Nel sistema di potere,trasformatori immersi in oliooccupano un'ampia gamma di scenari applicativi, dalla produzione di energia all'incremento della distribuzione all'esterno grazie alla loro eccellente capacità di dissipazione del calore, all'elevata capacità di carico di sovraccarico e ai costi di produzione relativamente economici. Tuttavia, a differenzatrasformatori di tipo-a secco, i trasformatori immersi in olio utilizzano olio minerale o olio isolante sintetico come principale mezzo di isolamento e raffreddamento, il che conferisce loro prestazioni eccellenti ma comporta anche sfide di manutenzione uniche. L'olio del trasformatore si ossiderà e si deteriorerà nel tempo, le guarnizioni invecchieranno e perderanno e all'interno potrebbero generarsi gas di guasto latenti. Gli accessori devono essere calibrati regolarmente. Trascurare queste fasi di manutenzione può portare a una diminuzione dell'efficienza delle apparecchiature, a un aumento del consumo di energia e, nei casi più gravi, a guasti dell'isolamento, bruciatura degli avvolgimenti e persino incidenti esplosivi. Quindi, quali sono i passaggi chiave che dovrebbe coprire un piano di manutenzione sistematico e scientifico per i trasformatori immersi in olio? Come dovrebbero essere coordinate e coordinate le ispezioni giornaliere e la manutenzione regolare?
Il sistema di manutenzione dei trasformatori in olio dovrebbe essere stabilito a partire dalle ispezioni giornaliere del personale operativo. Per i trasformatori operanti all'aperto si consiglia di effettuare un controllo visivo e strumentale giornaliero o almeno ogni due giorni. Il focus dell'ispezione può essere riassunto in quattro parole: "olio, temperatura, suono e accessorio". Il cosiddetto-chiamato "olio" si riferisce innanzitutto al fatto che l'indicatore del livello dell'olio indichi entro l'intervallo normale - i trasformatori sono generalmente dotati di indicatori del livello dell'olio (tubi indicatori dell'olio), su cui sono incise le curve del livello dell'olio corrispondenti alla temperatura ambiente. Durante il funzionamento, il livello dell'olio dovrebbe rientrare nell'intervallo normale della temperatura corrispondente. Se il livello dell'olio è troppo basso, potrebbe indicare una perdita o un mancato-rabbocco dell'olio a lungo termine, che può portare a una diminuzione delle capacità di isolamento e dissipazione del calore; Se il livello dell'olio è troppo alto (specialmente durante i carichi pesanti in estate), potrebbe traboccare a causa dell'espansione termica e persino spruzzare olio dal respiratore. La "temperatura" si riferisce alla temperatura massima dell'olio, che generalmente non dovrebbe superare gli 85 gradi per i trasformatori immersi in olio convenzionali e non dovrebbe superare i 95 gradi in particolari situazioni di emergenza. L'aumento improvviso della temperatura dell'olio è spesso un precursore di guasti interni (come cortocircuiti locali, messa a terra multipla di nuclei di ferro) e deve essere analizzato immediatamente in combinazione con le condizioni di carico. Per "suono" si intende il suono prodotto durante il funzionamento di un trasformatore. Il suono normale di un trasformatore immerso in olio è un suono elettromagnetico uniforme e continuo; Se si sente un suono di scarica "cigolante", un suono "crepitio" irregolare o un suono "rimbombante" intenso, potrebbe indicare un guasto a terra, un nucleo di ferro allentato o un cortocircuito tra spire e spire. Attacco "si riferisce a una rapida osservazione degli attacchi: se il silicone nel respiratore è cambiato da blu a rosa (saturazione di umidità), se c'è accumulo di gas nel relè del gas, se la valvola di rilascio della pressione è saltata fuori o macchie d'olio dopo l'azione e se ci sono crepe o segni di scarico sulla manica. Anche se queste ispezioni quotidiane possono sembrare semplici, sono la prima linea di difesa per cogliere i primi segni di malfunzionamento e prevenire l'escalation degli incidenti.
Se le ispezioni quotidiane sono la diagnosi preliminare di "osservazione, annusamento, domande e taglio", allora l'analisi regolare dei campioni di olio è l'"esame del sangue" per verificare lo stato di salute all'interno del trasformatore. L'olio del trasformatore subirà ossidazione sotto l'influenza della temperatura, del campo elettrico e dell'ossigeno durante il funzionamento a lungo termine-, generando sostanze acide, fanghi e acqua. Allo stesso tempo, i gas caratteristici del guasto (come idrogeno, acetilene, monossido di carbonio, ecc.) disciolti nell'olio possono riflettere la gravità del surriscaldamento o della scarica dell'avvolgimento. Pertanto, per i trasformatori di distribuzione in funzionamento normale, si raccomanda di effettuare prove di analisi semplificate almeno una volta ogni tre anni, includendo indicatori quali tensione di rottura, indice di acidità, tensione interfacciale, ecc.; Per importanti trasformatori industriali o di rete elettrica, la gascromatografia disciolta (DGA) e l'analisi della qualità dell'olio dovrebbero essere condotte annualmente. La tecnologia DGA è attualmente uno dei metodi più sensibili per determinare i guasti latenti nei trasformatori: quando nell'olio appare acetilene (C2H2) accompagnato da un aumento del contenuto di idrogeno (H2) e di idrocarburi totali, suggerisce la possibilità di scarica ad arco; Una percentuale maggiore di metano (CH4) ed etilene (C2H4) è correlata al surriscaldamento alle alte temperature; L'improvviso aumento del contenuto di monossido di carbonio (CO) e di anidride carbonica (CO2) indica spesso la pirolisi o l'invecchiamento dell'isolamento solido (carta, cartone). Ottenere regolarmente questi dati e confrontarli longitudinalmente con quelli di fabbrica o con le registrazioni precedenti può aiutare a rilevare tempestivamente le tendenze di degrado dell’isolamento e a sviluppare scientificamente piani di manutenzione. Se la qualità dell'olio si deteriora gravemente (ad esempio tensione di rottura inferiore a 30 kV, indice di acidità superiore a 0,2 mgKOH/g), è necessario filtrare l'olio o sostituirlo con olio nuovo e allo stesso tempo indagare sulla causa principale del deterioramento dell'olio (ad esempio guasto della guarnizione, assorbimento di umidità, funzionamento in sovraccarico, ecc.).
Un altro obiettivo della manutenzione dei trasformatori immersi in olio è l'ispezione e la manutenzione regolari degli accessori. Essendo il nucleo protettivo dei relè a gas (relè a gas), è necessario condurre un'ispezione del rilascio del gas e un test di funzionamento ogni sei mesi o un anno. Durante il funzionamento del trasformatore, il gas generato da guasti interni si accumulerà nella parte superiore del relè gas. Quando il volume del gas raggiunge una certa quantità, la protezione del gas leggero si attiverà e invierà un segnale di allarme; Il gas pesante viene attivato direttamente dall'impatto del flusso d'olio sul deflettore. Durante la manutenzione, verificare innanzitutto che il trasformatore sia sotto carico, aprire la valvola di rilascio del gas del relè del gas e scaricare il gas accumulato finché l'olio non fuoriesce; Se si verificano frequenti allarmi di gas leggeri, è necessario analizzare la composizione del gas per determinare se è presente un guasto persistente. Essendo un dispositivo di protezione da sovrapressione per il serbatoio del carburante, la tenuta e l'integrità della molla della valvola limitatrice di pressione dovrebbero essere controllate ogni anno e la sua pressione operativa dovrebbe essere verificata in caso di interruzione di corrente (solitamente utilizzando un tester dedicato). Per i commutatori sotto carico (se configurati), l'olio isolante nella sala interruttori deve essere sostituito regolarmente secondo le istruzioni del produttore (ad esempio ogni 5000 interruttori o ogni anno di funzionamento) e la variazione della resistenza del resistore di transizione deve essere controllata. Una volta che il silicone che assorbe l'umidità nel respiratore non funziona più (diventa rosa), deve essere sostituito immediatamente, altrimenti l'aria umida entrerà direttamente nel cuscino d'olio, accelerando il deterioramento della qualità dell'olio. Inoltre, la boccola del trasformatore è l'uscita del cavo ad alta-tensione e anche la pulizia della superficie della boccola, il controllo della presenza di segni o crepe dovuti alla scarica a corona, è un'attività di routine nella manutenzione annuale.
A differenza dei trasformatori di tipo-a secco, il componente principale dei trasformatori immersi in olio - olio per il corpo del trasformatore - richiede rigorosi standard di gestione del livello dell'olio e di rifornimento dell'olio. Se durante l'ispezione il livello dell'olio risulta inferiore alla scala normale, non è consentito aggiungere a piacimento alcuna marca di olio per trasformatori. L'approccio corretto è identificare innanzitutto il motivo della diminuzione del livello dell'olio e se sono presenti punti di perdita evidenti (come guarnizioni delle valvole, saldature, flange del corpo, ecc.). Successivamente è necessario aggiungere nel trasformatore olio nuovo della stessa marca di quello originale, che abbia superato il test di tenuta alla tensione e l'analisi chimica; Quando si miscela olio di origini e marche diverse, è necessario eseguire prima un test di miscelazione per confermare che non vi siano precipitazioni e che il numero di acidità non superi lo standard prima dell'uso. Prima del riempimento, l'aria all'interno della capsula del cuscino d'olio deve essere drenata completamente e l'olio deve essere iniettato lentamente dalla valvola di iniezione dell'olio fino al contrassegno del livello dell'olio specificato (corrispondente al livello attuale della temperatura dell'olio). Dopo il rifornimento, attendere un periodo di tempo per consentire la completa fuoriuscita delle bolle nell'olio, quindi misurare nuovamente la resistenza di isolamento e verificare che non vi siano anomalie prima di continuare a utilizzare.
Per i trasformatori immersi in olio che sono in funzione da molti anni, è necessario eseguire riparazioni importanti sul nucleo sospeso o sulla copertura sospesa secondo il piano. Di solito, il primo ciclo di manutenzione importante per i trasformatori di distribuzione avviene da cinque a dieci anni dopo la loro messa in funzione, quindi può essere eseguito ogni cinque-otto anni in base all'analisi della qualità dell'olio e alle condizioni operative. La revisione richiede lo spegnimento del trasformatore, lo scarico dell'olio, il sollevamento del corpo del trasformatore e l'esecuzione di un'ispezione completa dei componenti interni come il nucleo di ferro, gli avvolgimenti, i conduttori e i cuscinetti isolanti. La manutenzione include la misurazione della resistenza di isolamento, del rapporto di assorbimento e dell'indice di polarizzazione dell'avvolgimento, il controllo se il nucleo di ferro è messo a terra in più punti (che può essere determinato misurando la resistenza di isolamento del nucleo di ferro a terra), il serraggio di tutti i chiodi a pressione e i bulloni di serraggio, il controllo se l'avvolgimento è deformato, scolorito o spostato, la sostituzione di cuscinetti isolanti invecchiati o incrinati, la pulizia dell'interno del serbatoio dell'olio e il trattamento della ruggine e la sostituzione di tutte le guarnizioni di tenuta. Dopo riparazioni importanti, è necessario eseguire l'iniezione dell'olio sotto vuoto e il trattamento della circolazione dell'olio caldo, nonché ripetere tutti gli elementi dei test di fabbrica (inclusi assenza di carico, carico, tensione di resistenza all'induzione, scarica parziale, ecc.). Sebbene il carico di lavoro di revisione sia elevato e i costi elevati, si tratta di un mezzo efficace per prolungare la vita utile dei trasformatori (da una vita prevista di 20 anni a oltre 40 anni), in particolare per i trasformatori nei nodi critici.
Oltre alla manutenzione del corpo trasformatore sopra citata, anche la gestione dell'ambiente operativo dei trasformatori immersi in olio è parte integrante del sistema di manutenzione. Il luogo di installazione dei trasformatori deve mantenere una buona ventilazione per evitare l'accumulo di materiali infiammabili ed esplosivi. Per i trasformatori immersi in olio installati all'aperto, è necessario allestire una vasca di raccolta dell'olio per incidenti o una fossa di raccolta dell'olio per prevenire la diffusione dell'olio del trasformatore fuoriuscito e l'inquinamento del suolo e dei corpi idrici. Nelle aree con elevata presenza di polvere industriale o nebbia salina, si consiglia di aggiungere semplici coperture protettive o lavare regolarmente manicotti e radiatori (in condizioni di interruzione di corrente). Se la superficie del radiatore è ricoperta di polvere, cotone idrofilo o morchia d'olio, ciò ridurrà significativamente l'efficienza di dissipazione del calore e farà aumentare la temperatura dell'olio. Pertanto, per pulirlo è necessario utilizzare pistole ad acqua ad alta-pressione (evitando scatole di giunzione e manicotti) o aria compressa ogni sei mesi o un anno.
Nel funzionamento pratico, tutte le attività di manutenzione e riparazione devono implementare rigorosamente misure di sicurezza come interruzione di corrente, ispezione elettrica, installazione di cavi di messa a terra e scarico completo del trasformatore (soprattutto dopo aver rimosso i cavi). Il personale addetto alla manutenzione deve indossare apparecchiature isolanti e utilizzare strumenti specializzati. Dopo ogni manutenzione, è necessario conservare registrazioni dettagliate: data di ispezione, dati sul livello dell'olio, registrazione del carico della temperatura dell'olio, colore del silicone del respiratore, quantità di rifornimento di olio, rapporto di prova del campione di olio, elenco dei componenti di fissaggio, anomalie rilevate e risultati della manipolazione. Questo file costituirà la "cartella sanitaria" del trasformatore, fornendo una base oggettiva per la successiva valutazione dello stato e le decisioni di manutenzione.
Ritornando alla domanda più frequente posta dai clienti: "Quanto frequente è la manutenzione necessaria per i trasformatori immersi in olio?" Una risposta concisa è: sulla base di ispezioni giornaliere ininterrotte, condurre analisi DGA e test di resistenza all'isolamento di campioni di olio una volta all'anno, condurre un'analisi completa della qualità dell'olio ogni tre anni, condurre una pulizia completa e una verifica degli accessori ogni cinque anni circa e organizzare la revisione principale in base alle condizioni operative e ai dati sulla qualità dell'olio in modo tempestivo. Rispetto ai trasformatori di tipo-a secco, la manutenzione dei trasformatori immersi in olio è effettivamente più complessa e professionale, ma è proprio questa manutenzione rigorosa che consente ai trasformatori immersi in olio di mantenere un funzionamento affidabile per più di 30 anni in ambienti esterni difficili. In quanto personale del commercio estero dei produttori di trasformatori, trasmettere concetti scientifici di manutenzione ai clienti non solo aiuta a prolungare la vita del prodotto e a ridurre i costi dell'intero ciclo di vita, ma stabilisce anche un'immagine di marchio professionale e responsabile per l'impresa. Dopo tutto, un trasformatore immerso in olio sottoposto a manutenzione accurata rappresenta l'impegno più affidabile per garantire l'affidabilità dell'alimentazione.
