Свеобухватна анализа конзерватора трансформаторског уља

Индекс документа:

1. Основна структура и позиционирање инсталације

2. Основни принцип рада

3. Пет основних функција

4. Главни типови структуре и поређење карактеристика

5. Основне пратеће компоненте

6. Дневни О&М тачке и уобичајени третман кварова

7. Закључак

 

Шта је конзерватор уља у трансформатору?

Конзерватор уља, такође познат као резервоар за складиштење уља, је незаменљива помоћна компонента језгра трансформатора{0}}уроњених у уље. Он игра кључну улогу у регулисању количине уља, заштити квалитета уља и праћењу радног статуса, што је директно повезано са сигурношћу изолације и животним веком трансформатора.

 

 

1. Основна структура и позиционирање инсталације

Главно тело конзерватора уља је углавном хоризонтални цилиндрични контејнер заварен челичним плочама, са конвенционалном запремином која чини око 8% до 10% укупне запремине резервоара за уље трансформатора. Обично је хоризонтално монтиран на једној страни врха резервоара и повезан са унутрашњим кругом за уље резервоара преко доње прикључне цеви преко Бухолц релеја.

 

У нормалним радним условима, само око половина трансформаторског уља се чува у конзерватору, са резервисаним простором за прилагођавање флуктуација запремине изазваних променама температуре уља. У међувремену, најнижи ниво уља у конзерватору мора бити виши од успона високонапонске-чауре трансформатора, обезбеђујући да су чаура, гвоздено језгро и намотаји увек уроњени у изолационо уље како би се одржала стабилна изолација и перформансе одвођења топлоте.

 

2. Основни принцип рада

 

Логика рада конзерватора уља заснива се на физичком својству термичког ширења и хладног сажимања трансформаторског уља, остварујући динамичку равнотежу нивоа уља унутар резервоара:

 

• Када се оптерећење трансформатора повећа и температура околине расте, унутрашња температура уља расте и изолационо уље се шири у запремини. Вишак уља у резервоару ће тећи у конзерватор за складиштење, избегавајући претерани унутрашњи притисак резервоара;
• Када се оптерећење смањи и температура околине опадне, температура уља опада и изолационо уље се смањује у запремини. Уље у конзерватору ће аутоматски тећи назад у резервоар, увек држећи резервоар напуњен изолационим уљем и спречавајући квар изолације и слабо одвођење топлоте узроковано изложеним гвозденим језгром и намотајима.

 

Без конзерватора уља, ниво уља у резервоару би флуктуирао директно са температуром. Не само да би постојао ризик од квара изолације због изложених намотаја када ниво уља опадне, већ би и високо{1}}уље на горњем слоју дошло у директан контакт са великом количином ваздуха, убрзавајући оксидацију уља и апсорпцију влаге и значајно скраћујући век трајања трансформаторског уља.

 

3. Пет основних функција

 

3.1 Компензација запремине и регулација нивоа уља (основна функција)

 

Ово је најосновнија и основна функција конзерватора уља. Динамичким складиштењем и допуном изолационог уља, одржава потпуно-стање уља у резервоару у свим радним условима и сезонским температурним распонима, спречавајући преливање уља и надпритисак од претерано високог нивоа уља, као и квар изолације и расипање топлоте од претерано ниских нивоа уља.

 

3.2 Одлагање оксидације уља и продужење радног века уља

 

Конзерватор уља у великој мери смањује површину контакта између изолационог уља и ваздуха. Осим тога, температура уља унутар конзерватора је много нижа од радне температуре уља горњег слоја у резервоару, што значајно успорава брзину реакције оксидације уља. У комбинацији са запечаћеном структуром, може додатно изоловати ваздух, ефикасно успорити погоршање квалитета уља и продужити циклус замене трансформаторског уља.

 

3.3 Изоловање влаге и нечистоћа да би се обезбедила чврстоћа изолације

 

Опремљен са вентилом за дехидратацију, конзерватор уља може филтрирати ваздух који улази у унутрашњост, блокирајући спољашњу влагу и прашину од продора у уљни систем. У међувремену, седиментациона структура на дну конзерватора омогућава да се нечистоће и уљни муљ у уљу природно таложе, спречавајући их да уђу у резервоар, загађујући изолационо уље и смањујући изолациону чврстоћу.

 

3.4 Подршка стабилности система за хлађење и изолацију

 

Одржавањем потпуног-стања уља у резервоару, обезбеђује да компоненте језгра као што су гвоздена језгра и намотаји буду потпуно уроњене у изолационо уље. Ово не само да гарантује поузданост изолације-уроњене у уље, већ такође обезбеђује интегритет расхладног пута циркулације врелог уља и избегава локалне грешке прегревања.

 

3.5 Обезбеђивање интерфејса за рад, одржавање и надгледање

 

Мерач нивоа уља инсталиран на бочној страни конзерватора може интуитивно да одражава унутрашњи статус нивоа уља, служећи као једна од главних тачака за надзор за дневну инспекцију трансформатора. Поред тога, резервисани отвор за пуњење уља и отвор за издувавање на конзерватору пружају погодне интерфејсе за одржавање, пуњење уља, филтрирање уља и друге О&М операције.

 

4. Главни типови структуре и поређење карактеристика

 

Према методама заптивања и компензације, главни конзерватори уља су подељени у три категорије: тип капсуле, тип дијафрагме и тип меха. Све су то заптивене структуре и у потпуности су замениле конзерваторе уља -раног отвореног типа.

 

4.1 Конзерватор уља типа капсуле

 

Структура и принцип: Капсула од нитрилне гуме (од нитрилне гуме са најлоном ојачаном тканином) је уграђена унутар цилиндра конзерватора. Унутрашња шупљина капсуле је повезана са атмосфером преко цеви за дисање и дехидрационог дисајника, док трансформаторско уље испуњава простор изван капсуле. Када се запремина уља прошири, растући ниво уља компримира капсулу и ваздух изнутра се испушта кроз вентилацију; када се запремина уља смањи, капсула удише спољашњи ваздух и шири се, гурајући уље назад у резервоар. Уље никада не долази у директан контакт са ваздухом током целог процеса.

 

Предности: Једноставна структура, погодна инсталација и замена, широка прилагодљивост напонским нивоима и релативно ниска цена.

 

Недостаци: Гумени материјал је подложан старењу и пуцању након-дуготрајног потапања у уље, уз ризик од цурења микро-пора; преостали ваздух у кућишту може да изазове лажни ниво уља, што доводи до релативно велике вероватноће грешака у праћењу нивоа уља.

 

4.2 Конзерватор уља типа дијафрагме

 

Структура и принцип: Конзерватор се састоји од горњег и доњег полукружног цилиндра спојених прирубницама, са слојем гумене мембране (најлонске тканине у сендвичу са неопреном) стегнуте у средини. Дијафрагма лебди на површини уља, потпуно одвајајући горњу ваздушну комору од доње уљне коморе. Када ниво уља порасте, дијафрагма плута нагоре и ваздух у ваздушној комори се испушта; када ниво уља падне, дијафрагма пада и спољашњи ваздух се допуњује у ваздушну комору, изолујући уље од ваздуха.

 

Предности: Дијафрагма носи уједначену силу, мање је склона локалном хабању у поређењу са типом капсуле и има бољу стабилност заптивања.

 

Недостаци: Високи захтеви за равност прирубнице и процес заптивања током уградње, са великим потешкоћама у демонтажи и одржавању; гумена мембрана се такође суочава са проблемима старења, а цурење уља је склоно да се појави на ивицама након дуготрајног-радња.

 

4.3 Конзерватор уља типа мех

Структура и принцип: Метални експандер састављен од заварених мехова од нерђајућег челика се користи као елемент за компензацију запремине, замењујући гумене делове како би се постигла потпуна изолација уља од ваздуха. Дели се на унутрашњи тип уља (уље тече унутар меха) и спољашњи тип уља (уље тече изван меха), међу којима унутрашњи тип уља пружа боље перформансе заптивања. Прилагођава се промени запремине изолационог уља кроз еластично ширење и контракцију металног меха.

 

 

Предности: Метални материјал нема проблема са старењем, са дугим веком трајања, изузетно високом поузданошћу заптивања и скоро да није потребно одржавање; нема талога гуме који загађују уље, пружајући најбољи ефекат заштите квалитета уља.

 

Недостаци: Сложен производни процес, висока цена и релативно велики обим; мех има ризик од заглављивања и пуцања услед замора, и захтева општу замену када дође до квара, што резултира високим трошковима одржавања.

 

4.4 Поређење основних карактеристика три типа конзерватора уља

 

 

Карактеристична димензија	Конзерватор уља типа капсуле	Конзерватор уља типа дијафрагме	Конзерватор уља типа мех
Заптивни материјал	Капсула од нитрилне гуме	Гумена дијафрагма{0}}ојачана тканином	Мехови од нерђајућег челика
Век трајања	5-8 година (гума склона старењу)	8–10 година	Преко 15 година
Поузданост заптивања	Просечан, склон микро-цурењу пора	Добри, високи захтеви за инсталацију	Изузетно висока, потпуно{0}}метална заптивка
Трошкови одржавања	Ниска, капсула се може заменити засебно	Средња, висока тежина растављања	Ниска, скоро{0}без одржавања
Трошкови набавке	Ниско	Средње	Високо
Ризик од лажног нивоа уља	Релативно висок	Средње	Ниско
Сценарији апликација	Разводни трансформатори средњег и ниског напона	Мали и средњи{0}}главни трансформатори	Високо{0}}и ултра{1}}високи-напонски велики главни трансформатори

 

Препоруке за избор за различите нивое напона и сценарије примене

 

Оно о чему клијенти највише брину је „који тип да одаберем за свој пројекат“. Упоредили сте карактеристике три типа у свом садржају, али јасне смернице за избор могу бити додатно допуњене на следећи начин:

 

• Дистрибутивни трансформатори од 35кВ и испод: Капсуласти тип даје најбоље перформансе у погледу трошкова.
• Главни трансформатори од 110 кВ и више: Препоручује се тип металног меха, који има дуг радни век, рад без одржавања- и прецизну индикацију нивоа уља.
• Посебна окружења као што су алпски или{0}} региони са високом влажношћу: Приоритет ће имати тип мехова са супериорним перформансама заптивања.

 

5. Основне пратеће компоненте

 

Пуна функционалност конзерватора уља ослања се на координацију више помоћних компоненти:

 

• Мерач нивоа уља: Инсталиран на бочној страни конзерватора, доступан у типу стаклене цеви, типу показивача, типу магнетног поклопца итд. Приказује ниво уља у реалном времену, а већина модела је опремљена контактима за аларм највишег и најнижег нивоа уља који се могу повезати са системом за праћење за даљински аларм.
• Бухолц штафетаЦоннецтинг Пипе: Цевовод између конзерватора и резервоара, са Бухолц релејем повезаним у серији. Служи и као пролаз уља и пут за пренос сигнала за заштиту гаса у случају унутрашњих кварова на трансформатору.
• Дехидратинг Бреатхер: Постављен на млазници за дисање конзерватора, испуњен са{0}}силика гелом који мења боју изнутра. Филтрира влагу и нечистоће из ваздуха који улазе у конзерватор и спречава влагу да уђе у систем уља.
• Сакупљач прљавштине и вентил за издувавање: Налази се на дну конзерватора, служи за таложење нечистоћа, влаге и уљног муља у уљу. Редовно издувавање може ефикасно одржавати чистоћу уља.
• Интерфејс за пуњење и испуштање уља: Користи се за пуњење и допуњавање трансформаторског уља, као и за одвођење унутрашњег ваздуха током пуњења уља како би се избегао лажни ниво уља.

 

6. Дневни О&М тачке и уобичајени третман кварова

 

6.1 Праћење радног статуса

 

• Провера повезивања температуре уља{0}}о нивоа уља: Током почетне фазе пуштања у рад и дневне инспекције, проверите кореспонденцију између индикације нивоа уља и температуре уља. У нормалним условима, ниво уља би требало да се мења линеарно са температуром уља. Абнормална корелација указује на могуће проблеме као што су лажни ниво уља, заглављивање мерача нивоа уља или блокада вентила, који захтевају благовремено решавање проблема.
• Провера изгледа: Проверите да ли уље цури или има деформације на кућишту конзерватора, јасну индикацију мерача нивоа уља и да ли је силика гел у вентилу за дехидратацију променио боју услед апсорпције влаге.

 

6.2 Сезонски О&М бодови

 

• Период{0} високе температуре лети: Усредсредите се на праћење максималног нивоа уља да бисте избегли прекорачење-граничне вредности и преливање уља узроковано сталним порастом температуре. Уље се може правилно испразнити ради подешавања ако се ниво уља приближи горњој граници.
• Ниска{0}}период температуре зими: Обратите посебну пажњу на минимални ниво уља да спречите недовољну запремину уља од ниске температуре. Правовремена допуна уља је потребна ако ниво уља падне испод стандардне линије, како би се избегле грешке у изолацији изложених намотаја.

 

6.3 Спецификације операције пуњења уља

 

• Потпуно испразните ваздух унутар конзерватора пре пуњења уља како бисте избегли лажни ниво уља узрокован термичким ширењем и хладном контракцијом заосталог ваздуха;
• Правилно контролишите брзину пуњења уља и сарађујте са операцијама издувних гасова како бисте осигурали тачну индикацију нивоа уља;
• Користите квалификовано трансформаторско уље исте марке и серије за допуну да бисте избегли пропадање уља из мешаних нафтних производа.

 

6.4 Уобичајене грешке и решења

 

• Лажни ниво уља: Углавном узроковано преосталим унутрашњим ваздухом, зачепљењем одзрачника или заглављивањем/оштећењем пловка мерача нивоа уља. Када дође до лажног нивоа уља, прво проверите проходност одзрачника, а затим испустите ваздух у кућишту. Искључите ради одржавања ако је мерач нивоа уља неисправан.
• Цурење заптивке: Старење и пуцање капсула/дијафрагми и неисправне заптивке прирубница ће узроковати цурење уља или продор влаге. Гумене заптивке треба редовно мењати, а оштећене делове треба одмах прегледати када се открије цурење.
• Пропуштање експандера меха: Ненормалан ниво уља или акумулација уља у контролном стаклу конзерватора типа мехова- највероватније указује на пуцање и цурење меха. Одмах се обратите произвођачу ради одржавања и може се уградити привремени одзрачник за дехидратацију како би се одложило погоршање квалитета уља док се чека поправка.

 

7. Закључак

 

Као „регулатор запремине уља“ и „заштитник квалитета уља“ трансформатора{0}}уроњених у уље, конзерватор уља је кључна компонента која обезбеђује безбедан и стабилан рад трансформатора. Различити типови конзерватора су погодни за различите напонске нивое и сценарије примене. Стандардизовани дневни рад и одржавање могу ефикасно продужити радни век трансформаторског уља и опреме у целини и смањити ризике рада електроенергетског система.