Patalpoje montuojami transformatorių matuokliai, indikatoriai ir vožtuvai

 

Patikimas ant padėklo montuojamo transformatoriaus veikimas priklauso nuo kur kas daugiau nei nuo šerdies konstrukcijos ir apvijų veikimo. Kiekvieno transformatoriaus bako viduje eksploatacijos metu nuolat keičiasi izoliacinė alyva, temperatūros svyravimai, slėgio svyravimai ir apkrovos sąlygos. Be tinkamų transformatorių matuoklių, stebėjimo įtaisų ir apsaugos priedų maži sutrikimai gali palaipsniui išsivystyti į izoliacijos pažeidimus, alyvos nutekėjimą, netikėtus gedimus ar net katastrofišką bako gedimą.

Štai kodėl transformatorių matuokliai, indikatoriai ir vožtuvai yra esminiai šiuolaikinių transformatorių, montuojamų ant padėklo, komponentai. Šie priedai suteikia galimybę matyti vidines eksploatavimo sąlygas, padeda techninės priežiūros personalui anksti aptikti problemas ir palaiko ilgalaikį{1}}transformatorių patikimumą komunalinių paslaugų, atsinaujinančios energijos, komercinėse ir pramoninėse srityse.

Visų pirma požeminėse paskirstymo sistemose, kur transformatoriai dažnai veikia be priežiūros ilgus metus, transformatorių stebėjimo ir apsaugos priedai nėra pasirenkami priedai,{0}}jie yra bendros transformatoriaus saugos ir patikimumo strategijos dalis.

Įmonėje SCOTECH ant padėklų montuojami transformatoriai gali būti sukonfigūruoti su įvairiais transformatorių matuokliais, slėgio apsaugos įtaisais, alyvos stebėjimo priedais ir nuotolinėmis signalizacijos sistemomis pagal IEEE, CSA, ANSI ir komunalinių paslaugų{0}}konkrečius reikalavimus.

 

Kodėl transformatorių matuokliai ir vožtuvai svarbūs trinkelėmis montuojamuose transformatoriuose

 

Ant padėklo montuojamas transformatorius veikia sandariame bake, užpildytame izoliaciniu skysčiu, paprastai mineraline alyva arba FR3 skysčiu. Šis izoliacinis skystis vienu metu atlieka dvi svarbias funkcijas: elektros izoliaciją ir šilumos išsklaidymą.

Didėjant transformatoriaus apkrovai, apvijų nuostoliai generuoja šilumą, kuri pereina į izoliacinę alyvą. Alyvos temperatūra pakyla, kinta vidinis bako slėgis, o skysčio tūris plečiasi arba susitraukia priklausomai nuo darbo sąlygų ir aplinkos temperatūros. Gedimo sąlygomis transformatoriaus bako viduje gali susidaryti dujos ir greitai padidėti slėgis.

Be tinkamų transformatorių matuoklių ir stebėjimo prietaisų šie vidiniai pokyčiai lieka nematomi iš išorės.

Štai kodėl šiuolaikinis transformatorių būklės stebėjimas vis labiau priklauso nuo kelių matuoklių, indikatorių ir apsaugos priedų, veikiančių kartu. Šie komponentai leidžia operatoriams stebėti transformatoriaus veikimą realiu laiku, padedant komunalinėms įmonėms ir įrenginių operatoriams nustatyti neįprastas sąlygas, kol jos netampa dideliais gedimais.

 

Šiuolaikinėse paskirstymo sistemose šie priedai atlieka keturis pagrindinius tikslus:

Suvokus šią klasifikaciją, transformatorių matuoklius ir priedus daug lengviau įvertinti tiek inžineriniu, tiek eksploataciniu požiūriu.

 

Stebėjimo matuokliai: transformatoriaus veikimo sąlygų supratimas

 

Stebėjimo matuokliai užtikrina nuolatinį transformatoriaus veikimo elgsenos matomumą. Jie padeda operatoriams įvertinti pakrovimo sąlygas, šilumines charakteristikas, alyvos būklės stabilumą ir bako vientisumą aptarnavimo metu.

Užuot veikę kaip avarinės apsaugos įtaisai, šie transformatorių matuokliai veikia kaip išankstinio įspėjimo įrankiai, atskleidžiantys laipsniškus veikimo pokyčius laikui bėgant.

 

Alyvos temperatūros matuoklis

Transformatoriaus alyvos temperatūros matuoklis rodo aukščiausią alyvos temperatūrą transformatoriaus bako viduje veikimo metu.

Didėjant apkrovos srovei, apvijų nuostoliai generuoja šilumą, kuri pereina į izoliacinę alyvą. Per didelė temperatūra pagreitina izoliacijos senėjimą ir gali žymiai sutrumpinti transformatoriaus tarnavimo laiką, ypač stipriai apkrautose paskirstymo sistemose arba aukštos aplinkos temperatūros regionuose.

Dėl šios priežasties transformatorių temperatūros stebėjimas yra vienas iš svarbiausių transformatorių būklės stebėjimo programų aspektų.

Stebėdami aukščiausią alyvos temperatūrą, operatoriai gali geriau suprasti transformatoriaus šiluminį našumą ir nustatyti, ar apkrovos sąlygos neviršija priimtinų veikimo ribų.

Daugelyje transformatorių temperatūros matuoklių taip pat yra raudona maksimalaus indikatoriaus rodyklė. Skirtingai nuo tiesioginės temperatūros rodyklės, šis antrinis žymeklis įrašo aukščiausią temperatūrą, pasiektą veikimo metu. Kadangi transformatoriaus temperatūra nuolat kinta priklausomai nuo apkrovos ir oro sąlygų, maksimalus indikatorius padeda techninės priežiūros personalui nustatyti istorines didžiausias darbines temperatūras ir nustatyti, ar transformatorius nebuvo paveiktas per didelio šiluminio įtempimo.

Komunalinėse ir atsinaujinančios energijos srityse transformatoriaus alyvos temperatūros matuoklis dažnai yra integruotas su nuotolinio stebėjimo arba automatinių ventiliatorių valdymo sistemų aliarmo kontaktais.

 

Alyvos lygio matuoklis

Thealyvos lygio matuoklistransformatorių sistemose rodo izoliacinio skysčio lygį transformatoriaus bako viduje.

Tinkamo alyvos lygio palaikymas yra labai svarbus, nes izoliacinis skystis yra atsakingas už dielektrinę izoliaciją ir šilumos perdavimą. Jei alyvos kiekis tampa nepakankamas, gali atsiskleisti komponentai, į kuriuos įeina įtampa, o tai sumažina aušinimo efektyvumą ir izoliacijos patikimumą.

Transformatorių alyvos lygio matuoklis padeda operatoriams nustatyti keletą bendrų veikimo problemų, įskaitant alyvos nuotėkį, sandarinimo problemas, netinkamą alyvos užpildymą arba neįprastą šiluminio plėtimosi elgesį.

Dauguma alyvos lygio matuoklių naudoja vidinį plūdės mechanizmą, kuris pakyla ir krinta kartu su alyvos paviršiumi. Matuoklio paviršiuje paprastai yra aukšta ir žema atskaitos žymės, taip pat standartinis 25 laipsnių atskaitos taškas, nes alyvos tūris natūraliai kinta priklausomai nuo aplinkos temperatūros.

Pavyzdžiui, žemesnis alyvos rodmuo šaltu oru ne visada rodo nuotėkį. Alyva susitraukia, kai temperatūra mažėja, todėl esant žemoms aplinkos sąlygoms plūdės lygis šiek tiek sumažėja.

Transformatoriuose su sandariu bako trinkelėmis stabilios alyvos lygio sąlygos yra ypač svarbios, nes drėgmės patekimo prevencija labai priklauso nuo rezervuaro vientisumo išlaikymo per ilgą{0}} eksploataciją.

 

Vakuuminis slėgio matuoklis

Transformatoriaus slėgio matuoklis, dar vadinamas slėgio vakuuminiu matuokliu, matuoja vidinius bako slėgio pokyčius, kuriuos sukelia alyvos temperatūros kitimas ir transformatoriaus apkrovos sąlygos.

Esant normalioms eksploatavimo sąlygoms, kylanti alyvos temperatūra padidina vidinį slėgį, o aušinimo sąlygomis sandariame transformatoriaus bake gali susidaryti dalinis vakuumas.

Todėl transformatoriaus manometras nuolat juda tarp teigiamo ir neigiamo slėgio intervalų, kai transformatoriaus temperatūra keičiasi visą dieną.

Daugumoje sandarių paskirstymo transformatorių normalus darbinis slėgis paprastai palaikomas nuo 2 iki 5 psi. Tačiau slėgio rodmenys natūraliai svyruoja priklausomai nuo aplinkos sąlygų ir transformatoriaus apkrovos.

Nedidelis vakuuminis rodmuo ne visada yra nenormalus. Daugelis transformatorių gamybos metu užpildomi vakuumu, o gamykloje padidinus slėgį, aušinimo alyvos temperatūra gali palaipsniui priartinti matuoklį prie nulio arba pasiekti nedidelį neigiamą slėgį.

Įjungus įtampą ir veikiant esant apkrovai, slėgis paprastai grįžta į teigiamą diapazoną.

 

Tačiau nenormalus transformatoriaus manometro elgesys gali rodyti rimtesnes sąlygas, įskaitant:

• Vidinis dujų generavimas
• Bako sandarinimo problemos
• Alyvos nutekėjimas
• Per didelis perkaitimas
• Sugedę matuokliai

 

Transformatoriaus slėgio matuoklis, nuolat rodantis nulį, gali būti ypač susirūpinęs, nes jis gali reikšti, kad bako slėgis sumažėjo dėl smeigtukų nuotėkio, transportavimo pažeidimo arba pažeisto sandarinimo vientisumo.

Komunalinių paslaugų operatoriams stabilaus transformatoriaus bako slėgio palaikymas yra svarbi ilgalaikio -transformatoriaus patikimumo ir transformatoriaus būklės stebėjimo dalis.

 

Schraderio vožtuvas

Be slėgio stebėjimo ir apsaugos įtaisų, kai kuriuose trinkelėmis montuojamuose transformatoriuose taip pat gali būti įrengtas „Schrader“ vožtuvas kaip slėgio priežiūros ir dujų valdymo sąsaja.

„Schrader“ vožtuvas yra spyruoklinis{0}}savaime{1}}užsandarinamas vožtuvas, dažniausiai naudojamas dujų įkrovimui, slėgio reguliavimui ir slėgio bandymams sandariose transformatorių bakų sistemose. Tai leidžia valdyti prijungimą prie išorinės įrangos nepažeidžiant bako sandarinimo vientisumo.

Transformatoriuose „Schrader“ vožtuvai paprastai naudojami azoto įkrovimui, slėgio padidinimui- ir gamyklos arba lauko slėgio bandymams. Jie taip pat yra patogus prieigos taškas norint patikrinti bako slėgio sąlygas naudojant išorinius matuoklius ar diagnostinę įrangą.

Atliekant techninę priežiūrą arba pradedant eksploatuoti, Schrader vožtuvas padeda technikai užtikrinti, kad transformatoriaus bakas išlaikytų reikiamą teigiamą slėgį, ypač naudojant azotu{0}}uždengtus arba sandarius paskirstymo transformatorius.

Nors „Schrader“ vožtuvas neveikia kaip apsauginis įtaisas kaip slėgio mažinimo vožtuvas, „Schrader“ vožtuvas atlieka svarbų pagalbinį vaidmenį palaikant stabilias vidinio slėgio sąlygas ir užtikrinant tinkamą sandarinimo veikimą per visą transformatoriaus naudojimo laiką.

 

Slėgio mažinimo vožtuvas

Stebėjimo matuokliai padeda operatoriams stebėti transformatoriaus sąlygas, tačiau apsaugos įtaisai yra sukurti taip, kad reaguotų automatiškai, kai atsiranda pavojingų sąlygų.

Tarp visų apsauginių priedų, naudojamų trinkelėmis montuojamuose transformatoriuose, transformatorių sistemų slėgio mažinimo vožtuvas yra vienas iš svarbiausių saugos įtaisų.

Esant rimtiems vidaus gedimams, greitas dujų susidarymas ir staigus alyvos išsiplėtimas gali per labai trumpą laiką smarkiai padidinti vidinį bako slėgį.

Jei šio slėgio negalima saugiai išleisti, transformatoriaus bakas gali deformuotis, plyšti arba būti pažeistas.

Transformatorių sistemų slėgio mažinimo vožtuvas automatiškai atsidaro, kai vidinis slėgis viršija iš anksto nustatytą slenkstį, todėl perteklinis slėgis gali išeiti prieš atsirandant pavojingam mechaniniam įtempimui bako viduje.

Mažesniems paskirstymo transformatoriams paprastai naudojami sieniniai{0}}slegio mažinimo vožtuvai, o didesniems transformatoriams su didesniu alyvos tūriu gali būti naudojami didesni dangtelyje{1}}montuojami apsauginiai įtaisai.

 

Slėgio mažinimo vožtuvas atlieka svarbų vaidmenį:

• Užkirsti kelią bako plyšimui
• Mechaninio įtempio mažinimas
• Darbo saugos gerinimas
• Palaikoma gedimų izoliavimo galimybė

IEEE ir CSA suderinamiems transformatoriams, montuojamiems ant padėklo, slėgio mažinimo vožtuvas transformatorių apsaugos sistemose paprastai nurodomas kaip standartinių saugos reikalavimų dalis.

 

Priežiūros priedai ir transformatorių būklės stebėjimas

 

Patikimas transformatoriaus veikimas priklauso ne tik nuo gyslų konstrukcijos ir izoliacijos sistemos, bet ir nuo efektyvios priežiūros bei alyvos būklės stebėjimo. Priežiūros priedai sukurti taip, kad būtų supaprastintas lauko aptarnavimas ir būtų galima tiksliai įvertinti transformatoriaus būklę per visą jo eksploatavimo laiką.

 

Išleidimo ir mėginių ėmimo vožtuvas

 

Išleidimo ir mėginių ėmimo vožtuvas yra kombinuotas priežiūros priedas, sumontuotas ant skysčio pripildytų transformatorių{0}}, paprastai esančių apatinėje bako dalyje.

Šis vožtuvas atlieka dvi pagrindines funkcijas vienoje integruotoje konstrukcijoje:

Tai leidžia kontroliuoti izoliacinės alyvos nutekėjimą atliekant techninės priežiūros darbus, tokius kaip alyvos keitimas, vidinė patikra, filtravimas ar paruošimas transportavimui. Reguliuojamo srauto konstrukcija padeda užtikrinti saugų ir efektyvų transformatoriaus alyvos tvarkymą lauko sąlygomis.

Tuo pačiu metu vožtuve yra mėginių ėmimo anga, leidžianti operatoriams saugiai paimti alyvos mėginius neatidarant transformatoriaus bako ir neatidengiant vidinių komponentų.

Alyvos mėginių ėmimas atlieka svarbų vaidmenį stebint transformatoriaus būklę. Laboratorinė izoliacinės alyvos analizė suteikia pagrindinius diagnostinius duomenis, įskaitant drėgmės kiekį, dielektrinį stiprumą, užterštumą kietosiomis dalelėmis, izoliacijos senėjimo rodiklius ir ištirpusių dujų sudėtį.

Ištirpusių dujų analizė (DGA) yra plačiai pripažinta kaip vienas veiksmingiausių diagnostikos metodų ankstyvam gedimų aptikimui, leidžiantis operatoriams nustatyti galimas problemas, tokias kaip perkaitimas, dalinis iškrovimas ar izoliacijos pablogėjimas, kol jos nevirsta į rimtus gedimus.

Sujungus drenažo ir mėginių ėmimo funkcijas į vieną vožtuvų agregatą, pagerinamas priežiūros efektyvumas ir sumažinama veiklos rizika atliekant techninę priežiūrą. Šis dizainas ypač vertingas paskirstymo transformatoriams, pramoninėms pastotėms ir komunaliniams tinklams, kur įprastas būklės stebėjimas yra ilgalaikių -turto valdymo strategijų dalis.

 

Matuoklis su signalizacijos kontaktais

 

Šiuolaikiniuose Šiaurės Amerikoje montuojamuose transformatoriuose{0}}manometrai su aliarmo kontaktais (alyvos lygis, slėgio vakuumas ir temperatūra) plačiai naudojami nuotoliniam stebėjimui ir veikimui be priežiūros.

Šie įrenginiai veikimo sąlygas paverčia sausų kontaktų signalais, leidžiančiais integruotis su SCADA, RTU arba valdymo sistemomis, skirtomis signalizacijai, aušinimo kontrolei ir ankstyvam gedimų įspėjimui.

Tipinės programos

 

Saulės PV ir BESS sistemos
2000–3000 kVA pakopiniai transformatoriai (12,47–13,2 kV / 0,6 kV) su cikline termine apkrova, kuriems reikalingas nuolatinis temperatūros ir slėgio stebėjimas.

Utility Loop{0}}Sklaidos kanalų tinklai
2500 kVA 23,9 kV / 0,48 kV pad-įtaisyti transformatoriai, naudojami požeminėse žiedinėse sistemose, kur sistemos tęstinumas ir nuotolinis gedimų rodymas yra labai svarbūs.

Pramoninės ir komercinės sistemos
1000–2500 kVA skirstomieji transformatoriai (12,47 kV / 0,48–0,6 kV), veikiantys didelės apkrovos ir didžiausios paklausos sąlygomis.

 

Inžinerinė atrankos logika

Signalizacijos kontaktinių matuoklių naudojimą lemia ne tik transformatoriaus nominalioji vertė, bet ir sistemos reikalavimai, tokie kaip veikimas be priežiūros, apkrovos kintamumas ir tinklo-kritinės programos.

Jie tapo standartine šiuolaikinių komunalinių, atsinaujinančių ir pramoninių transformatorių sistemų konfigūracija, pagerinančia stebėjimo matomumą ir veikimo patikimumą.

 

Ką gali rodyti nenormalūs transformatoriaus matuoklio rodmenys

Transformatorių matuokliai tampa vertingiausi, kai operatoriai supranta, ką iš tikrųjų gali reikšti nenormalūs rodmenys realiomis darbo sąlygomis.

Nors matuoklio rodmenys visada turi būti vertinami kartu su transformatoriaus apkrova ir aplinkos sąlygomis, tam tikri modeliai dažnai rodo galimas veikimo problemas.

Šių santykių supratimas padeda techninės priežiūros komandoms pagerinti transformatorių būklės stebėjimą, reaguoti anksčiau ir sumažinti netikėtų transformatoriaus gedimų riziką.

 

Priedo pasirinkimas priklauso nuo taikymo reikalavimų

 

Ne visiems trinkelėmis montuojamiems transformatoriams reikalinga tokia pati priedų konfigūracija.

Reikalingi transformatorių matuokliai, indikatoriai, vožtuvai ir apsaugos įtaisai labai priklauso nuo transformatoriaus nominalios vertės, komunalinių paslaugų standartų, aplinkos sąlygų, eksploatavimo ir tinklo taikymo.

Pavyzdžiui, norint pagerinti eksploatavimo saugą ir paslaugų tęstinumą, komunalinių tinklų tiekimo transformatoriams dažnai reikia sustiprinti slėgio apsaugą. Atsinaujinančios energijos transformatoriams gali prireikti papildomo transformatoriaus temperatūros stebėjimo ir nuotolinio signalizacijos integravimo dėl nuotolinių įrengimo vietų. Pramoniniai įrenginiai dažnai reikalauja išplėsti transformatoriaus būklės stebėjimo galimybę kritinėms proceso apkrovoms.

 

Tipiškos taikymo tendencijos apima:

Pritaikomas priedų išdėstymas leidžia transformatorių konstrukcijai geriau atitikti faktinę darbo aplinką ir priežiūros strategijas.

 

Išvada

 

Transformatorių matuokliai, indikatoriai ir vožtuvai yra pagrindiniai komponentai, padedantys saugiai eksploatuoti šiuolaikinius transformatorius. Nors šie priedai yra mažesni nei pagrindiniai transformatoriaus komponentai, jie užtikrina esminį transformatoriaus veikimo sąlygų matomumą, kartu palaiko apsaugą nuo gedimų, prevencinę priežiūrą ir ilgalaikį patikimumą.

Nuo transformatorių alyvos temperatūros matuoklio ir alyvos lygio indikatoriaus transformatorių sistemose iki transformatoriaus slėgio matuoklio ir transformatorių apsaugos įtaisų slėgio mažinimo vožtuvo – tinkamai parinkti priedai padeda komunalinėms įmonėms ir įrenginių operatoriams pagerinti transformatorių stebėjimą, sumažinti eksploatavimo riziką ir padidinti priežiūros efektyvumą.

Šiuolaikinėms maitinimo sistemoms toliau tobulėjant link išmanesnės ir patikimesnės infrastruktūros, transformatorių stebėjimas, transformatorių būklės stebėjimas ir išmanieji apsaugos priedai tampa vis svarbesni-ne tik siekiant užkirsti kelią gedimams, bet ir siekiant ilgalaikio-turto valdymo bei tinklo atsparumo.