Решение для силовых трансформаторов: Двухкомпонентная стратегия на основе оптимизации изоляционных материалов и управления качеством масла

Ⅰ. Основные проблемы и цели

• Проблемы: В ходе длительной эксплуатации трансформаторы передачи сталкиваются с двумя основными проблемами: старение изоляционных материалов (что приводит к снижению прочности изоляции и уменьшению теплостойкости) и деградация трансформаторного масла (увеличение влажности, накопление примесей, рост кислотного числа и т.д.), что угрожает безопасности оборудования и сроку его службы.
• Цели: С помощью модернизации материалов и укрепления управления значительно повысить стабильность изоляционных характеристик, замедлить процесс деградации масла и, в конечном итоге, достичь повышения надежности работы трансформатора, снижения затрат на обслуживание и продления срока службы.

II. Подробное описание решения

1. Оптимизация производительности изоляционных материалов
• Использование высокопроизводительных базовых материалов:
• Прессованная бумага: Выберите новую целлюлозную изоляционную бумагу (например, оптимизированную T-UPS) или синтетические волоконные изоляционные материалы (например, полиарамидные волокна, такие как Nomex), обладающие отличной термостойкостью (например, класс H или выше) и способностью противостоять старению. По сравнению с традиционными материалами они лучше сохраняют механическую прочность и электрические характеристики при воздействии короткого замыкания и в условиях высоких температур.
• Изоляционное масло: Используйте высокопроизводительные рафинированные минеральные масла или синтетические эфирные изоляционные масла. Рафинированные масла имеют меньшее содержание серы и более высокую устойчивость к окислению; синтетические эфиры предлагают значительные преимущества, включая отличную биоразлагаемость, сверхвысокую точку вспышки и низкую гигроскопичность, что делает их особенно подходящими для суровых условий или ситуаций с высокими требованиями к пожарной безопасности.
• Улучшение конструктивного дизайна:
• Конструктивная оптимизация: Проведите детализированный дизайн (например, моделирование для оптимизации распределения электрического поля) ключевых компонентов, таких как изоляционные барьеры, угловые кольца и проставки, обеспечивая равномерную толщину изоляционного слоя без слабых мест или концентраций структурного напряжения.
• Контроль процесса: Строго соблюдайте процессы вакуумной пропитки при производстве и сборке, чтобы обеспечить полное насыщение изоляционной бумаги, устраняя внутренние дефекты, такие как пузырьки и пустоты, тем самым повышая общую прочность изоляции и консистентность диэлектрических характеристик.
2. Повышение комплексного управления качеством масла
• Динамический мониторинг и обслуживание:
• Регулярное тестирование масла: Установите научно обоснованные процедуры оффлайн-тестирования (например, по ГОСТ 7595/МЭК 60422), контролируя стандартные параметры, такие как пробивное напряжение, микроводородное содержание, диэлектрический коэффициент потерь (tg δ), кислотное число, анализ растворенных газов (DGA) и т.д. Реагируйте оперативно на аномальные показатели.
• Технология онлайн-мониторинга: Разверните устройства онлайн-мониторинга для параметров, таких как влажность масла, растворенные газы и количество микрочастиц, обеспечивая визуализацию состояния масла в реальном времени и переход от планово-предупредительного к состоянию-ориентированному обслуживанию.
• Эффективные стратегии обслуживания:
• Очистка и регенерация: Используйте вакуумные установки для обработки масла (включающие эффективные модули для удаления влаги, газов и точной фильтрации) для периодической очистки масла, удаляя влагу, газы и твердые загрязнители. Для масел с повышенным кислотным числом или tg δ, но относительно небольшим старением, используйте адсорбционную регенерацию (например, молекулярный ситовый, силикагель) или технологию термосифонного очистителя масла, чтобы восстановить производительность и увеличить интервалы замены масла.
• Научная замена масла: Строго выполняйте процедуры замены масла в соответствии со спецификациями, когда деградация масла серьезная или продукты старения не могут быть эффективно удалены. Убедитесь, что новое масло соответствует стандартам перед введением, и строго контролируйте пыль и влагу во время процесса замены.
• Герметизация масла и защита окружающей среды:
• Обновление герметизации: Замените традиционные материалы на герметики из этиленпропиленового каучука (EPDM) или фторэластомера, устойчивые к старению, оптимизируйте конструкцию герметиков для интерфейсов, таких как фланцы, клапаны и втулки. Для больших трансформаторов оснащайте расширительными баками типа колокол (с технологией двойного уплотнения), чтобы компенсировать изменения объема масла, поддерживать положительное давление и полностью изолировать от внешнего воздуха и влаги.
• Контроль окружающей среды: Установите высокоэффективные дыхательные фильтры-влагоуловители (используя силикагель/активированный алюминий) на вентиляционных отверстиях баков, регулярно проверяйте и заменяйте влагоуловитель, чтобы исключить попадание влаги во время дыхания. Поддерживайте помещения трансформаторов/масляные ямы сухими и чистыми.

III. Преимущества и выгоды реализации

• Прямые выгоды: Значительно замедлить скорость старения изоляционной системы, поддерживая высокую и стабильную прочность изоляции; радикально снизить диэлектрические потери и риски локального перегрева, вызванные деградацией масла; эффективно подавить развитие внутренних скрытых дефектов (например, проникновение влаги, разряды примесей).
• Долгосрочная ценность:
• Повышенная надежность: Значительно снизить частоту неплановых отключений, вызванных проблемами изоляции или качества масла, обеспечивая непрерывную способность сети к подаче электроэнергии.
• Оптимизированная экономическая эффективность: Продлить интервалы капитального ремонта и замены масла, снизив потребление ресурсов на обслуживание; существенно отсрочить необходимость крупных реконструкций или замен (повышая стоимость жизненного цикла).
• Продление срока службы: Комплексные меры эффективно замедляют старение критических компонентов, позволяя трансформаторам достигать или превышать проектный срок службы (продлевая срок службы на 5-15 лет в зависимости от условий эксплуатации).
• Соответствие требованиям безопасности: Соответствовать обязательным требованиям к характеристикам изоляции и управлению качеством масла, установленным в правилах предупредительных испытаний электрического оборудования и законодательства об охране окружающей среды.

IV. Обеспечение качества и внедрение

• Строгий выбор поставщиков: Приобретайте ключевые материалы (изоляционную бумагу, масло, уплотнения) у ведущих брендов, имеющих авторитетные сертификаты (UL, VDE, CESI и т.д.).
• Стандартные операционные процедуры (SOP): Разработайте подробные инструкции по обращению с изоляцией, заполнению масла под вакуумом, установке уплотнений и отбору проб масла/тестированию, с обязательным обучением.
• Поддержка цифровой платформы: Используйте системы управления данными о состоянии для анализа трендов, обеспечивающие поддержку принятия решений по предиктивному обслуживанию.
• Консультации экспертов: Предоставляйте полный цикл профессиональных технических услуг, от настройки решения до руководства на месте.