Monitorització de l'estat dels transformadors d'alta tensió: Reduir les interrupcions i els costos de manteniment

1. Definició de la manteniment basat en condicions

El manteniment basat en condicions és un enfoque de manteniment on les decisions de reparació es determinen pel estat operatiu i la condició de salut de l'equipament en temps real. No hi ha horaris fixos ni dates preestablertes per al manteniment. El requisit previ per a aquest tipus de manteniment és l'establiment de sistemes de monitorització dels paràmetres de l'equipament i l'anàlisi exhaustiva de diversa informació operativa, permetent prendre decisions de manteniment racionals basades en les condicions reals.

A diferència dels mètodes tradicionals de manteniment basats en el temps, el manteniment basat en condicions busca mantenir l'equipament funcionant durant períodes més llargs, minimitzant les parades per manteniment, a menys que l'equipament s'apropi a un estat crític on la deterioració del rendiment és imminent. Reemplaçant els cicles de manteniment fixos amb l'estat operatiu real com base per a les decisions de manteniment, aquest enfocament no només redueix la freqüència de talls d'electricitat, sinó que també millora la fiabilitat del subministrament d'energia.

Més important encara, la reducció de talls minimitza les pèrdues econòmiques innecessàries i, corresponentment, redueix els incidents de seguretat personal del personal de l'electricitat. Aquest mètode augmenta els beneficis econòmics i redueix els costos. Per accelerar el desenvolupament econòmic nacional i garantir la qualitat de vida de la població, implementar estratègies de manteniment basades en condicions amb la tecnologia i les condicions actuals és tant suficient com necessari.

2. Significació del manteniment basat en condicions i manteniment

Els transformadors representen un dels components crítics per a la operació normal i estable dels sistemes elèctrics. Situats al centre dels cinc segments dels sistemes elèctrics—generació, transmissió, transformació, distribució i consum—els transformadors funcionen essencialment com màquines elèctriques estàtiques. Com sabem, els transformadors desempenyen el paper vital de canviar els nivells de tensió, servint com dispositius de transferència d'energia i potència, i actuant com núcleus centrals en les xarxes elèctriques. La estabilitat dels transformadors afecta directament la estabilitat de l'operació de les xarxes.Amb el ràpid desenvolupament econòmic i la modernització nacional, la escala de les xarxes elèctriques continua expandint-se, posant càrregues cada cop més greus als transformadors i elevant la importància de les qüestions de manteniment i reparació.

Les estadístiques mostren que els errors relacionats amb els transformadors representen el 49% de tots els accidents de les xarxes elèctriques. Per tant, enfatitzar el treball de manteniment i reparació dels transformadors és una mesura crucial per assegurar l'operació salubre de la xarxa i prevenir els accidents d'electricitat. A més, aquest enfocament proporciona beneficis econòmics a les empreses i als sistemes elèctrics. Encara que els talls d'electricitat programats per manteniment i reparació són previsibles i es poden preparar, inevitadament impacten la producció de les empreses i la vida quotidiana.

Amb l'avance tecnològic i el creixement de l'indústria elèctrica, la demanda d'electricitat residencial ha augmentat significativament, amb requeriments de major estabilitat. La tecnologia dels transformadors elèctrics a la Xina també s'ha madurat considerablement, especialment en la monitorització en línia i el diagnòstic de fallades. Si bé en els darrers anys s'ha fet una recerca extensa en mètodes de diagnòstic de fallades, els estudis sobre reparació de fallades, avaluació de condicions i formulació de plans de manteniment encara són limitats. Tanmateix, a mesura que la escala de la xarxa continua ampliant-se, la importància del manteniment i la gestió es torna cada cop més prominent, amb costos associats que augmenten continuament. Per tant, determinar mètodes de manteniment adequats i abordatges de diagnòstic ha esdevingut urgent. Implementar els plans de manteniment més racionals pot estalviar costos de reparació mentre s'assegura l'operació normal.

3. Informació de condició i presa de decisions

Per a l'avaluació de la condició dels transformadors, el personal ha de tenir coneixements exhaustius, inclosos els estats operatius normals i els estàndards de paràmetres rellevants. Només amb aquesta comprensió poden desenvolupar solucions exhaustives durant la monitorització de la condició. En els processos reals de monitorització i diagnòstic, es poden utilitzar diversos mètodes per recopilar dades d'estat i paràmetres.

3.1 Comprensió de la informació original de l'equipament

El personal ha de comprendre i analitzar a fons l'estat operatiu original dels transformadors de la seva responsabilitat, familiaritzant-se amb els paràmetres rellevants. Es ha de prestar especial atenció als possibles canvis de paràmetres en diferents estacions. Per als transformadors nous, s'haurien de registrar i comparar els paràmetres de documentació amb els paràmetres operatius reals. Això requereix la monitorització preventiva de dades dels transformadors, incloent dades bàsiques, dades de característiques especials i dades actualitzades després de milloraments o reparacions de l'equipament. Només amb aquesta base, el personal pot prendre jutjaments racionals després de la monitorització de la condició.

3.2 Inspecció preliminar dels transformadors

La inspecció preliminar de l'equipament implica més que simplement recopilar dades bàsiques abans de l'operació de l'equipament. Idealment, hauria d'incorporar la vida útil de l'equipament, informació del fabricant i l'avaluació de l'entorn operatiu. Això és degut a que l'entorn operatiu i la vida útil causen diferents graus de degradació de les components. Els transformadors que operen en entorns naturals adversos requereixen una consideració particularment exhaustiva, ja que això afecta la precisió del treball d'inspecció i, posteriorment, influeix en l'avaluació de la condició i les decisions sobre la estratègia de manteniment. Els productes de diferents fabricants en diferents períodes poden tenir característiques úniques, requerrint enfoques de monitorització específics i atenció als canvis de dades.

3.3 Familiarització amb les dades rellevants de l'equipament

Els estàndards de paràmetres són crucials en les proves de transformadors. La monitorització de la condició en línia requereix referències establertes, encara que aquests estàndards de paràmetres no són punts de dades estàtics. Només les dades estàndard racionals permeten comparacions posteriors a la monitorització significatives. A més, les dades històriques serveixen com un altre punt de referència. Després de funcionar durant períodes llargs, l'equipament experimenta una degradació, però pot no necessitar immediatament un tall d'electricitat per a reparació o substitució.

Per tant, quan el personal registra amb precisió la freqüència, el moment i la ubicació de les fallades, i compara aquestes dades amb els paràmetres estàndards i històrics, poden determinar els resultats de la monitorització de l'estat actual. Això requereix que el personal tècnic tingui un coneixement exhaustiu dels estàndards de dades per completar amb precisió la tasca de monitorització i diagnòstic. Cada inspecció i conjunt de dades registrades es converteix en una referència important per a la monitorització posterior.

4. Indicadors d'avaluació de la manteniment basat en l'estat i determinació del pla de manteniment

El sistema d'indicadors d'avaluació consta dels següents components:

• Seguretat: Impacte de les fallades en el funcionament segur de la xarxa elèctrica

• Fiabilitat: Inclou la reducció de la fiabilitat del subministrament d'energia deguda al manteniment i la millora de la fiabilitat gràcies a les reparacions, així com els períodes de rodatge dels equips després del manteniment

• Economia: Inclou principalment els costos de reparació dels equips i les pèrdues econòmiques causades per les interrupcions de l'energia durant els períodes de manteniment

• Altres: Coneixements tècnics necessaris per a les reparacions, gestió de peçes de recanvi i components, disposició raonable de peçes de recanvi i components i mètodes d'emmagatzematge per prevenir la restauration retardada de l'energia mentre s'esperen les peçes de recanvi

Aquests indicadors d'avaluació, similars als diversos plans de manteniment proposats després de les fallades dels transformadors (a introduir a continuació), s'introdueixen a través d'una interfície home-màquina amb els seus valors d'avaluació corresponents per completar el procés de presa de decisions dels plans de manteniment basats en l'estat.

5. Conclusió

La monitorització de l'estat dels transformadors ha de permetre una comprensió completa, amb dades i indicadors que reflecteixin plenament l'estat operatiu i el nivell de rendiment. Avui en dia, la tecnologia dels transformadors continua avançant, amb nombrosos factors que afecten el seu estat. Qualsevol component en qualsevol moment pot tenir diferents graus d'influència, i diferents perspectives requereixen diferents enfocaments de manteniment. Per tant, l'avaluació de l'estat ha de ser científica i completa per assolir realment l'objectiu final del manteniment basat en l'estat.

Per assegurar que els indicadors d'avaluació reflecteixin de manera completa i precisa l'estat operatiu dels transformadors, s'han de seguir els principis de validesa científica, viabilitat i completitud. Els indicadors de monitorització i les dades completes han de reflectir els canvis en l'estat dels transformadors, revelant així les tendències de desenvolupament de l'equip dels transformadors.