Soluzione Trasformatore di Potenza: Strategia di Doppio Miglioramento Basata sull'Ottimizzazione del Materiale Isolante e la Gestione della Qualità dell'Olio

Ⅰ. Sfide e obiettivi principali

• ​Sfide:​ Durante l'operazione a lungo termine, i trasformatori di trasmissione affrontano due problemi fondamentali: l'invecchiamento dei materiali isolanti (che porta a una riduzione della resistenza all'isolamento e alla diminuzione della resistenza al calore) e la degradazione dell'olio del trasformatore (aumento del contenuto di umidità, accumulo di impurità, aumento del numero d'acido, ecc.), che minacciano la sicurezza e la durata di vita dell'equipaggiamento.
• ​Obiettivi:​ Attraverso l'aggiornamento dei materiali e il rafforzamento della gestione, migliorare significativamente la stabilità delle prestazioni di isolamento, inibire il processo di degradazione dell'olio e, infine, raggiungere un'affidabilità operativa migliorata del trasformatore, costi di manutenzione ridotti e una durata di vita prolungata.

​II. Descrizione dettagliata della soluzione

1. ​Ottimizzazione delle prestazioni dei materiali isolanti
• ​Adozione di materiali base ad alte prestazioni:​
• ​Carta pressata:​ Selezionare nuove carte isolanti a base di cellulosa (come T-UPS ottimizzato) o materiali isolanti a fibre sintetiche (ad esempio, fibre poliarammide come Nomex) con eccellente stabilità termica (ad esempio, classificazione termica H o superiore) e capacità anti-invecchiamento. Rispetto ai materiali tradizionali, mantengono meglio la forza meccanica e le prestazioni elettriche sotto l'impatto di corrente di cortocircuito e condizioni operative ad alta temperatura.
• ​Olio isolante:​ Utilizzare oli minerali raffinati ad alte prestazioni o oli isolanti a esteri sintetici. Gli oli raffinati presentano un contenuto di zolfo inferiore e una maggiore resistenza all'ossidazione; gli esteri sintetici offrono vantaggi significativi, tra cui eccellente biodegradabilità, punto di fiammabilità ultra-alto e bassa igroscopicità, rendendoli particolarmente adatti a ambienti aspri o scenari con elevati requisiti di sicurezza antincendio.
• ​Miglioramento del design strutturale:​
• ​Ottimizzazione strutturale:​ Eseguire un design raffinato (ad esempio, simulazioni per ottimizzare la distribuzione del campo elettrico) per componenti chiave come barriere isolanti, anelli angolari e spaziatori, assicurando uno spessore uniforme del layer di isolamento senza punti deboli o concentrazioni di stress strutturale.
• ​Controllo del processo:​ Implementare rigorosamente processi di impregnazione al vuoto durante la fabbricazione e l'assemblaggio per garantire una saturazione completa della carta isolante, eliminando difetti interni come bolle e vuoti, migliorando così la forza di isolamento complessiva e la consistenza delle prestazioni dielettriche.
2. ​Miglioramento della gestione complessiva della qualità dell'olio
• ​Monitoraggio dinamico e manutenzione:​
• ​Test regolari dell'olio:​ Stabilire procedure di test offline scientifiche (ad esempio, secondo GB/T 7595/IEC 60422), monitorando parametri di routine come tensione di rottura, contenuto di micro-acqua, fattore di dissipazione dielettrica (tan δ), numero d'acido, analisi dei gas disciolti (DGA), ecc. Implementare una risposta rapida agli indicatori anomali.
• ​Tecnologia di monitoraggio online:​ Distribuire dispositivi di monitoraggio online per parametri come contenuto di umidità nell'olio, gas disciolti e conteggio di micro-particelle, consentendo la visualizzazione in tempo reale delle condizioni dell'olio e passando da una manutenzione basata sul tempo a una basata sullo stato.
• ​Strategie di manutenzione efficienti:​
• ​Purificazione e rigenerazione:​ Utilizzare unità di trattamento dell'olio al vuoto (incorporando moduli di deidratazione, degassatura e filtrazione precisa) per la filtrazione periodica dell'olio per rimuovere umidità, gas e contaminanti solidi. Per oli con un numero d'acido o tan δ eccessivo ma un invecchiamento relativamente lieve, utilizzare la rigenerazione per adsorbimento (ad esempio, trattamento con zeolite o silice) o la tecnologia di purificatore di olio a termosifone per ripristinare le prestazioni e prolungare gli intervalli di cambio olio.
• ​Sostituzione scientifica dell'olio:​ Eseguire rigorosamente le procedure di sostituzione dell'olio secondo le specifiche quando la degradazione dell'olio è grave o i prodotti di invecchiamento non possono essere rimossi efficacemente. Assicurarsi che il nuovo olio rispetti gli standard prima dell'iniezione e controllare rigorosamente la polvere e l'umidità durante il processo di sostituzione.
• ​Sigillatura dell'olio e protezione ambientale:​
• ​Aggiornamento della sigillatura:​ Sostituire i materiali tradizionali con sigilli resistenti all'invecchiamento in EPDM (Etilene Propilene Diene Monomero) o fluoroelastomeri, ottimizzando il design strutturale della sigillatura per interfacce come flange, valvole e bocchette. Per grandi trasformatori, dotarli di serbatoi conservatori a campana (con tecnologia di doppia sigillatura) per compensare i cambiamenti di volume dell'olio, mantenere una pressione positiva e isolare completamente dall'aria e dall'umidità esterna.
• ​Controllo ambientale:​ Installare respiratori dissecanti ad alta efficienza (utilizzando gel di silice/allumina attivata) nelle bocchette dei serbatoi e ispezionare/sostituire regolarmente il dissecante per assicurare che non vi sia ingresso di umidità durante la respirazione. Mantenere asciutte e pulite le stanze dei trasformatori e le fosse dell'olio.

​III. Benefici e vantaggi dell'implementazione

• ​Vantaggi diretti:​ Rallentare significativamente il tasso di invecchiamento del sistema di isolamento, mantenendo una resistenza all'isolamento alta e stabile; ridurre drasticamente le perdite dielettriche e i rischi di surriscaldamento localizzato causati dalla degradazione dell'olio; sopprimere efficacemente lo sviluppo di guasti latenti interni (ad esempio, ingresso di umidità, scariche di impurità).
• ​Valore a lungo termine:​
• ​Affidabilità migliorata:​ Ridurre sostanzialmente i tassi di interruzioni impreviste causate da problemi di isolamento o qualità dell'olio, garantendo la capacità continua di fornitura di energia alla rete.
• ​Efficacia economica ottimizzata:​ Prolungare gli intervalli di revisione generale e di cambio olio, riducendo il consumo di risorse per la manutenzione; posticipare significativamente la necessità di riconversioni o sostituzioni su larga scala (aumentando il valore del ciclo di vita).
• ​Durata prolungata:​ Le misure complessive ritardano efficacemente l'invecchiamento dei componenti critici, consentendo ai trasformatori di raggiungere o superare la durata di progettazione (prolungando la durata di vita da 5 a 15 anni a seconda delle condizioni operative).
• ​Conformità alla sicurezza:​ Soddisfare i requisiti obbligatori per le prestazioni di isolamento e la gestione della qualità dell'olio previsti dai regolamenti di prova preventiva degli apparecchi elettrici e dalle leggi ambientali.

​IV. Garanzia di qualità e implementazione

• ​Selezione rigorosa dei fornitori:​ Acquistare materiali chiave (carta isolante, olio, sigilli) da marchi di primissimo livello in possesso di certificazioni autoritative (UL, VDE, CESI, ecc.).
• ​Procedure Operative Standard (SOP):​ Sviluppare specifiche operative dettagliate per la manipolazione dell'isolamento, il riempimento al vuoto dell'olio, l'installazione dei sigilli e il prelievo/test dell'olio, con l'obbligo di formazione.
• ​Supporto piattaforma digitale:​ Utilizzare sistemi di gestione dei dati di monitoraggio dello stato per l'analisi delle tendenze, consentendo supporto decisionale per la manutenzione predittiva.
• ​Consultazione esperta:​ Fornire servizi tecnici professionali a ciclo completo, dalla personalizzazione della soluzione alla guida in loco.