Soluzzjoni Kompleta għal L-Akmilament tal-Performanż tal-Transformer tal-Transmissjoni: Ottimizzazzjoni tal-Raffreddament u Riduzzjoni tal-Perditi tal-Kirka Magnetika

1. Kontext uċ-ċhalliġġ

Fl-aħħar tal-ħalijiet tal-elettricità u r-requisiti l-iżjed stringenti għall-operazzjoni stabili tal-grid, it-trasformaturi ta’ trasferiment huma qabża sfidijiet kbir tal-effiċjenza operattiva, il-kontroll tas-silġ ta’ t-tempertura, u r-reliabilità a longu termi. It-temperturi operattivi eċċessivi jaffrettaw l-invecchiament tal-materiali dieliktriċi, jiġċoċċaw l-ġmien tal-equipment, u jżidux ir-riskju tal-faliġit. Il-perdiġi eċċessivi tal-magħluq magneżiku (primarment perdiġi tal-ħadid u tal-ram) jnimxux l-effiċjenza tal-utilizzazzjoni tal-enerġija, b’modi li jiġi kreati koszji operattivi mhux neċessarji. Biex naddrġuhom is-siddej żewġ problemi komuni fit-trasformaturi ta’ trasferiment—silġ eċċessiv ta’ t-tempertura u perdiġi magneżiku signifikanti—din il-soluzzjoni komprensiva tiftaħ.

2. Obbjettwi tas-Soluzzjoni

• Riduzzjoni Signifikanti tal-Temperturi Operattivi: Kuntrolla t-tempertura tal-oil f'fuq u t-tempertura tal-punkt tal-ardentur fil-bobini ġejjin fl-limiti siguri tal-operazzjoni.
• Riduzzjoni Effettiva tal-Perdiġi tal-Magħluq Magneżiku: Fokussa fuq ir-riduzzjoni tal-perdiġi bla karrikatur (perdiġi tal-ħadid) u tal-perdiġi tal-karrikatur (perdiġi tal-ram), biex tgħaddi l-effiċjenza operattiva ollgħa.
• Iżdieda tal-Riliabilità Operattiva: Nirriġdu l-riskju tal-faliġit minħabba s-silġ eċċessiv u l-perdiġi eċċessivi, biex tindlu l-ġmien tas-servizz tal-trasformaturi.
• Ottimizazzjoni tal-Koszji Totali tal-Ċiklu tal-Ħajja: Iżdieda l-effiċjenza ekonomika tal-trasformaturi permezz ta’ risparmju tal-enerġija u rifda fil-frekwenza tal-manutenzjoni.

3. Misuri Mitigazzjonari Korijini

Din is-soluzzjoni adotta strategija integrazzjoni ta’ "Kontroll tal-Font tal-Perdiġi + Potenzjal Aqqis tal-Dissipazzjoni tal-Ħalijiet + Manġement Preċiż tal-Kondizzjoni":

3.1 Ottimizzazzjoni u Aġġornament tal-Sistema tal-Raffreddament, Iżdieda l-Effiċjenza tal-Dissipazzjoni tal-Ħalijiet (Addressing Temperature Rise)

• Użu metodi effiċjenti ta’ raffreddament:
• Raffreddament Forzat tal-Arej (OFAF/ODAF): Konverti l-esistenti trasformaturi tal-arej natural (ONAN) jew raffreddati forzat bl-arej (ONAF), jew ipprovdi l-unitajt ġodda b'ventilaturi assiali ta' performanż elevat. Agħżel ventilaturi effiċienti, b'ħalb bass u resistenti għall-klima kombinata mal-kontroll intelligenti tal-flus tal-arej (pereżempju, avviż/istabbilizament awtomatiku bsedut fuq t-tempertura jew modifika tal-frekwenza variabili) biex iżdieda l-effiċjenza tal-konvezzjoni tal-arej fuq is-surfici tal-radiatori u tneħħa r-rapidament il-ħalijiet.
• Raffreddament Forzat tal-Oil bil-Lanġas (OFWF): Priorità għal trasformaturi ta' kapasità superiore, unitajt b'fattur karrikatur elevat, jew operattivi ftit ambjent tal-tempertura eċċessiva. Eqwippjaw b'pumpi tal-oil ta' effiċjenza elevata u scambjaturi tal-ħalijiet tal-plaka biex ikseb l-benefiċċju tal-speċifika tal-ħalijiet tal-lanġas għad-dissipazzjoni effiċjenti. Rikjeb sistemi ta' trattament tal-lanġas (biex inibixxi l-formazzjoni tal-ħalib u l-korozjoni) u mekanismi ta' garanzija tal-affidabilità (pereżempju, dawk tal-lanġas, pumpi backup).
• Kulħadd tal-Ħalijiet tal-Pipa tal-Ħalijiet: Installa moduli tal-pipa tal-ħalijiet f'punti kritiċi tal-radiatori biex ikun effiċjenti fil-kunduzzjoni u dissipazzjoni tal-ħalijiet tal-punti tal-ardentur lokali permezz tal-prinċipju tal-kambjament tal-faża.
• Ottimizzazzjoni tal-Struttura u Layout tal-Radiatori:
• Użu radiatori b'area surfici zidda (pereżempju, radiatori finati, panel radiatori) u disigni ottimali tal-flus.
• Asegura flus regolari tal-media tal-raffreddament (arej jew lanġas), elimina ristrenji lokalijiet tal-flus, u iżdieda l-uniformità tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet.
• (Għal raffreddament tal-arej) Ottimizza l-posizzjoni tal-ventilaturi u disign tal-tubature biex asegura l-uniformità tal-flus tal-arej fuq is-surfici tal-radiatori, minnimum dead zones.
• Kontroll Raffreddament Intelligenza:
• Ajusta awtomatikament l-output tas-sistema tal-raffreddament (veloċita'/numru tal-ventilaturi, flus tal-pumpi tal-oil) bsedut fuq monitoraġġ real-time tal-tempertura tal-oil, tempertura tal-bobini, u tempertura ambiјent. Iġi raggiunguda raffreddament su domanda, garantendu l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tal-ħalijiet waqt li minnimum konsum tal-enerġija tal-equiment ausiliarju.

3.2 Ottimizzazzjoni tal-Materiali u Struttura tal-Core, Riduzzjoni tal-Perdiġi tal-Ħadid (Kontroll tal-Perdiġi tal-Core Magneżiku)

• Aġġira Materiali tal-Core ta' Performanż Elevat:
• Priorità għal foghiet tal-ħadid silicium fredd rollati permeabilità elevata, perdita unitaria bassa (pereżempju, acciaju HiB) jew materiali pju avvanzati alleanza amorfa (offrendu vantaggi significativi għal riduzzjoni tal-perdiġi bla karrikatur).
• Kontrolla strettament spessor, pianità, u kalità tal-strata tal-diellektriku tal-foghet tal-ħadid silicium biex minnimum il-perdiġi tal-histeresi u tal-correnti vorticosi.
• Ottimizzazzjoni tal-Disign u Proċessi ta' Manifattura tal-Core:
• Implementa tekniki step-lap stacking biex minnimum il-reluttanza magneżika fis-silġ, riducendu l-perdiġi addizzjonali tal-ħadid.
• Kontrolla preċisa fattur tal-stacking tal-core u forza tal-qasr biex asegura distribuzzjoni uniformi tal-magħluq magneżiku u evita saturazzjoni lokali.
• (Applicazzjoni ta' Teknoloġiji Avvanzati) Esplora tekniki kif laser scribing (Laser Scribbling) biex ottimiza struttura tal-domini magneżiku tal-materiali.
• Ottimizza metodi tal-grounding tal-core u skruttagiu biex minnimum il-perdiġi tal-corsa tal-structuri.

3.3 Ottimizzazzjoni tal-Disign tal-Bobini u Miglioramenti tal-Proċess, Riduzzjoni tal-Perdiġi tal-Ram (Kontroll Chiave tal-Perdiġi Magneżiku)

• Ottimizzazzjoni tal-Struttura tal-Bobini u Disign Elettromagnetiku:
• Kalkola preċisa distribuzzjoni tal-ampere-turns, ottimizza forma tal-sezzjoni trasversali tal-konductor (pereżempju, użu cavi continuamente traspostati - CTC jew cavi traspostati self-bonding - TTC) biex minnimum il-correnti circolanti u le correnti vorticosi.
• Scegli materiali di conduttore (rame senza ossigeno alta conduttività) e densità di corrente in modo ragionevole, riducendo efficacemente le perdite di resistenza continua mentre si soddisfano i vincoli di aumento di temperatura.
• Ottimizza altezza, diametro, e dimensioni radiali del bobine per controllare il flusso di dispersione e ridurre le perdite di dispersione.
• Processi di Produzione Avanzati:
• Assicura compattezza uniforme del bobinaggio utilizzando attrezzature di avvolgimento a tensione costante.
• Utilizza processi avanzati di Impregnazione a Pressione nel Vuoto (VPI) o colata di resina per garantire un riempimento completo delle fessure con materiali isolanti, migliorando la conducibilità termica e la resistenza meccanica, quindi aiutando la dissipazione del calore e riducendo le scariche parziali.

3.4 Monitoraggio della Condizione del Circuito Magnetico e Manutenzione Proattiva (Gestione a Ciclo Chiuso, Garanzia delle Prestazioni a Lungo Termine)

• Implementa Monitoraggio Preciso della Condizione del Circuito Magnetico:
• Valuta complessivamente la salute del circuito magnetico integrando monitoraggio online (ad esempio, Analisi dei Gas Dissolti - DGA, monitoraggio di scariche parziali ad alta frequenza, monitoraggio di vibrazioni/rumori acustici, termografia infrarossa) e test offline (test periodici di deformazione del bobinaggio, test di perdite a vuoto e carico, test di corrente di terra del nucleo).
• Monitoraggio Focalizzato: Segni di guasti multi-punto di terra del nucleo, fluttuazioni anomale delle perdite, sovraccarichi di schermi magnetici e strutture di fissaggio.
• Stabilisci un Meccanismo di Manutenzione Preventiva:
• Sviluppa piani di manutenzione mirati al circuito magnetico basati sui dati di monitoraggio della condizione e sulla storia operativa.
• Ispettazioni periodiche del nucleo e della struttura di fissaggio: Assicura un affidabile collegamento a terra a singolo punto, rileva e correggi prontamente guasti multi-punto di terra (che aumentano significativamente le perdite di ferro e causano sovraccarichi).
• Ispettazioni di schermi magnetici, morsetti e altre componenti strutturali: Controlla allentamenti, sovraccarichi o tracce di scariche; elimina prontamente anomalie.
• Durante le ispezioni di sollevamento del nucleo/coperchio, esegui controlli e manutenzioni mirate alle giunzioni lamellari del nucleo e alla condizione di fissaggio.
• Esegui analisi diagnostica approfondita su tendenze al rialzo di perdite anomale per identificare le cause radicate e implementare azioni correttive.

4. Benefici Attesi

• Riduzione Significativa dell'Aumento di Temperatura: Si prevede che le temperature operative (specialmente le temperature dei punti caldi) siano efficacemente controllate, con riduzioni che raggiungono gli obiettivi previsti (ad esempio, 15-25%), alleviando notevolmente lo stress di invecchiamento termico degli isolanti.
• Riduzione Effettiva delle Perdite del Circuito Magnetico:
• Perdite di ferro (Perdite a vuoto): Si prevede una riduzione del 20-40% attraverso nuovi materiali e processi (particolarmente significativa quando si utilizzano leghe amorfe).
• Perdite di rame (Perdite a carico): Si prevede una riduzione del 10-25% attraverso un progettazione ottimizzata del bobinaggio.
• Miglioramento generale dell'efficienza del 1-3 punti percentuali, portando benefici economici considerevoli e riduzioni delle emissioni di carbonio.
• Miglioramento Sostanziale della Affidabilità: I rischi di guasto causati da sovraccarichi e anomalie del circuito magnetico sono significativamente ridotti, migliorando la disponibilità dell'equipaggiamento e prolungando la vita utile.
• Ottimizzazione del Costo Totale del Ciclo di Vita: Nonostante un potenziale investimento iniziale più elevato (ad esempio, materiali ad alto rendimento, sistemi di raffreddamento avanzati), i benefici derivanti dal risparmio energetico a lungo termine, dalla riduzione dei costi di manutenzione e dall'estensione della vita utile sono più sostanziosi, ottenendo un ritorno sull'investimento (ROI) favorevole.

5. Ambito di Applicazione

Questa soluzione si applica a trasformatori di trasmissione (potenza) immersi in olio nuovi e in servizio a livello di tensione di 35kV e superiore. Misure specifiche possono essere personalizzate e implementate in base alla capacità, al livello di tensione, all'ambiente operativo, all'importanza e allo stato attuale del trasformatore.