Появления на дефекти и стратегии за експлоатация и поддръжка на трансформатори за генераторни агрегати и вятърни паркове

1. Манифестации на повреди в трансформаторите на генераторната установка

1.1 Абнормно температурно увеличение

Абнормното температурно увеличение директно отразява здравословния състояние на трансформатора и служи като ключов индикатор за предупреждение за повреда. По време на експлойтацията, преобразуването на електромагнитна енергия причинява желязни и медни загуби, които се превръщат в топлина. За да се осигури нормална експлойтация, трансформаторите използват механизми за разсейване на топлина, като циркулация на масло и радиационно охлаждане, за да поддържат вътрешната температурна балансира.

Термометрите и онлайн системите за детекция мониторират промените в температурата на горния слой масло и обмотки. Когато трансформаторът е дефектен, ритмите на разсейване на топлина са нарушени, причинявайки абнормни температурни скачания. Това сигнализира за потенциални проблеми като прекомерна натовареност, стареене на изолацията или отказ на охладителната система, сочейки към по-дълбоки механични или електрически повреди.

1.2 Абнормни вибрации и шумове

При нормална експлойтация трансформаторите произвеждат слаби вибрации и слышими шумове. Променливият ток в обмотките причинява периодични промени в магнитното поле в желязната ядро, индуцирайки магнетострикции в пластините на ядрото. Субтилните магнитни взаимодействия между ламинациите и динамичните корекции на електромагнитната сила във вътрешността на обмотките генерират регуларни вибрации и звуци - подобни на "пулса" на трансформатора, отразяващи хармоничната вътрешна електромагнитна активност.

Ако този "пулс" се отклони (например, увеличена вибрация, аномален звук или нетипични шумове, както в фигура 1), това може да покаже скрити повреди. Разслабени вътрешни компоненти, краткосрочни замыкания на обмотките или замыкания между ядрото и земята могат да нарушият преобразуването на енергия, причинявайки допълнителен механичен стрес и електромагнитни нарушения. Точното мониториране и анализ на вибрациите и шумовете са критични за диагностика и стратегии за предварително поддръжка.

1.3 Абнормен ниво на масло

Трансформаторното масло, наречено "животна кръв" за осигуряване на безопасна експлойтация на оборудването, играе многобройни основни роли като средство за разсейване на топлина, изолационен барьер и агент за угасяване на дуга. Достатъчността на неговото количество директно определя дали трансформаторът може да поддържа стабилна и ефективна експлойтация при сложни условия на работа.

Мониторингът на нивото на маслото се постига чрез точно проектиран индикатор за ниво на масло, който действа като "течна барометър" за трансформатора, отразявайки реалните промени във вътрешното количество масло. Веднъж индикаторът за ниво на маслото показва аномалии - особено когато нивото на маслото спадне под стандартната линия - това никоим не е просто намаление в количеството масло, но предупредителен сигнал, указващ потенциални сериозни рискове: Спадането на нивото на маслото ще драстично намали ефективността на охлаждането, причинявайки натрупване на топлина и ускоряване на температурното увеличение във вътрешността на трансформатора, ускорявайки стареенето на изолационните материали.

Едновременно с това, недостигът на масло ще ослаби изолационната защита на вътрешните компоненти, значително увеличавайки риска от дугови разряди, които могат да доведат до катастрофални повреди като краткосрочни замыкания и заплашват безопасната експлойтация на цялата електроенергийна система.

2. Стратегии за експлойтация и поддръжка на трансформаторите на вятърните турбини в вятърните паркове
2.1 Обща проверка на трансформаторите

Електроенергийните трансформатори осигуряват високо напрежение и стабилно 220V захранване на потребителя чрез регулиране на напрежението, и техната експлойтация и поддръжка са критични за стабилността на електроенергийната система. Голям вятърен парк, срещу многочислени широко разпрострени трансформатори, използва комбиниран модел на дистанционно наблюдение и местна проверка: Дистанционното наблюдение използва онлайн системи за мониторинг на експлойтационните параметри, с дневни рутинни проверки и усилен мониторинг по време на пикови периоди, за записване на данни като натовареност и напрежение, с навременно разрешаване на аномалии; местните проверки покриват външни структури, маслоизолатори, връзки на линиите и състоянието на Бухолц реле, с целенасочени проверки при специални климатични условия. След реализацията, годишната средна честота на повредите на трансформаторите спадна от 3% до под 1%.

2.2 Подобряване на операцията на интелигентните системи

Интелигентните системи за експлойтация и поддръжка изискват както сътрудничество между оборудването, така и способности за обработка на данни. Съществуващите технологии трудно удовлетворяват нуждите на сложни сценарии като захранване от страна на високото напрежение, изискващи създаването на нови модели. Изследователската и развойна дейност следват процеса "теоретично концептуализиране - лабораторна верификация - практически приложение", комбинирайки технологии като облачно изчисление, за разработване на модулни архитектури, които се внедряват след тестове на виртуални платформи. След три месеца на системна настройка, честотата на повредите на трансформаторите спадна с 30% в първия месец от експлойтация, позволявайки ранно предупреждение за потенциални повреди.

2.3 Усилене на предварителната работа

Предварителната поддръжка е ключова стратегия, насочена към елиминиране на скрити опасности чрез активни проверки. Вятърният парк използва онлайн системи за мониторинг на параметри като температурата на маслото, провежда тримесечен анализ на проби масло за оценка на състоянието на изолацията и оптимизира системи за управление, за да уточни задълженията на позициите. Поддръжката на сухите трансформатори включва почистване на желязното ядро, проверка на корпуса и обмотките, и поддръжка на контактните повърхности на шините. След реализацията, неплановите спирания намалеха от 240 часа до 40 часа, икономическите загуби спаднаха от 5 милиона юана до 800 000 юана, а средното време между повредите (MTBF) се увеличи от 2 000 часа до 4 500 часа.

2.4 Поддръжка и управление на маслото

В производството на вятърна енергия, трансформаторите на вятърните паркове - основни устройства за преобразуване на енергия - директно влияят върху общата ефективност и икономическия принос. Поред стремежа към ефективна експлойтация, вятърните паркове трябва да изпълняват социални отговорности, продвигайки зелени практики за поддръжка. Както ключова част от управлението на жизнения цикъл на трансформаторите, поддръжката на маслото не само гарантира дългосрочна надеждност, но и подкрепя устойчивата експлойтация.

Трансформаторното масло, "животната кръв" на трансформаторите, е критично за разсейването на топлина; качеството му определя електрическите характеристики и срокът на експлойтация. Редовното тестване е от жизнено значение, фокусирайки се върху два аспекта: 1) физически и химически свойства (диелектрична сила, киселинна стойност, влага, контаминантни частици); 2) Анализ на растворените газове (DGA), който детектира водород, ацетилен, етен и др., за ранно предупреждение на вътрешни повреди (частични разряди, прекомерно затопляне, дугови разряди) и подкрепя предварителната поддръжка.

Очистката и замяната на маслото са ключови за поддръжката. С течение на времето маслото се влошава поради топлината, оксидацията и натрупването на замърсители. Ефективната онлайн/офлайн филтрация премахва влага, примеси и свободен въглерод, възстановявайки изолацията и трансферът на топлина. Навременна замяна на маслото, основано на строг анализ на качеството и икономиката, когато настъпи стареене, максимизира икономичната ефективност.

Правилната температура на маслото оптимизира ефективността и продължава живота на компонентите. Редовни проверки на охладителната система - почистване на радиаторите, проверка на вентилаторите/помпите - предотвратяват прекомерно затопляне от лошо разсейване на топлина. Всички тестови данни, записи за поддръжка и логове за замяна трябва да са подробни, цифрови и анализирани, за да се формират профили за здравето, позволявайки данъчно-ориентирано, прецизно планиране на поддръжката.

3 Заключение

Експлойтацията и поддръжката на трансформаторите в вятърните паркове съчетават техническа точност, интелигентно управление и устойчивост. Интегрирането на напреднали системи за мониторинг, алгоритми на изкуствен интелект и традиционен опит подобрява прогнозирането на повреди, оптимизира циклите на поддръжка, гарантира надеждността на захранването и максимизира използването на вятърните ресурси. Това проучване, чрез анализ на експлойтационните характеристики, предлагане на оптимизации на поддръжката и прогнозиране на тенденции, предлага ценни възгледи за инженери и лица, взимащи решения в областта на вятърната енергия.