Mislykkesymptomer og driftsvedlikeholdsstrategier for generatorsetttransformatorer og vindparktransformatorer

1. Manifestasjoner av feil i generatorsetttransformatorer

1.1 Uvanlig temperaturøkning

Uvanlig temperaturøkning reflekterer direkte en transformators helse og fungerer som et viktig feilvarslingssignal. Under drift forårsaker energikonvertering jern- og kobbertap, som blir omgjort til varme. For å sikre normal drift bruker transformatorer varmeavledningsmekanismer som oljecirkulasjon og varmeeradiasjon for å opprettholde intern temperaturbalanse.

Termometer og online-deteksjonssystemer overvåker endringer i øvre oljeskikt- og vindings temperaturen. Når en transformator misfungerer, forstyrrer dette varmeavledningsrytmen, som fører til uvanlige temperaturøkninger. Dette signaliserer potensielle problemer som overbelastning, isoleringens aldring eller kjølesystemets mislighold, som kan indikere dype mekaniske eller elektriske feil.

1.2 Uvanlig vibrasjon og støy

Under normal drift produserer transformatorer svake vibrasjoner og hørbare lyder. Vekselstrøm i vindinger forårsaker periodiske endringer i magnetfeltet i jernkjernen, som inducerer magnetostrikk i kjernearmer. Subtile magnetiske interaksjoner mellom laminater og dynamiske elektromagnetiske kraftjusteringer inne i spoler genererer regelmessige vibrasjoner og lyder – som transformatorens "livspuls", som reflekterer harmonisk intern elektromagnetisk aktivitet.

Hvis denne "pulsen" avvikler (f.eks. økt vibrasjon, uvanlig lyd eller atypiske støy, som vist i figur 1), kan det avsløre skjulte feil. Løse interne komponenter, vindings kortslutninger eller kjerne-til-jord kortslutninger kan forstyrre energikonvertering, som fører til ekstra mekanisk stress og elektromagnetiske forstyrrelser. Nøyaktig overvåking og analyse av vibrasjon og støy er kritisk for diagnostikk og forebyggende vedlikeholdsstrategi.

1.3 Uvanlig olnivå

Transformatorolje, kjent som "livsblodet" for å sikre sikker drift av utstyr, har flere sentrale roller som varmeavledningsmedium, isoleringsbarriere og bukslukningsmiddel. Den tilstrekkelige mengden avgjør direkte om transformatoren kan opprettholde stabil og effektiv drift under komplekse arbeidsforhold.

Overvåking av olnivå oppnås gjennom nøyaktig designet olnivåindikator, som fungerer som en "flytbarometer" for transformatoren, som reflekterer sanntidsendringer i intern oljemengde. Når olnivåindikatoren viser avvik – spesielt når olnivået faller under standardlinjen – er det ikke bare en enkel reduksjon i oljemengde, men et varselsignal som indikerer potensielle alvorlige risikoer: En nedgang i olnivå vil dramatisk redusere kjøleffektiviteten, føre til varmeakkumulering og intensivert temperaturøkning inni transformatoren, som forhaster isoleringsmaterialets aldring.

Samtidig vil utilstrekkelig olje svekke isoleringsbeskyttelsen for interne komponenter, noe som betydelig øker risikoen for bukslipp, som kan videre utløse katastrofale feil som kortslutninger og trusler mot sikkerheten i hele strømsystemet.

2. Drifts- og vedlikeholdsstrategier for transformatorer i vindparkers vindmøller
2.1 Generell inspeksjon av transformatorer

Krafttransformatorer oppnår høyspændingsoverføring og stabil 220V-strømforsyning til brukeren gjennom spenningstilpasning, og deres drift og vedlikehold er avgjørende for strømsystemets stabilitet. En stor vindpark, som står overfor et stort antall bredt fordelt transformatorer, bruker en kombinert modus av fjernovervåking og påstedinspeksjon: Fjernovervåking bruker online-systemer til å overvåke driftsparametre, med daglige rutiner og intensivert overvåking under toppperioder for å registrere data som belastning og spenning, med tidsmessig håndtering av avvik; påstedinspeksjoner dekker eksterne konstruksjoner, oljeseglinger, linjetilkoblinger og status for Buchholz-relæer, med målrettede inspeksjoner under spesielle værforhold. Etter implementering falt den årlige gjenomsnittlige feilprosenten for transformatorer fra 3% til under 1%.

2.2 Forbedring av intelligente systemers drift

Intelligente drifts- og vedlikeholdssystemer trenger både utstyrskollaborasjon og dataproseringskapasitet. Eksisterende teknologier klarer knapt behovene i komplekse scenarier som høyspendings-side strømforsyning, som krever bygging av nye modeller. Forskning og utvikling følger prosessen "teoretisk konsepsjon - laboratorievalidering - praktisk anvendelse", som kombinerer teknologier som skyberegning til å utvikle modulære arkitekturer, som settes i drift etter testing på virtuelle plattformer. Etter tre måneder med systemjustering, falt feilprosenten for transformatorer med 30% i den første måneden av drift, noe som muliggjorde tidlig varsling av potensielle feil.

2.3 Forsterkning av forebyggende arbeid

Forebyggende vedlikehold er en kjernestrategi, med mål om å eliminere skjulte farer gjennom aktive inspeksjoner. Vindparken bruker online-systemer til å overvåke parametre som oljetemperatur, utfører kvartalsvis oljeprøveanalyse for å evaluere isolasjonstatus, og optimiserer ledelsessystemer for å klargjøre postansvar. Vedlikehold av torrvannstransformatorer inkluderer rensing av jernkjernen, inspeksjon av kasse og vindinger, og vedlikehold av busbar-kontakflater. Etter implementering sank uplanlagt nedetid fra 240 timer til 40 timer, økonomiske tap falt fra 5 millioner yuan til 800 000 yuan, og gjennomsnittlig tid mellom feil (MTBF) økte fra 2 000 timer til 4 500 timer.

2.4 Oljevedlikehold og -forvaltning

I vindkraftproduksjon, er vindparktransformatorer – kjernen i energikonvertering – direkte påvirkende for total effektivitet og økonomisk avkastning. Samtidig som man strever etter effektiv drift, må vindparkene oppfylle samfunnsansvar ved å fremme grønne vedlikeholdspraksiser. Som en kjerne del av transformatorlivssyklusforvaltning, sikrer oljevedlikehold ikke bare langvarig pålitelighet, men også bærekraftig drift.

Transformatorolje, "livsblodet" til transformatorer, er kritisk for varmeavledning; dens kvalitet bestemmer elektrisk ytelse og levetid. Regelmessig testing er derfor viktig, fokuserer på to aspekter: 1) fysiske og kjemiske egenskaper (dielektrisk styrke, syreverdi, fuktighet, partikkelforurensning); 2) Oppløste gassanalyse (DGA), som oppdager hydrogen, acetylen, etylen, etc., for tidlig varsling av interne feil (delvis laddisponering, overoppvarming, bukslipp) og støtte forebyggende vedlikehold.

Oljerensning og -bytte er nøkkelpunkter for vedlikehold. Over tid forverres oljen på grunn av varme, oksidasjon og forurenset akkumulering. Effektiv online/offline filtrering fjerner fukt, forurensninger og fri karbon, gjenoppretter isolasjon og varmeoverføring. Tidlig oljebytte, basert på streng kvalitets- og økonomianalyse når aldring inntreffer, maksimerer kostnadseffektiviteten.

Riktig oljetemperatur optimaliserer ytelsen og forlenger komponentenes levetid. Regelmessige kontroller av kjølesystemer – rensing av radiatører, inspeksjon av ventilatorer/pumper – forhindrer overoppvarming på grunn av dårlig varmeavledning. Alle testdata, vedlikeholdslogger og byttejournaler bør være detaljerte, digitaliserte og analysert for å danne helseprofiler, som muliggjør data-drevet, raffinert vedlikeholdsplanlegging.

3 Konklusjon

Drift og vedlikehold av transformatorer i vindparkene kombinerer teknisk nøyaktighet med intelligent forvaltning og bærekraft. Integrasjon av avansert overvåking, AI-algoritmer og tradisjonell erfaring forbedrer feilprediksjon, optimaliserer vedlikeholdsintervaller, sikrer strømforsyningens pålitelighet og maksimerer vindressursutnyttelse. Denne studien, gjennom analyse av driftsegenskaper, foreslåtte vedlikeholdsforbedringer og trendprognoser, gir verdifulle innsikter for vindkraftingeniører og beslutningstagere.