7 ključnih korakov za zagotovitev varne in zanesljive namestitve velikih električnih transformatorjev

1. Ohranjanje in obnovitev izvirnega stanja izolacije

Ko se transformator podvrži tovarniškim preizkusom, je stanje njegove izolacije v optimalnem stanju. Nato se stanje izolacije običajno poslabša, in faza namestitve lahko predstavlja kritičen obdobje za nenadno degradacijo. V ekstremnih primerih se dielektrična trdota lahko zniža do točke neuspeha, kar vodi do izgoritve bobnin takoj po vklopu. V normalnih razmerah nizkakovost namestitve pusti za sabo različne stopnje skritih defektov. Zato bi ohranjanje in obnova stanja izolacije na izvirno tovarniško raven morala biti glavni cilj postopka namestitve. Razlika med stanjem izolacije po namestitvi in stanjem v tovarni služi kot ključna merila za oceno kakovosti namestitvenih del.

Za ohranjanje in obnovitev integritete izolacije je ključno preprečevanje kontaminacije in ohranjanje čistote. Kontaminante se lahko razdelijo na tri vrste: trde impuritete, tekoče impuritete in plinske impuritete.

• Trde Impuritete: Vse komponente, ki jih je treba namestiti, morajo biti temeljito očištene. Čiščenje naj nadaljuje, dokler s čistim belim platcem brez vlaknenine ne bo prikazalo nobenih sprememb barve ali vidnih delcev.

• Tekoče in Plinske Impuritete (predvsem vlaga): Najučinkovitejša metoda je vakuumsko ravnanje, sestavljeno iz dveh glavnih postopkov:

(1) Vakuumsko sušenje in degaziranje:

• Po namestitvi vseh pripomočkov namestite zaključno ploščico na flanec na strani tanka, ki je povezan s gazo. Odprite vse ventile, ki povezujejo pripomočke z glavnim telesom, tako da so vsi komponenti (vključno z hladilniki), razen konzervatorja in gas relay-a, istočasno evakuirani skupaj z glavnim tankom.

• Namestite vakuumski ventil ali standardni zaustavitveni ventil na vhod za olje na vrhu tanka.

• Pred evakuacijo tanka izvedite vakuumski test samo na cevovodu, da preverite dejansko dosegljivo vakuumsko raven vakuumskega sistema. Če je vakuum večji od 10 Pa, preverite cevovod na utrke ali servisirajte vakuumski pumpo.

• Neprekinjeno spremljajte tank za utrke med evakuacijo.

• Ko vakuumski pumpa doseže največjo možno vakuumsko raven (ne presega 133,3 Pa), nadaljujte z delovanjem pompe, da ohranite to vakuumsko raven. Vakuumski pumpa naj deluje nepretrgano vsaj 24 ur.

(2) Vakuumsko polnjenje z oljem:

• Nadaljujte z delovanjem vakuumskih pompe med polnjenjem z oljem. Održite vse ventile odprte, kot med evakuacijo, tako da so vsi komponenti in pripomočki hkrati polnjeni skupaj z glavnim tankom.

• Uporabite vakuumski čistič olja. Olje naj se vnese skozi dolgi vhodni ventil za olje na tanku, kar omogoča tok olja od zunanjih strani ovitev navznoter, zmanjša pa tudi stres na pregrade.

• Ko je raven olja približno 200–300 mm pod pokrovom tanka, zaprite vakuumski ventil in ustavite evakuacijo, a nadaljujte z polnjenjem z oljem s vakuumskim čističem olja.

• Za transformatorje brez naobstojevnih tap changerjev (OLTC) lahko polnjenje nadaljuje, dokler raven olja ne pride blizu pokrova gas relay-a, preden ustavite čistič olja.

• Za transformatorje opremljene z OLTC ustavite čistič olja takoj, ko je izolacijski valj izbirnega preklopnika polnjen, da omogočite ločitev preklopnika od tanka.

• V vseh primerih polnite tank čim bolj popolnoma, da zmanjšate ostanki zraka. Ko prekinete vakuum in dopolnjujete olje, v zgornji prostor vstopi le majhen količina zraka. Ta zrak bo izpirljen v konzervator in ne bo negativno vplival na izolacijo jedra.

Poudariti je treba, da ključ leži v pravilnem vakuumskem polnjenju z oljem; ne smemo se preveč zanašati na kasnejše cirkulacijo toploga olja. Med cirkulacijo toploga olja se lahko s vakuumskim čističem olja odstrani le vlaga, ki se je preselila iz papirne izolacije v olje. Vlaga, ki je že absorbirana v papir, je težko ponovno oddana v olje, in ravnotežje med vlago v olju in papiru je zelo počasno.

2. Težave z utrkom olja

Utrki olja so pogosta in izstopajoča težava v transformatorjih. Prvoglavnih vzrokov je veliko, z učinkom na dizajn in proizvodnjo (npr., nepravilno oblikovanje zategnutja, slabo obrtvalstvo ali nedostatna kvaliteta varjenja). Napake pri namestitvi na mestu in površno delo tudi bistveno prispevata (npr., nedostatno čiščenje površin flance, prisotnost olja, rožice, varilnih bleščic; staro gume z izgubljenim elastičnostjo; neravne površine flance, ki niso popravljene).

Reševanje utrkov olja zahteva temeljito delo:

• Pred namestitvijo izvedite preizkuse zategnutja pod tlakom na hladilnike, konzervatorje, riserje in čističe olja, in hitro popravite vse utruke.

• Temeljito pregledajte in pripravite vse površine zategnutja flance. Vsi neskladiji med dvigom morajo biti popravljeni pred namestitvijo; v težjih primerih se mora sodelovati z proizvajalcem.

• Po namestitvi izvedite celoten preizkus zategnutja: naneste na pokrov tanka ne več kot 0,03 MPa tlak za 24 ur, brez utrka olja.

3. Preizkus delne razsevanosti

Preizkus delne razsevanosti (PD) se nanaša na preizkus izdržljivosti inducirane napetosti z možnostjo meritve PD. Glede na GB 50150-91:

• Preizkusi delne razsevanosti so priporočeni za 500 kV transformatorje.

• Za 220 kV in 330 kV transformatorje so preizkusi PD priporočeni, če je na voljo testna oprema.

Čeprav je napetost za preizkuse PD nižja od standardne inducirane napetosti, je trajanje povečano za več kot 60-krat. Skupaj s čutljivimi instrumenti, ki spremljajo notranje razvoj razsevanosti, je uničujoč potencial kontrolirovan. Tako združuje značilnosti oba neuničujočih in uničujočih preizkusev, učinkovito odkriva defekte izolacije. Zaradi tega je preizkus PD hitro postal priljubljen. Večina lastnikov projektov izvaja preizkuse PD na novonastavljenih ali prenovljenih transformatorjih, kar prinaša pomembne koristi - zgodnje odkrivanje napak pri namestitvi, identifikacija nestabilnosti PD v tovarni in zagotavljanje uspešnega prvotnega vklopa.

4. Preizkus impulznega zaprtja na nominalni napetosti

Preizkus impulznega zaprtja na nominalni napetosti je primarno namenjen preverjanju, ali bo magnetizacijski zaprtni tok, ki se generira ob vklopu, vodil do delovanja diferencialne zaščite transformatorja. Ni namenjen preverjanju izolacijske trdoti transformatorja.

V resnici, med preizkusom impulznega zaprtja, poleg spremljanja relayske zaščite, ni instrumentov, ki bi lahko zaznali morebitne previsoke napetosti, in ni merljivih podatkov, ki bi bili zabeleženi. Zato iz perspektive ocene izolacije preizkus ni zaključen in je v bistvu brez pomena.

To pa pomeni, da so v transformatorjih med preizkusi impulznega zaprtja prišli do izolacijskih odpadov - običajno zaradi že obstoječih resnih defektov, ki postanejo očitni takoj ob vklopu. Na drugi strani pa je številnih primerov, kjer so transformatorji prešli pet impulznih zaprtij brez težav, vendar so (izgorili) v minutah do dni po komisiji.

5. Ocena stanja izolacije

Ocena stanja izolacije vključuje merjenje upornosti izolacije, koeficienta absorpcije, polarizacijskega indeksa, DC izteka in tangensa dielektričnih izgub (tan δ).

Po namestitvi se stanje izolacije transformatorja lahko v različnih stopnjah poslabša glede na tovarniško stanje, in metode merjenja med mesto in tovarno se lahko razlikujejo. Zato je pri primerjavi rezultatov preizkusa komisije z tovarniškimi podatki potrebna celovita analiza, da se dosežejo natančna sodila. Ti rezultati bi morali tudi služiti kot osnova za prihodnje preventivne teste.

Posebno je pomembno opozoriti: ko je upornost izolacije zelo visoka, se lahko koeficient absorpcije zmanjša. V takšnih primerih bi koeficient absorpcije, manjši od 1,3, ne sme avtomatsko pripisovati vlazi v izolaciji.

6. Razumevanje in funkcija disanja

Če je mehura v konzervatorju analogno pljučom, potem disanje deluje kot nos. Ko se obremenitev ali okoljska temperatura poveča, kar povzroči širjenje olja v tanku, "izdiha" mehura skozi disanje, da prepreči prevelik tlak. Običajno "vdihne", da prepreči oblikovanje vakuma v tanku. Če disanje postane blokirano, lahko manjše posledice vključujejo lažne kazalke nivoja olja; v težjih primerih pa lahko sproži delovanje gas relay-a ali naprave za olajšanje tlaka, kar vodi do nesreč.

Blokada disanja se lahko pojavi ne le, če se pozabi odstraniti tovarniško zaprtje, ampak tudi med delovanjem zaradi:

• Absorpcije vlage in degradacije sušila (barvni silikagel)

• Nagromadanja prašnine v oljnem krožniku

Zato sta dva vzdrževalna dela ključna:

• Zagotovite, da ima sušilo v disanju zadostno sposobnost za absorpcijo vlage in preprečite nasititev. Zamenjajte ali regenerirajte sušilo, ko se 1/5 spremeni v barvo.

• Redno čistite oljni krožnik, ponovno ga napolnite z čistem oljem in ohranjajte nivo olja nad zračnim ograjem, da zagotovite, da vstopajoči zrak prehaja skozi oljno kopalnico, ki filtrira prašnine.