نشانه های خرابی و استراتژی های عملیاتی نگهداری برای ترانسفورماتورهای گروه ژنراتور و ترانسفورماتورهای مزرعه بادی

1. نشانه‌های خرابی ترانسفورماتور مجموعه ژنراتور

1.1 افزایش غیرعادی دما

افزایش غیرعادی دما به طور مستقیم وضعیت سلامت ترانسفورماتور را منعکس می‌کند و به عنوان یک شاخص کلیدی هشدار خرابی عمل می‌کند. در حین عملکرد، تبدیل انرژی الکترومغناطیسی باعث تلفات آهن و مس می‌شود که به گرمایش تبدیل می‌شوند. برای اطمینان از عملکرد عادی، ترانسفورماتورها از مکانیزم‌های پخش گرما مانند چرخه روغن و تابش گرما برای حفظ تعادل دمای داخلی استفاده می‌کنند.

دماسنج‌ها و سیستم‌های تشخیص آنلاین تغییرات دمای روغن لایه بالایی و پیچش‌ها را مانیتور می‌کنند. وقتی ترانسفورماتور خراب می‌شود، ریتم‌های پخش گرما perturbed می‌شوند و باعث افزایش غیرعادی دما می‌شوند. این نشان‌دهنده مشکلات احتمالی مانند بار زیاد، تخریب عایق یا خرابی سیستم خنک‌سازی است که به خطاها عمیق‌تر مکانیکی یا الکتریکی اشاره دارد.

1.2 ارتعاش و صدا غیرعادی

در عملکرد عادی، ترانسفورماتورها ارتعاشات ضعیف و صداهای قابل شنیدن ایجاد می‌کنند. جریان متناوب در پیچش‌ها باعث تغییرات متناوب میدان مغناطیسی در هسته آهن می‌شود که magnetostriction در لایه‌های هسته را القا می‌کند. تعاملات مغناطیسی نسبتاً نرم بین لامیناسیون‌ها و تعدیلات نیروی الکترومغناطیسی درون پیچش‌ها ارتعاشات و صداهای منظمی ایجاد می‌کنند-مانند "پالس حیاتی" ترانسفورماتور که فعالیت الکترومغناطیسی هماهنگ داخلی را منعکس می‌کند.

اگر این "پالس" انحراف پیدا کند (به عنوان مثال، افزایش ارتعاش، صدای غیرعادی یا نویزهای غیرمعمول، مانند شکل 1)، ممکن است خطاها پنهان را نشان دهد. قطعات داخلی سست، کوتاه شدن پیچش‌ها یا کوتاه شدن هسته به زمین می‌تواند تبدیل انرژی را perturbed کند و باعث ایجاد تنش مکانیکی اضافی و perturbation‌های الکترومغناطیسی شود. مانیتور دقیق و تحلیل ارتعاش و صدا برای تشخیص و استراتژی‌های نگهداری پیشگیرانه بسیار مهم است.

1.3 سطح غیرعادی روغن

روغن ترانسفورماتور، که به عنوان "خون حیاتی" برای اطمینان از عملکرد ایمن تجهیزات شناخته می‌شود، نقش‌های متعددی ایفا می‌کند از جمله میانگیر گرما، مسدود کننده عایق و مهار کننده قوس. کافی بودن حجم آن به طور مستقیم تعیین می‌کند که آیا ترانسفورماتور می‌تواند تحت شرایط کاری پیچیده عملکرد پایدار و کارآمدی داشته باشد.

مانتور سطح روغن از طریق یک نشانگر سطح روغن طراحی شده با دقت انجام می‌شود که مانند یک "بارومتر مایع" برای ترانسفورماتور عمل می‌کند و تغییرات واقعی حجم روغن داخلی را منعکس می‌کند. هنگامی که نشانگر سطح روغن نشانه‌های غیرعادی را نشان می‌دهد-به ویژه وقتی سطح روغن زیر خط استاندارد برسد-این فقط کاهش ساده حجم روغن نیست بلکه یک سیگنال هشدار دهنده ریسک‌های جدی پتانسیلی است: کاهش سطح روغن به طور قابل توجهی کارایی خنک‌سازی را کاهش می‌دهد و باعث تجمع گرما و افزایش شدید دمای داخلی ترانسفورماتور می‌شود که باعث می‌شود عایق‌های مصالح سریع‌تر تخریب شوند.

در عین حال، کمبود روغن محافظت عایقی اجزای داخلی را ضعیف می‌کند و به طور قابل توجهی خطر قوس‌های تخلیه را افزایش می‌دهد که می‌تواند خطاها فاجعه‌بار مانند کوتاه شدن را برانگیزد و عملکرد ایمن سیستم توان را تهدید کند.

2. استراتژی‌های عملیاتی و نگهداری ترانسفورماتورهای توربین‌های بادی در مزارع بادی
2.1 بازرسی عمومی ترانسفورماتورها

ترانسفورماتورهای توان از طریق تنظیم ولتاژ، انتقال ولتاژ بالا و تأمین توان 220V پایدار در سمت کاربر انجام می‌شود و عملکرد و نگهداری آن‌ها برای پایداری سیستم توان بسیار مهم است. یک مزرعه بادی بزرگ، با تعداد زیادی ترانسفورماتورهای پراکنده، از مدل ترکیبی مانیتوری آنلاین و بازرسی محلی استفاده می‌کند: مانیتوری آنلاین از سیستم‌های آنلاین برای مانیتور پارامترهای عملیاتی استفاده می‌کند، با بازرسی‌های روزانه و مانیتوری شدت‌یافته در دوره‌های پیک برای ثبت داده‌هایی مانند بار و ولتاژ و رسیدگی به موقع به ناهماهنگی‌ها؛ بازرسی‌های محلی شامل ساختارهای خارجی، مهرهای روغن، اتصالات خط و وضعیت رله‌های بوخولتز، با بازرسی‌های هدفمند در شرایط هواشناسی خاص. پس از اجرای این برنامه، میزان خرابی سالانه ترانسفورماتورها از 3٪ به زیر 1٪ کاهش یافت.

2.2 بهبود عملکرد سیستم هوشمند

سیستم‌های عملیاتی و نگهداری هوشمند به همکاری تجهیزات و توانایی پردازش داده‌ها نیاز دارند. تکنولوژی‌های موجود تقریباً نمی‌توانند نیازهای سناریوهای پیچیده مانند تأمین توان سمت ولتاژ بالا را برآورده کنند، بنابراین نیاز به ساخت مدل‌های جدید است. تحقیق و توسعه به ترتیب "مفهوم‌سازی نظری - تأیید آزمایشگاهی - کاربرد عملی" انجام می‌شود، با ترکیب تکنولوژی‌هایی مانند محاسبات ابری برای توسعه معماری‌های ماژولار که پس از تست در پلتفرم‌های مجازی نصب می‌شوند. پس از سه ماه تنظیم سیستم، نرخ خرابی ترانسفورماتورها در ماه اول عملیات 30٪ کاهش یافت و امکان هشدار دادن به خطاها پیش‌بینی شده فراهم شد.

2.3 تقویت کارهای پیشگیرانه

نگهداری پیشگیرانه یک استراتژی کلیدی است که هدف آن از بین بردن خطرات پنهان از طریق بازرسی‌های فعال است. مزرعه بادی از سیستم‌های آنلاین برای مانیتور پارامترهایی مانند دمای روغن استفاده می‌کند، آنالیز نمونه روغن ربع‌سالی را برای ارزیابی وضعیت عایق انجام می‌دهد و سیستم‌های مدیریتی را بهینه می‌کند تا مسئولیت‌های پستی را مشخص کند. نگهداری ترانسفورماتورهای خشک شامل تمیز کردن هسته آهن، بازرسی بدنه و پیچش‌ها و نگهداری سطوح تماس باس است. پس از اجرای این برنامه، توقف غیرمنتظره از 240 ساعت به 40 ساعت کاهش یافت، زیان‌های اقتصادی از 5 میلیون یوان به 800,000 یوان کاهش یافت و میانگین زمان بین خرابی‌ها (MTBF) از 2,000 ساعت به 4,500 ساعت افزایش یافت.

2.4 نگهداری و مدیریت روغن

در تولید برق بادی، ترانسفورماتورهای مزرعه بادی-تجهیزات اصلی تبدیل انرژی-به طور مستقیم بر کارایی کلی و بازدهی اقتصادی تأثیر می‌گذارند. در حالی که مزارع بادی در تعقیب عملیات کارآمد هستند، باید مسئولیت‌های اجتماعی خود را ایفا کرده و به پیشرفت تعمیرات سبز توجه کنند. به عنوان بخش اصلی مدیریت چرخه حیات ترانسفورماتور، نگهداری روغن نه تنها اطمینان از قابلیت اعتماد بلندمدت را فراهم می‌کند بلکه عملیات پایدار را نیز پشتیبانی می‌کند.

روغن ترانسفورماتور، "خون حیاتی" ترانسفورماتورها، برای پخش گرما بسیار مهم است؛ کیفیت آن عملکرد الکتریکی و عمر مفید را تعیین می‌کند. آزمایش‌های منظم بنابراین بسیار مهم است، با تمرکز بر دو جنبه: 1) خواص فیزیکی و شیمیایی (قدرت دی‌الکتریک، مقدار اسید، رطوبت، آلودگی ذرات)؛ 2) آنالیز گازهای حل شده (DGA)، که هیدروژن، اتیلن، اتیلن و غیره را تشخیص می‌دهد تا خطاها داخلی (انتشار جزئی، گرمایش، قوس‌های تخلیه) را به زودی هشدار دهد و نگهداری پیشگیرانه را پشتیبانی کند.

تنقیه و تعویض روغن بخش اصلی نگهداری است. با گذشت زمان، روغن به دلیل گرما، اکسیداسیون و تجمع آلاینده‌ها تخریب می‌شود. فیلتراسیون آنلاین/آفلاین موثر رطوبت، آلودگی‌ها و کربن آزاد را حذف می‌کند و عایق و انتقال گرما را بازیابی می‌کند. تعویض به موقع روغن، بر اساس تحلیل کیفیت و اقتصادی دقیق در زمان تخریب، به حداکثر رساندن کارایی اقتصادی کمک می‌کند.

دما مناسب روغن عملکرد را بهینه می‌کند و عمر مؤلفه‌ها را افزایش می‌دهد. بازرسی‌های منظم سیستم خنک‌سازی-تمیز کردن رادیاتورها، بازرسی مراوح/پمپ‌ها-از گرم شدن ناشی از پخش گرما نامناسب جلوگیری می‌کند. تمام داده‌های آزمون، رکوردهای نگهداری و گزارش‌های تعویض باید به طور دقیق، دیجیتال و تحلیل شوند تا پروفایل‌های سلامتی را تشکیل دهند و برنامه‌ریزی نگهداری دقیق و مبتنی بر داده‌ها را فراهم کنند.

3 نتیجه‌گیری

عملیات و نگهداری ترانسفورماتورها در مزارع بادی ترکیبی از دقت فنی، مدیریت هوشمند و پایداری است. یکپارچه‌سازی مانیتوری پیشرفته، الگوریتم‌های هوش مصنوعی و تجربه‌های سنتی باعث بهبود پیش‌بینی خطا، بهینه‌سازی دوره‌های نگهداری، اطمینان از قابلیت اطمینان تأمین توان و به حداکثر رساندن استفاده از منابع بادی می‌شود. این مطالعه، با تحلیل ویژگی‌های عملیاتی، پیشنهاد بهبود‌های نگهداری و پیش‌بینی روندها، بینش‌های با ارزشی برای مهندسان بادی و تصمیم‌گیرندگان ارائه می‌کند.