Manifestasi Kegagalan dan Strategi Pemeliharaan Operasional untuk Trafo Set Penjana dan Trafo Ladang Angin
1. Manifestasi Kegagalan Set Transformator Pembangkit
1.1 Peningkatan Suhu yang Tidak Normal
Peningkatan suhu yang tidak normal secara langsung mencerminkan kesehatan transformator dan berfungsi sebagai indikator peringatan utama kerusakan. Selama operasi, konversi energi elektromagnetik menyebabkan kerugian besi dan tembaga, yang berubah menjadi panas. Untuk memastikan operasi normal, transformator menggunakan mekanisme penghilangan panas seperti sirkulasi minyak dan radiasi panas untuk menjaga keseimbangan suhu internal.
Termometer dan sistem deteksi online memantau perubahan suhu minyak lapis atas dan gulungan. Ketika transformator mengalami gangguan, ritme penghilangan panas terganggu, menyebabkan lonjakan suhu yang tidak normal. Ini menandakan potensi masalah seperti beban berlebih, penuaan isolasi, atau kegagalan sistem pendingin, yang mengindikasikan adanya kerusakan mekanis atau elektrik yang lebih dalam.
1.2 Getaran dan Suara yang Tidak Normal
Dalam operasi normal, transformator menghasilkan getaran dan suara yang lemah. Arus bolak-balik di gulungan menyebabkan perubahan medan magnet periodik di inti besi, menginduksi magnetostriction pada lembaran inti. Interaksi magnetik halus antara laminasi dan penyesuaian gaya elektromagnetik dinamis di dalam koil menghasilkan getaran dan suara yang teratur—mirip dengan "denyut nadi" transformator, yang mencerminkan aktivitas elektromagnetik internal yang harmonis.
Jika "denyut nadi" ini menyimpang (misalnya, peningkatan getaran, suara abnormal, atau bunyi tidak biasa, seperti ditunjukkan pada Gambar 1), mungkin mengungkapkan kerusakan tersembunyi. Komponen internal yang longgar, hubungan pendek gulungan, atau hubungan pendek inti-ke-tanah dapat mengganggu konversi energi, menyebabkan stres mekanis tambahan dan gangguan elektromagnetik. Pemantauan dan analisis yang tepat dari getaran dan suara sangat penting untuk diagnosis dan pembuatan strategi pemeliharaan preventif.
1.3 Tingkat Minyak yang Tidak Normal
Minyak transformator, yang dikenal sebagai "darah" untuk memastikan operasi aman peralatan, memainkan peran inti ganda sebagai medium penghilangan panas, penghalang isolasi, dan agen pemadam busur. Kecukupan volumenya secara langsung menentukan apakah transformator dapat mempertahankan operasi stabil dan efisien dalam kondisi kerja yang kompleks.
Pemantauan tingkat minyak dicapai melalui indikator tingkat minyak yang dirancang dengan presisi, yang berfungsi seperti "barometer cair" untuk transformator, mencerminkan perubahan real-time dalam volume minyak internal. Begitu indikator tingkat minyak menunjukkan ketidaknormalan—terutama ketika tingkat minyak turun di bawah garis standar—ini bukan sekadar penurunan jumlah minyak, tetapi sinyal peringatan yang menunjukkan risiko serius potensial: Penurunan tingkat minyak akan secara drastis mengurangi efisiensi pendinginan, menyebabkan akumulasi panas dan peningkatan suhu internal, mempercepat penuaan material isolasi.
Sementara itu, kurangnya minyak akan melemahkan perlindungan isolasi untuk komponen internal, meningkatkan signifikan risiko pelepasan busur, yang mungkin lebih lanjut memicu kerusakan kritis seperti hubungan pendek dan mengancam operasi aman seluruh sistem tenaga listrik.
2. Strategi Operasi dan Pemeliharaan Transformator Turbin Angin di Lapangan Angin
2.1 Inspeksi Umum Transformator
Transformator daya mencapai transmisi tegangan tinggi dan pasokan daya 220V yang stabil di ujung pengguna melalui regulasi tegangan, dan operasi serta pemeliharaannya sangat penting bagi stabilitas sistem tenaga. Lapangan angin besar, menghadapi sejumlah besar transformator yang tersebar luas, mengadopsi mode kombinasi pemantauan jarak jauh dan inspeksi di tempat: Pemantauan jarak jauh menggunakan sistem online untuk memantau parameter operasional, dengan pemeriksaan rutin harian dan pemantauan intensif selama periode puncak untuk merekam data seperti beban dan tegangan, dengan penanganan cepat anomali; inspeksi di tempat mencakup struktur eksternal, segel minyak, koneksi kabel, dan status relai Buchholz, dengan inspeksi tertarget dalam kondisi cuaca khusus. Setelah implementasi, rata-rata tingkat kegagalan tahunan transformator turun dari 3% menjadi di bawah 1%.
2.2 Meningkatkan Operasi Sistem Cerdas
Sistem operasi dan pemeliharaan cerdas memerlukan kolaborasi peralatan dan kemampuan pemrosesan data. Teknologi yang ada sulit memenuhi kebutuhan skenario kompleks seperti penyediaan daya sisi tegangan tinggi, memerlukan pembangunan model baru. Riset dan pengembangan mengikuti proses "konsepsi teoritis - verifikasi laboratorium - aplikasi praktis", menggabungkan teknologi seperti komputasi awan untuk mengembangkan arsitektur modular, yang diterapkan setelah pengujian di platform virtual. Setelah tiga bulan penyetelan sistem, tingkat kegagalan transformator turun 30% pada bulan pertama operasi, memungkinkan peringatan dini potensi kerusakan.
2.3 Memperkuat Pekerjaan Preventif
Pemeliharaan preventif adalah strategi inti, bertujuan untuk mengeliminasi bahaya tersembunyi melalui inspeksi aktif. Lapangan angin menggunakan sistem online untuk memantau parameter seperti suhu minyak, melakukan analisis sampel minyak triwulanan untuk mengevaluasi status isolasi, dan mengoptimalkan sistem manajemen untuk mengklarifikasi tanggung jawab pos. Pemeliharaan transformator tipe kering termasuk membersihkan inti besi, memeriksa casing dan gulungan, dan memelihara permukaan kontak busbar. Setelah implementasi, downtime tidak terencana berkurang dari 240 jam menjadi 40 jam, kerugian ekonomi turun dari 5 juta yuan menjadi 800.000 yuan, dan mean time between failures (MTBF) meningkat dari 2.000 jam menjadi 4.500 jam.
2.4 Pemeliharaan dan Manajemen Minyak
Dalam pembangkitan tenaga angin, transformator lapangan angin—peralatan konversi energi inti—secara langsung mempengaruhi efisiensi dan hasil ekonomi keseluruhan. Sambil mengejar operasi yang efisien, lapangan angin harus memenuhi tanggung jawab sosial dengan mendorong praktik pemeliharaan hijau. Sebagai bagian inti dari manajemen siklus hidup transformator, pemeliharaan minyak tidak hanya menjamin keandalan jangka panjang tetapi juga mendukung operasi yang berkelanjutan.
Minyak transformator, "darah" transformator, sangat penting untuk penghilangan panas; kualitasnya menentukan kinerja listrik dan masa pakai. Pengujian rutin sangat penting, fokus pada dua aspek: 1) sifat fisik dan kimia (kekuatan dielektrik, nilai asam, kelembaban, kontaminasi partikel); 2) Analisis Gas Terlarut (DGA), yang mendeteksi hidrogen, asetilena, etilena, dll., untuk peringatan dini kerusakan internal (pelepasan parsial, overheating, pelepasan busur) dan mendukung pemeliharaan preventif.
Penyaringan dan penggantian minyak adalah kunci pemeliharaan. Dengan waktu, minyak memburuk karena panas, oksidasi, dan akumulasi polutan. Penyaringan online/offline yang efisien menghilangkan kelembaban, kotoran, dan karbon bebas, memulihkan isolasi dan transfer panas. Penggantian minyak tepat waktu, berdasarkan analisis kualitas dan ekonomi yang ketat saat terjadi penuaan, memaksimalkan efisiensi biaya.
Suhu minyak yang tepat mengoptimalkan kinerja dan memperpanjang umur komponen. Pemeriksaan sistem pendingin rutin—membersihkan radiator, memeriksa kipas/pompa—mencegah overheating dari dispersi panas yang buruk. Semua data uji, catatan pemeliharaan, dan log penggantian harus rinci, digital, dan dianalisis untuk membentuk profil kesehatan, memungkinkan perencanaan pemeliharaan yang didasarkan pada data dan terperinci.
3 Kesimpulan
Operasi dan pemeliharaan transformator di lapangan angin menggabungkan presisi teknis dengan manajemen cerdas dan keberlanjutan. Integrasi pemantauan canggih, algoritma AI, dan pengalaman tradisional meningkatkan prediksi kerusakan, mengoptimalkan siklus pemeliharaan, memastikan keandalan pasokan daya, dan memaksimalkan pemanfaatan sumber daya angin. Studi ini, melalui analisis karakteristik operasional, mengusulkan optimasi pemeliharaan, dan meramalkan tren, memberikan wawasan berharga bagi insinyur tenaga angin dan pembuat keputusan.
