przełącznika od zbiornika.
W każdym przypadku, wypełniaj zbiornik jak najbardziej kompletnie, aby zminimalizować objętość pozostałego powietrza. Podczas łamania próżni i dolewania oleju tylko mała ilość powietrza wejdzie do górnej części. To powietrze zostanie wypchnięte do zbiornika konserwacyjnego i nie będzie miało negatywnego wpływu na izolację rdzenia.
Należy podkreślić, że kluczowe znaczenie ma prawidłowe wypełnianie olejem pod próżnią; nie należy zbyt polegać na późniejszej cyrkulacji oleju podgrzanego. Podczas cyrkulacji oleju podgrzanego, tylko wilgoć, która przeniosła się z izolacji papierowej do oleju, może być usunięta przez czyszczarkę oleju próżniowego. Jednak wilgoć już wchłonięta przez papier jest trudna do uwolnienia z powrotem do oleju, a równowaga między wilgocią w oleju i papierze jest bardzo wolna.
2. Problemy z przeciekami oleju
Przecieki oleju to powszechne i wyraziste problemy w transformatorach. Przyczyny są liczne, z istotnym wpływem mają defekty projektowe i produkcyjne (np. niewłaściwe zaprojektowanie szczelności, słabe obróbki mechaniczne lub niewystarczająca jakość spawania). Błędy montażowe na miejscu i niedbała robota również znacznie przyczyniają się do problemów (np. niewystarczająca czystość powierzchni flanszu, obecność oleju, rdzy, spopielin spawalniczych; starzejące się podkładki z utraconą sprężystością; nierówna powierzchnia flanszu, która nie została skorygowana).
Rozwiązanie problemów z przeciekami wymaga skrupulatnej pracy:
Przed montażem wykonaj testy szczelności pod ciśnieniem na chłodnicach, zbiornikach konserwacyjnych, wzniesieniach i czyszczarkach oleju, i natychmiast napraw wszelkie przeciekające części.
Dokładnie sprawdź i przygotuj wszystkie powierzchnie szczelnościowe flanszu. Każda niestosowność podczas podnoszenia musi być skorygowana przed montażem; poważne przypadki powinny być rozpatrywane wspólnie z producentem.
Po montażu wykonaj ogólne testy szczelności: zastosuj ciśnienie nie przekraczające 0,03 MPa na pokrywie zbiornika przez 24 godziny, bez dopuszczenia przecieków oleju.
3. Test częściowych rozbłysków
Test częściowych rozbłysków (PD) odnosi się do testu wytrzymałości na napięcie indukcyjne z możliwością pomiaru PD. Zgodnie z GB 50150-91:
Testy PD są zalecane dla transformatorów 500 kV.
Dla transformatorów 220 kV i 330 kV, testy PD są zalecane, jeśli dostępne są urządzenia do testowania.
Choć napięcie testowe dla testów PD jest niższe niż dla standardowych testów indukcyjnych, czas trwania jest wydłużony ponad 60 razy. Połączone z wrażliwymi instrumentami monitorującymi rozwój wewnętrznych rozbłysków, potencjał zniszczenia jest kontrolowany. Dlatego testy PD łączą cechy zarówno nieniszczących, jak i niszczących testów, efektywnie wykrywając defekty izolacji. W rezultacie, testy PD zdobyły szybką popularność. Większość właścicieli projektów teraz wykonuje testy PD na nowo zamontowanych lub przebudowanych transformatorach, osiągając znaczne korzyści — wczesne wykrywanie błędów montażowych, identyfikację niestabilnej wydajności PD w fabryce i zapewnienie udanego pierwszego podłączenia.
4. Test impulsowego zamknięcia przy napięciu znamionowym
Test impulsowego zamknięcia przy napięciu znamionowym ma na celu przede wszystkim weryfikację, czy prąd magnetyzacyjny generowany podczas podłączenia spowoduje działanie różnicowego zabezpieczenia transformatora. Nie jest on zaprojektowany do testowania wytrzymałości izolacji transformatora.
Faktycznie, podczas testu impulsowego zamknięcia, poza monitorowaniem przez zabezpieczenia relacyjne, nie ma instrumentów do wykrywania możliwych przepięć, a żadne mierzalne dane nie są rejestrowane. Dlatego, z perspektywy oceny izolacji, test nie ma decydującej wartości i jest właściwie bezcelowy.
Mimo to, awarie izolacji w transformatorach wystąpiły podczas testów impulsowego zamknięcia — zwykle z powodu istniejących poważnych defektów, które stają się widoczne natychmiast po podłączeniu. Z drugiej strony, istnieje wiele przypadków, w których transformatory przeszły pięć impulsowych zamknięć bez problemów, ale uległy awarii (spaliły się) w ciągu minut do dni po uruchomieniu.
5. Ocena stanu izolacji
Ocena stanu izolacji obejmuje pomiary oporu izolacyjnego, współczynnika absorpcji, indeksu polaryzacji, prądu wycieku stałoprądowego i tangensa strat dielektrycznych (tan δ).
Po montażu stan izolacji transformatora może się różnym stopniem pogorszyć w porównaniu do warunków fabrycznych, a metody pomiarowe na miejscu mogą się różnić od tych stosowanych w fabryce. Dlatego, porównując wyniki testów uruchomieniowych z danymi fabrycznymi, wymagana jest kompleksowa analiza, aby dokonać dokładnych ocen. Te wyniki powinny również służyć jako punkt odniesienia dla przyszłych testów profilaktycznych.
Warto szczególnie zauważyć: gdy opór izolacyjny jest bardzo wysoki, współczynnik absorpcji może się obniżyć. W takich przypadkach, współczynnik absorpcji poniżej 1,3 nie powinien automatycznie być przypisywany wilgoci w izolacji.
6. Zrozumienie i funkcja oddechowca
Jeśli worek w zbiorniku konserwacyjnym jest porównywany do płuc, to oddechowiec działa jak nos. Gdy obciążenie lub temperatura otoczenia wzrasta, powodując rozszerzenie się oleju w zbiorniku, worek "wydycha" przez oddechowiec, aby zapobiec nadmiernemu ciśnieniu. Na odwrót, "wdycha", aby zapobiec powstaniu próżni w zbiorniku. Jeśli oddechowiec zostanie zablokowany, mniejsze konsekwencje obejmują fałszywe wskazania poziomu oleju; poważniejsze przypadki mogą prowadzić do działania relé gazu lub urządzenia odprowadzającego ciśnienie, co prowadzi do wypadków.
Blokada oddechowca może wystąpić nie tylko, jeśli zapomniano usunąć pieczęć transportową, ale także podczas eksploatacji z powodu:
Absorpcji wilgoci i degradacji sorbentu (żel silikowy zmieniający kolor)
Nakładania pyłu w kubku oleju
Dlatego dwa zadania konserwacyjne są niezbędne:
Zapewnij, aby żel silikowy w oddechowcu miał wystarczającą zdolność do absorpcji wilgoci i zapobiegnij nasyceniu. Zastąp lub odnowź żel silikowy, gdy 1/5 go zmieni kolor.
Regularnie czyszcz kubek oleju, uzupełniaj czystym olejem i utrzymuj poziom oleju powyżej przegrody powietrznej, aby zapewnić, że wchodzące powietrze przechodzi przez wannę oleju, filtrując cząsteczki pyłu.
