Analisi tal-Metodi Diagnostiċi għal Falliment ta' Terżuni tal-Nuċleu f'Transformaturi ta' Distribuzzjoni ta' 35 kV

35 kV Distributive Trasformazzjonijiet: Analisi u Metodi Diagnostiċi tal-Falt tal-Grounding tal-Core

Il-trasformazzjonijiet distributtivi ta' 35 kV huma ekipament kritiku komuni fis-sistemi tal-enerġija, li jagħmlu l-kumment importanti tas-silġ tal-enerġija. Imma, waqt il-funzjonament ta' tfalx, is-silġ tal-grounding tal-core sar problem major li jaffettwaw l-operazzjoni stabili tal-trasformazzjonijiet. Il-falt tal-grounding tal-core ma jaffettwawx biss l-effiċjenza energetika tal-trasformazzjoni u jiżżidux is-sostanze tal-manteniment tas-sistema, imma jistgħux wkoll tgħaddeb falt elektriki aktar serji. 

Waqt li l-ekipament tal-enerġija jisbisa, l-frekwenza tal-falt tal-grounding tal-core tdiqs progresivament, bl-bisogna li jkun hemm diagnosi u trattament mill-ġdid tal-falt fl-operazzjoni u manteniment tal-ekipament. Anki jekk kemm metodu diagnostiċi jeżistu attwalment, għandhom ħafna botti tekniki bħal l-efficienza bassa tad-dettuzzjoni u s-silġ tal-falt diffikli. Huwa neċessarju li nexploraw u nagħmlu użu aktar minn teknoloġiji diagnostiċi aktar preċiżi u sensitivi biex n żidu r-relibilità tal-funzjonament tal-ekipament u nassiguraw l-stabilità u s-sigurtà tas-sistema tal-enerġija.

1 Analisi tal-Każijiet u Karatteristiċi tal-Falt tal-Grounding tal-Core fil-Trasformazzjonijiet Distributtivi ta' 35 kV

1.1 Kaużi Komuni tal-Falt tal-Grounding tal-Core

Fl-trasformazzjonijiet distributtivi ta' 35 kV, materiali isolanti solitament jiġu użati bejn lami tal-core għall-isolazzjoni. Imma, waqt it-talb funzjonament, il-kampani elektriku interni u t-temperatura jkunu jiffittu mat-tagħlim progressiv tal-materiali tal-isolazzjoni, speċjalment f-environimenti tal-voltiġġ u t-temperatura alta fejn l-effiċjenza tal-isolazzjoni tiġi misklita rapidament. Waqt it-taqsim tal-isolazzjoni, ir-resistenza tal-isolazzjoni tdiqs, u falz tal-isolazzjoni f-postijiet partikulari jistgħu jiġu multipponti grounding fault.

It-trasformazzjonijiet inevitabilment jgħibu vibrazzjonijiet mekanika waqt it-talb funzjonament. Speċjalment fid-kondizzjonijiet ta' varjazzjoni signifikanti tal-carico, il-vibrazzjoni tista' tiffittu bil-moviment relattiv tal-core u komponenti tal-core clamp. Il-core clamp mhux strett jew il-materiali tal-isolazzjoni skadenti jistgħu jgħiddu grounding faults. Il-defetti tal-manifattura tal-core trasformazzjoni huma ukoll kauzi importanti tal-falt tal-grounding tal-core. Waqt il-manifattura, jekk il-laminat tal-steel silicium għandhom spini, rivestiment tal-isolazzjoni mhux ugwal, jew preċiżjoni tal-proċess tal-core mhux sufficienti, jistgħu jkun hemm dani tal-isolazzjoni lokali. Dawn il-defetti huma sovent konċentrat fit-tieni parti tal-grounding tal-trasformazzjoni. Meta id-distribuzzjoni tal-kampana elektriku fil-core mhux ugwal, jistgħu jiġu discharges partiali.

1.2 Karatteristiċi Elettrika u Perikoli tal-Falt

Il-karatteristiċa elettrika dritt dirett tal-falt tal-grounding tal-core hu l-aument tal-korrent tal-grounding. Wara li jmiss il-falt tal-grounding, il-korrent tal-grounding solitament japparaw b-fluktuazzjonijiet tal-korrent b-komponenti armoniči, speċjalment f-regioni tal-frekwenza għoli magħluq 50 Hz. Meta jiġu falt, il-forma tal-korrent tal-grounding solitament japparaw mhux sinusoidali, b-amplitudini akbar tal-komponenti armoniči.

Il-karatteristiċa tipika ohra tal-falt tal-grounding tal-core hu l-discharge partiali. Wara li jiġu falz tal-materiali tal-isolazzjoni, il-kampana elektriku jiġi kkonsentrata fit-tieni parti skadenti, jgħiddu discharges corona u partiali. Id-discharge partiali solitament jiġu kkurrrenti impulsi għoli frekwenza b-ranġi għoli 3-30 MHz. Is-signali tal-korrent f'dan il-ranġ tal-frekwenza jiġu kapta u analizzati permezz ta' transformers tal-korrent għoli frekwenza (HFCT) spesjaļi.

Il-karatteristiċa elettrika ohra li jiġu ggħadduta mill-falt tal-grounding tal-core hu l-effett tal-aument tal-temperature. Minħabba l-pierdiji tal-rotta tal-falt, l-temperature lokali jiġi kkonsiderata. Dan l-effett tal-aument tal-temperature mhux biss jiġi kkurrrenti direttament il-materiali tal-isolazzjoni, imma jista' wkoll jgħiddu overheatin f-postijiet partikulari tal-core.

1.3 Impatt tal-Falt fuq l-Operazzjoni tal-Trasformazzjoni

Il-falt tal-grounding tal-core jiġu kkurrrenti tal-grounding zghar, li fiddan jiġu kkurrrenti pierdiji addizzjonali fil-core tal-trasformazzjoni. Il-pierdiji tal-core mhux biss eddy current losses u hysteresis losses. Meta jiġu falt tal-grounding, id-distribuzzjoni mhux ugwal tal-fluss magnetiku fil-trasformazzjoni jikkabbad eddy current losses f-postijiet partikulari. Dan mhux biss jiġi kkurrrenti l-effiċjenza energetika tal-trasformazzjoni, imma jista' wkoll jiġi kkurrrenti sostanzjali l-operational costs. Il-pierdiji tal-core zghar jiġu kkurrrenti overheat tal-trasformazzjoni, li fiddan jaffettwaw l-operazzjoni stabili tal-lanġas.

Id-discharge partiali u l-effett tal-aument tal-temperature li jiġu ggħadduta mill-falt tal-grounding tal-core jiġu kkurrrenti l-invecchiamento tal-materiali tal-isolazzjoni interni tal-trasformazzjoni. Waqt l-invecchiamento tal-isolazzjoni, ir-resistenza tal-strati tal-isolazzjoni tdiqs gradwalment, u l-capabilità tal-isolazzjoni elektrika tdiqs progessivament. Meta l-isolazzjoni tkun totalment skadenti, jista' jiġi kkurrrenti short circuits lokali jew falt aktar serji ta' complete short circuit.

Il-falt tal-grounding tal-core mhux biss jiġu kkurrrenti l-effiċjenza elettrika, imma jaffettwaw ukoll il-kompozizzjoni kemika tal-oli tal-trasformazzjoni. Meta l-core jiġu grounded, id-discharge partiali u l-overheating jiġu kkurrrenti l-aument tal-temperature tal-oli intern, li fiddan jiġu kkurrrenti varjazzjonijiet fi l-komponenzi dissoluti tal-oli, speċjalment l-aument anomalu tal-kontenut tal-metano (CH4) u etilen (C2H4).

2 Metodi Diagnostiċi u Paragun Tekniku għal Falt tal-Grounding tal-Core

2.1 Metodi Diagnostiċi Tradizzjonali

Il-metodu tal-resistenza DC hu wieħed mid-metodi diagnostiċi tradizzjonali għal falt tal-grounding tal-core, li qabel jhallef il-falt permezz tal-meżura tal-resistenza tal-isolazzjoni bejn il-core u l-ground. Dan il-metodu japplika votaġġ DC u jmeżura l-rapport tal-korrent mal-votaġġ biex jikalkula r-resistenza tal-isolazzjoni. Idealment, r-resistenza tal-isolazzjoni tal-core għandha tkun f-valur għoli; jekk r-resistenza tdiqs taħt certu limit, jista' jiġi kkurrrenti falt tal-grounding. 

Imma, metodu tal-resistanza DC ma jistax jaqraċċjaf punti tal-erġa' b'preċiżjoni. Ir-riżultati ta' dawk misur għandhom jirriflettu l-prestazzjoni medja tal-isolament tal-kern tal-aħħar u ma jistgħux jiddeterminaw zones speċifika tal-erġa'. Din il-metodu wkoll għandha 'n-izlag ħafna, partikularment meta l-invecchi tar-isolament ma sebbax bidliet sostanzjali fil-resistanza, li jgħadilu l-identifikazzjoni ta' erġaj f'temp prest inefiċienti. Awi, metodu tal-resistanza DC ma jistax jipprovdi informazzjoni dwar it-tip ta' erġa', u l-karatteristiċi tal-erġa' dettaljati ma jistgħux jiġu estratti effettivament mid-data tal-misur.

L-analisi tal-kromatografi tal-żejt tindika l-bidliet fil-komponenti tal-gas dissołuti fl-żejt tal-transformatur biex tinferix it-tibbi tal-erġa'. Dawn il-gass dissołuti huma tipikament prodotti meta jiġi verifikat diskarika, sovraskidan jew falj elettriku oħrajn fuq il-lanġas tal-transformatur. Il-komponenti tal-gas komuni fl-żejt tal-transformatur inklużu metan (CH4), etilen (C2H4), etan (C2H6) u oħrajn. Bidliet fi konsenżi tal-gas jistgħu jirriflettu l-istat operattiv tal-transformatur. 

Bi t-tqassim bejn il-konsenżi tal-gas dissołuti fl-żejt u it-tibbi tal-erġa', huwa possibli li s-silġa tal-erġa' tal-kern tal-grounding fit-transformatur tkun verifikata preliminjarment. L-analisi tal-kromatografi tal-żejt għandha risposta relatavament żallija; wara li terġa' verifikat, jkun hemm bżonn ta' tgħaddi biex il-gass dissołuti jiġu akkumulati, limitand is-soffertz tal-diagnostika tal-erġa'. Awi, l-analisi tal-kromatografi tal-żejt ma tistax tipprovdix lokazzjonijiet tal-erġa' preċiżi jew karatteristiċi speċifiċi, imma tikseb l-erġa' b'means ta' bidliet fil-konsenżi tal-gas. Għal erġaj minori jew intermitenti, id-diagnostika tal-analisi tal-kromatografi tal-żejt tista' tkun żalljeta u ma tistax tirrispondi skond temp lill-erġa'.

2.2 Teknoloġiji Moderni tal-Detizzjoni tal-Instrument

It-teknoloġija tal-detizzjoni tal-diskarika parzjali hija bsieqt tal-prinċipju tas-trasformaturi tal-kurrent ad-altu-freġwenza (HFCT), bl-ħabs u analisi tal-segnali tal-puls tad-diskarika minnuħa mill-erġa' tal-kern tal-grounding biex tediagnostika l-erġa'. Meta jiġi verifikat erġa' tal-kern tal-grounding, id-diskarika parzjali toħloġ segnali tal-kurrent ad-altu-freġwenza fis-punti tal-erġa' tal-isolament. Dawn is-segnali tal-kurrent solitament japparu bħala rumur ad-altu-freġwenza jew segnali tal-puls, bil-ranġi tal-freġwenza ġeneraliem bejn 3-30 MHz. 

Bi t-installazzjoni tas-sensori tal-kurrent ad-altu-freġwenza fuq il-linja tal-grounding tal-transformatur, is-segnali tal-diskarika parzjali jistgħu jiġu ċaċċiwar realment. Din it-teknoloġija tista' tloci efikjentement ipunti parzjali tal-erġa', għandha sensitività alta, u tista' tid-detekta l-erġa' fl-istadijiet inizjali. It-teknoloġija tal-detizzjoni tal-diskarika parzjali tista' tidentifikax efikjentement l-erġaj minori każati minn invecchi tal-isolament jew danjġġament mekaniku, provdind informazzjoni diagnostika tal-erġa' preċiża. Bi t-analisi tal-segnali tal-diskarika parzjali, is-severità u t-trend tad-diwelupp tal-erġa' jistgħu jiġu assenjati, allowan dovkors ta' manutenzjoni jew provvedimenti preventivi korrispondenti.

It-teknoloġija tal-thermal imaging tal-infraross detekta zonas tal-kern bil-temperatura mhux normali permezz ta' kameri tal-thermal imaging tal-infraross biex tverifika jekk jeżisti erġa' tal-grounding. Wara li jiġi verifikat erġa' tal-grounding fit-transformatur, il-perditi tal-korrent eddiki f'zones lokali jagħmlu lil-temperatura tiżdied, partiċularment l-żieda tal-temperatura signifikanti fuq il-punti tal-erġa'. It-teknoloġija tal-thermal imaging tal-infraross tista' timplu r-distribuzzjoni tal-temperatura fuq is-silġa tal-kern realment u tverifika l-esistenza tal-erġa' permezz ta' differenzi tal-temperatura. Tipikament, meta l-differenzi tal-temperatura ikunu magħqudin 10°C, hija meħtieġa investigazzjoni magħquda tal-area. L-avvantġġju tal-teknoloġija din huwa li tista' tiddetektax bidliet ft-temperatura mingħajr kontatt, b'veloċità ta' misur veloċi, li jagħmluha adeguata għal detizzjoni on-site veloċi.

Il-metodu tal-detizzjoni tal-kurrent ad-altu-freġwenza jemplu spirej tal-Rogowski biex jmisshu bidliet fil-kurrent ad-altu-freġwenza fil-linja tal-grounding, tipikament fil-ranġi tal-freġwenza 500 kHz sal-2 MHz. Dawn il-kurrenti ad-altu-freġwenza huma prodotti mill-proċess tad-diskarika minnuħa mill-erġa' tal-kern tal-grounding. Bi t-detekta is-segnali tal-kurrent fid-daqqa tal-freġwenza din, l-esistenza tal-erġa' tista' tivverifikax effettivament. Imfaraġget lil it-teknoloġija tal-detizzjoni tal-diskarika parzjali, it-teknoloġija tal-detizzjoni tal-kurrent ad-altu-freġwenza għandha sensitività aktar għoli u tista' tikkaptax segnali tal-erġa' ħafif wisla. T-taqsam ta' spirej tal-Rogowski għal misur mingħajr kontatt ma jsemplifikax l-installazzjoni imma jilabbis ukoll l-akkuratessa tal-misur. Din it-teknoloġija hija particolarment adeguata għaz-zones diffiċili lill-aċċess u tista' timplu r-detizzjoni online mingħajr danjġġu l-equipament.

3 Ottimizzazzjoni tal-Proċess tal-Diagnostika tal-Erġa' u Analisi ta' Kas

3.1 Rikommandazzjonijiet għal Proċess Ottimizzat tal-Diagnostika

Meta jiġi verifikat erġa' tal-kern tal-grounding, is-silġa qabel għal tiftiħ siev tal-bidlu preliminari permezz ta' teknoloġija tal-thermal imaging tal-infraross. Il-kameri tal-thermal imaging tal-infraross jistgħu jiġbdu rapidament r-mappa tal-distribuzzjoni tal-temperatura tal-silġa tal-transformatur, b'għajnuna lill-personnel tal-diagnostika biex identifikaw zonas possibili tal-żieda tal-temperatura abnormi. Wara li s-siev preliminari jidentifikaw zonas potenzjalment erġaj, is-silġa tnejja għandha tkun permezz ta' kombinazzjoni tal-teknoloġiji tal-detizzjoni tal-kurrent ad-altu-freġwenza u tal-diskarika parzjali għal test preċiż.

Il-metodu tal-detizzjoni tal-kurrent ad-altu-freġwenza jikkaptax bidliet fil-kurrent tal-grounding fid-ranġi tal-freġwenza 500 kHz sal-2 MHz permezz ta' spirej tal-Rogowski, indika effettivament zonas tal-erġa' tal-kern tal-grounding. It-teknoloġija tal-detizzjoni tal-diskarika parzjali monitorja is-segnali tal-puls tad-diskarika realment permezz ta' sensori HFCT, analizzand il-freġwenza u l-intensità tad-diskarika biex tikkonferma iktar preċiżament il-lokazzjoni tal-punti tal-erġa'.

Wara li jiġi verifikat il-kurrent ad-altu-freġwenza u l-diskarika parzjali, is-silġa tnejja għandha tkun biex tverifika u tanalizza l-severità tal-erġa' permezz tal-analisi tal-kromatografi tal-żejt. Bi t-detekta l-gass dissołuti fl-żejt tal-transformatur, partikularment bidliet fil-konsenżi tal-metan (CH4), etilen (C2H4) u oħrajn, in-natura tal-erġa' tista' tivverifikax aktar. Għal erġaj serji tal-kern tal-grounding, l-analisi tal-kromatografi tal-żejt se turi komponeneti tal-gas abnormament elevati. B'kombinazzjoni tal-data tal-kromatografi tal-żejt mal-risultati tal-detizzjoni oħrajn, tista' tkun verifikata l-impatto komprensiv tal-erġa' u tprovdix base għal l-aħħar għażliet ta' riparazzjoni.

3.2 Analisi ta' Kas Tipiku

Fl-operazzjoni ta' substation, l-personnel tal-manutenzjoni notò l-żieda signifikanti tal-kurrent tal-grounding fit-transformatur tal-distribuzzjoni ta' 35 kV, li kienu superaw l-valuri normali. Id-data tal-monitoring wasslu lill-aktar tal-5 A, waqt li fl-kundizzjonijiet normali, il-kurrent tal-grounding għandu jkun inqas minn 100 mA. Il-problema kien li, malgrado l-żieda abnormi tal-kurrent tal-grounding, ma kien hemm ebda indiċi fiziku tal-erġa' esternament evidenti. It-tekniki tradizzjonali tal-diagnostika elettrika kif l-test tal-resistanza DC u l-analisi tal-kromatografi tal-żejt ma provdix informazzjoni preċiża tal-lokazzjoni tal-erġa'.

Biex jisqilu l-problema ta' grounding tal-kern ta' din il-trasformatur, l-impjiegi ta' manutenzjoni ġew emplikati teknoloġiji diagnostiċi moderni diversi. Ilprima, għadu sibu FLIR T640 kamera termografika b'infraross per t-test inizjali, biex jilqgħu rapidament l-areji ta' rafforzament tat-tempuratura fil-kern u komponenti relavanti. Ppriġis, għadu sibu sensuri tal-kurrent ta' alta frekwenza PD-Tech HFCT biex jmonitorjaw il-kurrent tal-grounding. Nharaf, għadu sibu dettori ta' disxarġa partiċjali PD-Tech biex jtestjaw u jaġġustaw is-sinjali tad-disxarġa, bl-obbjettività ta' lokalizzazzjoni ta' punt tal-falta. Ir-riżultati tal-test huma mostrati ftal-Tabella 1.

Tab.1 Riżultati tad-dettazzjoni tal-problemi tal-trasformatur

Bazza l-riżultati tal-dettuzzjoni mill-kamiera termika tal-infrarossu, il-differenza fit-tempertura fl-àrea ħafifa tal-komponenti tal-imqaddem tal-nuċleu sasiegħet 12°C, li kienet ta' barra mill-limiti normali, konferma preliminjarment li kien hemm riskju ta' skident tas-silġ fil-àrea. Il-dettuzzjoni f'temp real permezz ta' sensori ta' kurrent mhux għoxrin jgħallu kurrent ta' territorju ta' 5 A, li kien substanzjalment ta' barra mill-valur normali ta' 100 mA, indika li kien inċident li qalbet fis-trafo. L-analiżi addizzjonali tal-silġ parzjalijali rivelat fluktuazzjonijiet forti fis-segnali ta' kurrent mhux għoxrin f'dawn il-frekwenzi bejn 4.5-18 MHz, bl-intensità tal-silġ parzjalijali tinqasmet gradwalment, indika li l-punt tal-inċident kien fil-komponenti tal-imqaddem tal-nuċleu u l-problema kienet tisir aktar serja.

Il-konferma finali tal-punt tal-inċident kienet fuq il-pad tal-insulazzjoni tal-komponenti tal-imqaddem tal-nuċleu. Il-materjal tal-insulazzjoni kien iktarja minħabba l-operazzjoni għad-dak il-ħin, li l-aħħar isebbha daniel tal-insulazzjoni żgħir li għaġġaq lil inċident ta' territorju. Il-mixxi għall-inċident inkluwet is-sostituzzjoni tal-pad tal-insulazzjoni, u l-prova subbsequenti konfermat li l-kurrent ta' territorju saret torna normali, imballa l-inċident u restitwet l-operazzjoni stabili tal-apparat.

Dan il-każ jidmostraw li l-kombinazzjoni tal-teknoloġija tal-immaġini termika tal-infrarossu, teknoloġija tad-detuzzjoni tal-silġ parzjalijali, u teknoloġija tad-detuzzjoni tal-kurrent mhux għoxrin tista' timprovdew l-effiċjenza u l-akkuratessa tal-diagnostika tal-inċidenti tal-terraturju tal-nuċleu. Fl-operażjonijiet u manutenzjoni attwal, l-personal għandu jagħmel użu regolari ta' dawn it-teknoloġiji għal diagnostika kollettiva biex jgarantiċċa l-operazzjoni sigura u stabili tal-trafo.

4 Konkluzzjoni

Fl-diagnostika tal-inċidenti tal-terraturju tal-nuċleu, l-applikazzjoni komplet tal-teknoloġiji moderni tat-diagnostika tista' timprovdew sostanzjalment l-akkuratessa tal-lokalizzazzjoni tal-inċidenti u l-effiċjenza tad-diagnostika. Permezz tal-effetti sinergetici tad-detuzzjoni tal-kurrent mhux għoxrin, analisi tal-silġ parzjalijali, u teknoloġija tal-immaġini termika tal-infrarossu, ir-riskji potenzjali tal-apparat kieno mogħdija fin-nieswa, u l-orixin tal-inċidenti kien identifikat preċiżament, bil-ħsara tal-istoppaġġi tal-apparat u l-allung tal-ħajja tal-trafo.

Fl-avvenur, b'devvlovv u applikazzjoni kontinwa ta' teknoloġiji ġodda tad-detuzzjoni, id-diagnostika u manutenzjoni tal-inċidenti tal-terraturju tal-nuċleu se ssiru aktar effiċienti u preċiżi, bil-ħsara tal-stabilità u sigurtà tas-sistema tal-enerġija.