Үлкен қуат трансформаторының ақаулары: диагностика және талдау (100 МВА, 132/22 кВ) – 3 бөлім

1. Неліктен трансформатордың ақаулары жоғары-вольтты жүйелерде маңызды

 

 

100 МВА 132 кВ күштік трансформаторларScotech Electrical компаниясы 2025 жылдың желтоқсан айында TikTok деректер орталығының жобасы үшін Малайзияға жеткізілді. Scotech компаниясы дайындаған бұл мақала 100 МВА класындағы жабдықтағы үлкен қуатты трансформатор ақауларымен айналысатын-инженерлер, операторлар және шешім қабылдаушыларға арналып, нақты-әлемдік трансформатор ақауларының диагностикасына, трансформатор ақауларын жоюға, қорғаныс әрекетіне және трансформатор ақауларын талдауға бағытталған. Орнату кезеңінің контекстіне қатысты сілтеме:-Орнатуға дейінгі бақылау тізімі нұсқаулығы

100 МВА 132/22 кВ қондырғылары сияқты үлкен қуатты трансформаторлар инфрақұрылымның маңызды құрамдас бөліктері болып табылады. Мұндай жүйелердегі қуат трансформаторының ақаулары қуаттың үзілуі, деректер орталығының тоқтап қалуы және жабдықтың ауыр зақымдалуын қоса-жүйенің кең салдарына әкелуі мүмкін. Төтенше жағдайларда ақаулар өрт қаупін, электр ақауларын, термиялық шамадан тыс жүктеме жағдайларын, оқшаулаудың бұзылуын және трансформатордың белсенді бөлігіндегі механикалық ақауларды қамтуы мүмкін.

Бұл мақалада нақты қорғаныс сигналдары мен далалық жұмыс тәжірибесі негізінде трансформатордың әдеттегі істен шығу режимдерін анықтау, талдау және әрекет ету жолы түсіндіріледі.

2. Трансформатор ақауларының жалпы түрлері

 

Трансформатор ақауларын талдау және трансформатор ақауларын анықтау үшін төрт негізгі техникалық аймаққа топтастыруға болады.

2.1 Ішкі электр ақаулары

Бұл ақаулар әдетте ауыр және трансформатор ақауларын дереу жоюды қажет етеді.

Типтік себептерге мыналар жатады:

• Орамның қысқа тұйықталуы (-айналыс немесе фаза аралық--фаза)
• Негізгі жерге қосу ақаулары
• Оқшаулау жүйесінің ішінде ішінара разряд

Бұл трансформаторлардың істен шығу себептерімен тығыз байланысты және жиі дифференциалды қорғаныс жүйелері арқылы анықталады.

2.2 Жылулық ақаулар

2.3 Оқшаулау ақаулары

Оқшаулаудың нашарлауы трансформатор ақауларын диагностикалаудағы ең көп тараған ұзақ мерзімді ақаулық механизмдерінің бірі болып табылады.

Типтік себептері:

• Майдың-қағазының ескіруі
• Ылғалдың түсуі
• Электр кернеуінің жинақталуы

Бұл жағдайлар көбінесе DGA жүйелері арқылы трансформатор ақауларын анықтау дабылдарына әкеледі.

2.4 Механикалық және құрылымдық ақаулар

Механикалық ақаулар көбінесе тасымалдау, діріл немесе ұзақ мерзімді жұмыс-на байланысты болады.

Мысалдар:

• Орамның орын ауыстыруы
• Қысқышты босату
• Құрылымдық діріл ауытқулары

Бұлар да өріс трансформаторының ақауларын жою кезінде байқалатын трансформатордың істен шығу режимдерінің бөлігі болып табылады.

3. Қорғау{1}}Трансформатор ақауларының диагностикасы

 

Қорғаныс жүйелері трансформатор ақауларын диагностикалаудағы бірінші және ең маңызды қорғаныс қабаты болып табылады. Қорғаныс сигналы пайда болған кезде инженерлер оның ішкі немесе сыртқы ақау екенін анықтауы керек.

3.1 Дифференциалды қорғаныс операциясы

Трансформатордың дифференциалды қорғанысы жұмыс істегенде, ол әдетте жоғары-сенімді ішкі ақаулық көрсеткіші болып саналады.

Типтік себептерге мыналар жатады:

• Фазааралық-айналмалы немесе фазалық--ораманың ақаулығы
• Трансформатор цистернасының ішіндегі оқшаулаудың қатты бұзылуы
• Негізгі жерге тұйықтау немесе қалыпты емес ядро ​​айналымы тогы

Үлкен қуатты трансформаторлардың көпшілігінде (мысалы, деректер орталығының қосалқы станцияларында қолданылатын 100 МВА қондырғылары) дифференциалды қорғаныс жұмысы сыни тоқтау жағдайы ретінде қарастырылады.

 

Өріс жауап логикасы:

• Қорғау сигналының сәйкестігін тексеру (реле + бақылау жүйесі)
• Сыртқы қысқа{0}}тұйықталу дәлелдерін тексеріңіз (қате үйлестіруді болдырмау үшін)
• Майдың ағуын, деформацияны немесе қалыптан тыс шуды тексеріңіз
• Ақаулық жазбаларды және толқын пішінінің деректерін қарап шығыңыз

Көп жағдайда трансформаторды дереу оқшаулау қажет.

3.2 Бухгольц релесі (газ релесі)

Бухгольц релесі мұнайға құйылған трансформаторлар{0}} үшін негізгі қорғаныс құрылғысы болып табылады, ол газдың жиналуы және мұнай ағынының әрекеті арқылы ішкі ақауларды ерте кезеңде анықтауға арналған.

Жеңіл газ дабылы жағдайлары үшін далалық диагностикалық әрекеттер әдетте құрамын талдау үшін газ үлгісін жинауды, еріген газды талдауды (DGA) орындауды және қалыптан тыс жағдайдың дамып келе жатқанын немесе тұрақтылығын бағалау үшін мұнай деңгейі мен температура үрдістерін тексеруді қамтиды.

 

Ауыр газды өшіру жағдайында трансформаторды дереу өшіру ұсынылады. Оқшаулаудан кейін егжей-тегжейлі DGA жүргізу керек, релелік камерада газдың жиналуын немесе қалыптан тыс механикалық әрекетті тексеру керек, ішкі ақаудың түрі мен ауырлығын анықтау үшін ақаулық газының құрамын мұқият талдау керек.

 

3.3 Қысымды түсіретін құрылғы (PRD)

Қысымды төмендету құрылғысы резервуардың ішкі қысымы қауіпсіз дизайн шегінен жылдам көтерілгенде жұмыс істейді. Бұл жағдай әдетте доғаның ішкі ақаулары, орамның немесе қорғасынның қысқа тұйықталулары немесе газдың үлкен көлемін тудыратын мұнайдың жылдам ыдырауы сияқты жоғары{1}}энергиялық ішкі ақаулармен байланысты.

Инженерлік тұрғыдан алғанда, PRD жұмысы әдетте трансформатордың ауыр ішкі істен шығуының күшті көрсеткіші болып табылады, әсіресе ақаулық энергияның бөлінуі маңызды болатын үлкен MVA қондырғыларында.

 

Далалық тәжірибеде оқиға ықтимал сыни сәтсіздік ретінде қарастырылуы керек. Дифференциалды қорғаныс немесе Бухгольц релесі сияқты басқа қорғаныс жүйелерінің де жұмыс істегенін тексеру және трансформаторды майдың ағу белгілерінің, резервуардың деформациясының немесе механикалық кернеудің бар-жоғын тексеру қажет. Бұдан әрі зақымдануды немесе қауіпсіздік тәуекелдерін болдырмау үшін дереу өшіру және электрлік оқшаулау дайын болуы керек.

4. Типтік ақаулық сценарийлері және өріс ақауларын жою

 

4.1 Трансформатордағы өрт оқиғасы

Трансформатордың өрті энергетикалық жүйелердегі ең маңызды апаттық жағдайлардың бірі болып табылады. Бұл доғаның тұтануы бар ішкі қысқа{1}}тұйықталу ақаулары, ағып кеткен оқшаулағыш майдың сыртқы тұтануы немесе тұрақты доғаға әкелетін қатты втулкалар мен терминалдардың істен шығуынан туындауы мүмкін.

Тәжірибеде трансформатордағы өрт оқиғалары толық жүйенің -төтенше жағдайлары ретінде қарастырылуы керек. Трансформатордың барлық жақтарын дереу оқшаулау қажет, содан кейін салқындату жүйесіне қосымша қуат көзін ажырату қажет. Бүріккіш немесе азот бүрку сияқты өртті сөндіру жүйелері жалынның таралуын бақылау үшін кідіріссіз іске қосылуы керек. Өрттің көрші жабдыққа таралуын болдырмауға ерекше назар аудару керек. Ауыр жағдайларда, бақыланатын мұнай ағызу өрт орны мен құрылымдық қауіпке байланысты бағалануы мүмкін.

 

4.2 Втулканың істен шығуы немесе жарылыс

 

4.3 Салқындату жүйесінің ақауы

Салқындату жүйесінің істен шығуы трансформатор орамдарының және оқшаулағыш майдың термиялық тұрақтылығына тікелей әсер етеді. Салқындату өнімділігі төмендегенде немесе жоғалғанда, майдың температурасы тез көтеріледі, оқшаулаудың қартаюы тездейді және жоғары жүктеме жағдайында термиялық қашу пайда болуы мүмкін.

Өріс реакциясы алдымен салқындату жүйесінің қуат көзі мен резервтік күйін тексеруі керек, содан кейін желдеткіш пен сорғының жұмысын растауы және орама температурасының үрдістерін үздіксіз бақылауы керек. Жүктеме жоғары болып тұрғанда екі салқындату жүйесі де істен шықса, трансформатордың қызып кетуін болдырмау үшін жүктемені дереу тасымалдау немесе өшіру мүмкіндігін қарастыру керек.

 

4.4 Қалыпты шу

Трансформатордың акустикалық әрекеті инвазивті емес маңызды{0}}диагностикалық көрсеткіш болып табылады. Дыбыс үлгілерінің өзгеруі көбінесе ішкі электрлік немесе механикалық ауытқуларды көрсетеді.

Гыңның үздіксіз өсуі әдетте шамадан тыс жүктемемен немесе кернеудің ауытқуымен байланысты. Сыртылдаған немесе жарылған дыбыстар жартылай разряд белсенділігін көрсетуі мүмкін, ал -қайнау сияқты дыбыстар көбінесе оқшаулаудың қызып кетуіне немесе ылғалдың ластануына байланысты. Тұрақты емес механикалық шу ядроның бос болуы немесе құрылымдық діріл мәселелерін көрсетуі мүмкін.

Акустикалық бақылау трансформатор ақауларын диагностикалауда электр тогының бұзылуына дейін ерте ескерту әдісі ретінде кеңінен қолданылады.

 

4.5 Май температурасының қалыптан тыс көтерілуі

Мұнай температурасының үрдістері әрқашан жүктеме жағдайларымен, қоршаған орта температурасымен және салқындату жүйесінің өнімділігімен бірге талдануы керек. Температураның бірте-бірте көтерілуі әдетте шамадан тыс жүктемені немесе салқындату тиімділігінің төмендеуін көрсетеді, ал температураның жылдам көтерілуі ішкі ақау әрекетін немесе салқындату жүйесінің ауыр ақауын көрсетуі мүмкін.

Үздіксіз бақылау және трендтерді салыстыру жұмыс кернеуі мен ақаулық жағдайларды ажырату үшін трансформатор ақауларын жою тәжірибесінде маңызды.

 

4.6 Май деңгейінің ауытқуы

 

4.7 Втулканың ағуы және ішінара разряд

Жартылай разряд жоғары вольтты жүйелердегі оқшаулаудың нашарлауының әдеттегі прекурсоры болып табылады және втулкалардың істен шығу механизмдерімен тығыз байланысты. Ол беткі тәж, естілетін разряд шуы немесе УК анықтау сигналдары ретінде көрінуі мүмкін.

Бұған қоса, еріген газ талдауы (DGA) оқшаулаудың ерте{0}}деградациясының бастапқы кезеңінде әдеттен тыс тенденцияларды жиі көрсетеді.

Типтік қолдау көрсеткіштеріне мыналар жатады:

• УК немесе инфрақызыл анықтау сигналдары
• Негізгі DGA газдарының жоғарылауы
• Локализацияланған қыздыру немесе беткі разряд іздері

Бұл жағдай оқшаулаудың прогрессивті бұзылуын көрсетеді және дұрыс басқарылмаса, толық бұзылуға айналуы мүмкін.

 

5. Ақаулық диагностикасы үшін еріген газды талдау (DGA).

 

Ерітілген газды талдау (DGA) - трансформатор ақауларын анықтау және трансформатордың істен шығуын талдаудағы маңызды құралдардың бірі. Ол оқшаулағыш майдағы газ құрамына негізделген ішкі электрлік және термиялық ақаулардың түрлері туралы түсінік береді.

Негізгі газдар және интерпретация

DGA тренд талдауы бір нүктелік өлшемдерге қарағанда маңыздырақ, себебі газдың жылдам өсу қарқыны жиі ақаудың белсенді прогрессиясын көрсетеді.

 

6. Дереу өшіруді талап ететін жағдайлар

 

Төмендегі жағдайлардың кез келгені орын алса, трансформаторды дереу жұмыстан шығару керек:

Бұл жағдайлар елеулі ішкі ақаулардың жоғары ықтималдығын көрсетеді және трансформаторлық жүйені дереу оқшаулауды талап етеді.

 

7. Трансформаторды тексеру және техникалық қызмет көрсету мәселелері

 

Ауыр ақаулық жағдайында негізгі себебін анықтау үшін ішкі тексеру қажет болуы мүмкін. Бұл процесс шектеулі ылғалдылық, таза жұмыс ортасы және қатаң жерге қосу процедураларын қоса, бақыланатын қоршаған орта жағдайында орындалуы керек.

Тексеру әдетте орамның орын ауыстыруын, өзек күйін, оқшаулау кедергісін өлшеуді және резервуар ішіндегі бөгде заттарды немесе механикалық деформацияны анықтауды қамтиды.

 

8. Қоршаған орта және өмірлік циклді қарастыру

 

Трансформатордың қызмет ету циклінің барлық кезеңінде тұрақты техникалық қызмет көрсету жұмыс тұрақтылығын қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Шу, шығарындылар және оқшаулағыш майлар нормативтік талаптарға сай болуы керек, ал -қоршаған ортаға әсер етудің алдын алу үшін-трансформаторлар сертификатталған процестер арқылы дұрыс қайта өңделуі керек.

 

9. Жобаны орнату барысы

 

10. Қорытынды: Ақауларды анықтаудан жүйенің сенімділігіне дейін

 

Трансформатордың ақауларын толығымен жою мүмкін емес, бірақ оларды дұрыс қорғау жүйесін түсіндіру, DGA мониторингі, термиялық талдау және құрылымдық техникалық қызмет көрсету стратегиясы арқылы тиімді басқаруға болады.

Жоғары вольтты{0}} және деректер орталығының қолданбалары үшін трансформатор сенімділігі жүйенің үздіксіздігін тікелей анықтайды, ақауларды диагностикалау мен профилактикалық қызмет көрсетуді пайдалану қауіпсіздігінің маңызды құрамдастары етеді.