راه‌حل ترانسفورماتور برق: استراتژی دوگانه بر اساس بهینه‌سازی ماده عایق و مدیریت کیفیت روغن

Ⅰ. چالش‌های اصلی و اهداف

• ​چالش‌ها:​ در طول مدت عملکرد بلندمدت، ترانسفورماتورهای انتقال با دو مسئله اصلی مواجه هستند: پیری مواد عایق (که منجر به کاهش قدرت عایق‌بندی و مقاومت حرارتی می‌شود) و تخریب روغن ترانسفورماتور (افزایش محتوای رطوبت، انباشت زباله، افزایش عدد اسیدی و غیره)، که تهدیدی برای ایمنی تجهیزات و عمر مفید آنها است.
• ​اهداف:​ از طریق به‌روزرسانی مواد و تقویت مدیریت، ثبات عملکرد عایق‌بندی را به طور قابل توجهی افزایش داده، فرآیند تخریب روغن را مهار کرده و در نهایت قابلیت اطمینان عملکرد ترانسفورماتور را بهبود بخشیده، هزینه‌های نگهداری را کاهش داده و عمر مفید را افزایش می‌دهد.

​II. توضیح دقیق راه‌حل​

1. ​بهینه‌سازی عملکرد مواد عایق‌بندی​
• ​استفاده از مواد پایه با عملکرد بالا:​​
• ​پلاک فشاری:​​ از کاغذ عایق‌بندی سلولوزی جدید (مانند T-UPS بهینه شده) یا مواد عایق‌بندی الیاف مصنوعی (مثلاً الیاف پلی آرامید مانند Nomex) با پایداری حرارتی عالی (مانند رتبه حرارتی H یا بالاتر) و قابلیت مقاومت در برابر پیری استفاده کنید. در مقایسه با مواد سنتی، آنها در شرایط تأثیر جریان کوتاه‌مداری و شرایط عملکرد با دما بالا، قدرت مکانیکی و عملکرد الکتریکی خود را بهتر حفظ می‌کنند.
• ​روغن عایق‌بندی:​​ از روغن‌های معدنی پالایش شده با عملکرد بالا یا روغن‌های عایق‌بندی استر مصنوعی استفاده کنید. روغن‌های پالایش شده دارای محتوای گوگرد کمتر و مقاومت اکسیداسیون بالاتر هستند؛ استرهای مصنوعی مزایای قابل توجهی مانند بیولرزهای بسیار خوب، نقطه اشتعال فوق‌العاده بالا و کم‌رطوبتی کم دارند، که آنها را برای محیط‌های سخت یا سناریوهای با نیازهای ایمنی آتش‌سوزی بالا مخصوصاً مناسب می‌کند.
• ​بهبود طراحی ساختاری:​​
• ​بهینه‌سازی ساختار:​​ طراحی دقیق (مانند شبیه‌سازی برای بهینه‌سازی توزیع میدان الکتریکی) برای اجزای کلیدی مانند موانع عایق‌بندی، حلقه‌های زاویه‌ای و جداکننده‌ها انجام دهید تا ضخامت یکنواخت لایه عایق‌بندی بدون نقاط ضعف یا تمرکز تنش ساختاری تضمین شود.
• ​کنترل فرآیند:​​ در مرحله ساخت و مونتاژ، فرآیند ترکیب تحت فشار را به صورت دقیق اجرا کنید تا تشبث کامل کاغذ عایق‌بندی تضمین شود و عیوب داخلی مانند حباب‌ها و فضاهای خالی حذف شوند، که منجر به افزایش قدرت عایق‌بندی و یکنواختی عملکرد دی الکتریک می‌شود.
2. ​تقویت مدیریت کیفیت روغن جامع​
• ​نظارت و نگهداری پویا:​​
• ​آزمون‌های منظم روغن:​​ رویه‌های آزمون آفلاین علمی (مانند GB/T 7595/IEC 60422) را برای نظارت بر پارامترهای روتین شامل ولتاژ تخریب، محتوای رطوبت میکرو، عامل تلفات دی الکتریک (tan δ)، عدد اسیدی، تجزیه گازهای محلول (DGA) و غیره تأسیس کنید. به شاخص‌های غیرطبیعی سریعاً واکنش نشان دهید.
• ​فناوری نظارت آنلاین:​​ دستگاه‌های نظارت آنلاین برای پارامترهای مانند محتوای رطوبت روغن، گازهای محلول و تعداد ذرات میکرو را نصب کنید تا شرایط روغن را به صورت زنده مشاهده کنید و از نگهداری مبتنی بر زمان به نگهداری مبتنی بر وضعیت تغییر دهید.
• ​استراتژی‌های نگهداری مؤثر:​​
• ​پالایش و بازیابی:​​ از واحدهای پردازش روغن تحت فشار (که شامل ماژول‌های پالایش رطوبت، گاز و فیلتری دقیق هستند) برای پالایش دوره‌ای روغن استفاده کنید تا رطوبت، گازها و آلاینده‌های جامد را حذف کنید. برای روغن‌هایی که عدد اسیدی یا tan δ آنها زیاد است اما پیری آنها نسبتاً ملایم است، از بازیابی جاذبه (مانند جاذبه مولکولی، درمان با سیلیکا ژل) یا فناوری پالایش روغن ترموسیفون استفاده کنید تا عملکرد را بازیابی کرده و فواصل تغییر روغن را افزایش دهید.
• ​تغییر روشن روغن علمی:​​ وقتی تخریب روغن شدید است یا محصولات پیری نمی‌توانند به طور مؤثر حذف شوند، رویه‌های تغییر روغن را طبق مشخصات دقیقاً اجرا کنید. قبل از تزریق، مطمئن شوید که روغن جدید به استانداردها می‌رسد و در طول فرآیند تغییر روغن، گرد و رطوبت را به طور دقیق کنترل کنید.
• ​بسته‌بندی روغن و حفاظت از محیط زیست:​​
• ​به‌روزرسانی بسته‌بندی:​​ مواد سنتی را با بسته‌بندی‌های مقاوم در برابر پیری EPDM (مونومر دی‌ان‌پی اتان) یا فلوئورو الاستومر جایگزین کنید، طراحی ساختار بسته‌بندی را برای روابط مانند فلانژ، شیرها و بوشینگ‌ها بهینه کنید. برای ترانسفورماتورهای بزرگ، با مخازن محافظ نوع لوله‌ای (با فناوری بسته‌بندی دوگانه) تجهیز کنید تا تغییرات حجم روغن را جبران کرده، فشار مثبت را حفظ کرده و به طور کامل از تجاوز هوا و رطوبت خارجی جلوگیری کنید.
• ​کنترل محیطی:​​ در فتحه‌های مخزن، تنفس‌گرهای خشک‌کننده با کارایی بالا (با استفاده از سیلیکا ژل/آلومینا فعال) نصب کنید و به طور منظم خشک‌کننده را بررسی و تعویض کنید تا مطمئن شوید که در طول تنفس رطوبتی وارد نمی‌شود. اتاق‌های ترانسفورماتور/محوطه روغن را خشک و تمیز نگه دارید.

​III. مزایای اجرایی و مزایا​

• ​مزایای مستقیم:​​ نرخ پیری سیستم عایق‌بندی را به طور قابل توجهی کاهش داده، قدرت عایق‌بندی بالا و پایدار را حفظ می‌کند؛ تلفات دی الکتریک و ریسک‌های گرم شدن محلی ناشی از تخریب روغن را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد؛ توسعه خطاهای پنهان داخلی (مانند ورود رطوبت، تخلیه زباله) را مؤثرانه مهار می‌کند.
• ​ارزش بلندمدت:​​
• ​افزایش قابلیت اطمینان:​​ نرخ قطع برق غیر برنامه‌ای ناشی از مشکلات عایق‌بندی یا کیفیت روغن را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و قابلیت تأمین برق شبکه را تضمین می‌کند.
• ​بهینه‌سازی کارایی اقتصادی:​​ فواصل تعمیرات عمده و تغییر روغن را افزایش می‌دهد، مصرف منابع نگهداری را کاهش می‌دهد؛ نیاز به بازسازی یا جایگزینی در مقیاس بزرگ را به طور قابل توجهی به تعویق می‌اندازد (ارزش چرخه حیات را افزایش می‌دهد).
• ​افزایش طول عمر:​​ اقدامات جامع عمر مفید قطعات کلیدی را به طور مؤثر به تعویق می‌اندازد، ترانسفورماتورها را قادر می‌سازد به عمر طراحی یا بیشتر (افزایش عمر ۵ تا ۱۵ سال به شرایط عملکرد بستگی دارد) برسند.
• ​همخوانی ایمنی:​​ الزامات اجباری برای عملکرد عایق‌بندی و مدیریت کیفیت روغن که در مقررات آزمون پیشگیرانه تجهیزات الکتریکی و قوانین محیط زیست تعیین شده‌اند را رعایت می‌کند.

​IV. تضمین کیفیت و اجرایی​

• ​انتخاب تامین‌کننده‌های سختگیرانه:​​ مواد کلیدی (کاغذ عایق‌بندی، روغن، بسته‌بندی) را از برندهای برتر که دارای گواهینامه‌های معتبر (UL, VDE, CESI و غیره) هستند تهیه کنید.
• ​رویه‌های عملیاتی استاندارد (SOP):​​ دستورالعمل‌های عملیاتی دقیق برای رسیدگی به عایق‌بندی، پر کردن روغن تحت فشار، نصب بسته‌بندی و نمونه‌برداری/آزمون روغن را تهیه کنید و آموزش اجباری را اجرا کنید.
• ​پشتیبانی از پلتفرم دیجیتال:​​ از سیستم‌های مدیریت داده‌های نظارتی وضعیت برای تحلیل روند استفاده کنید تا تصمیم‌گیری نگهداری پیش‌بینی شده را پشتیبانی کنید.
• ​مشاوره متخصص:​​ خدمات تکنیکی حرفه‌ای تمام دوره از شخصی‌سازی راه‌حل تا راهنمایی محلی ارائه دهید.