Trasformatori in olio o a secco: quali sono le differenze nei metodi di monitoraggio delle condizioni?

• I trasformatori in olio differiscono fondamentalmente dai trasformatori a secco in termini di struttura e mezzo isolante, pertanto i parametri e i metodi di monitoraggio delle condizioni sono completamente diversi.
• I trasformatori in olio devono concentrarsi sul monitoraggio della temperatura dell'olio, del livello dell'olio, dei gas disciolti, delle scariche parziali e di altri parametri specifici dell'olio isolante.
• Per i trasformatori a secco, la temperatura degli avvolgimenti, le vibrazioni, la temperatura e l'umidità dell'ambiente e i parametri elettrici sono i principali oggetti di monitoraggio.
• Le condizioni di installazione, le segnalazioni di guasto e le norme applicabili dei due trasformatori sono diverse e devono essere classificate al momento della scelta del tipo.
• Inotera fornisce anche soluzioni di monitoraggio professionale per trasformatori in olio e trasformatori a secco, per soddisfare le esigenze di funzionamento e manutenzione di diversi tipi di apparecchiature.

Innanzitutto, trasformatori in olio e trasformatori a secco: qual è la differenza?

Prima di scegliere un dispositivo di monitoraggio, è necessario avere chiare le differenze essenziali tra i due tipi di trasformatori. Molti utenti non hanno un concetto completamente chiaro dei due tipi di dispositivi, che è proprio il prerequisito per comprendere le differenze di monitoraggio.

Trasformatori in olioSi tratta di un trasformatore con olio per trasformatori (olio isolante minerale) come mezzo di isolamento e raffreddamento. Il nucleo di ferro e gli avvolgimenti sono completamente immersi nell'olio isolante e il dispositivo è installato in un serbatoio metallico sigillato. I suoi vantaggi sono le buone prestazioni di isolamento, l'elevata efficienza di dissipazione del calore, la possibilità di realizzare prodotti di grande capacità, ampiamente utilizzati nelle sottostazioni esterne, nei sistemi di trasmissione e nelle occasioni di grande capacità ad alta tensione.

Trasformatori a seccoCome mezzo isolante si utilizza invece aria o materiale isolante solido (come la resina epossidica) e il nucleo e gli avvolgimenti sono direttamente esposti all'aria o incapsulati da materiale isolante solido senza olio isolante. I suoi vantaggi sono la buona resistenza al fuoco, la facilità di manutenzione, la flessibilità di installazione, l'idoneità all'uso interno, l'utilizzo comune in edifici commerciali, metropolitane, ospedali, centri dati e altri luoghi con requisiti di resistenza al fuoco elevati.

A causa delle differenze fondamentali nel mezzo isolante, anche i meccanismi di guasto, i modelli di invecchiamento e le priorità di monitoraggio dei due trasformatori sono significativamente diversi e quindi non possono essere semplicemente coperti dalla stessa serie di programmi di monitoraggio.

II. Perché i due metodi di monitoraggio dei trasformatori non possono essere utilizzati in modo intercambiabile?

È una domanda che molti utenti si pongono. In apparenza, entrambi i trasformatori devono monitorare la temperatura e lo stato elettrico e sembra che possano condividere un programma comune. In realtà, però, esistono differenze fondamentali nella logica di monitoraggio dei due trasformatori.

Il sistema di isolamento di un trasformatore in olio si basa sulle condizioni dell'olio isolante e l'invecchiamento, l'umidità e la generazione di gas dell'olio isolante sono la base principale per determinare i guasti interni. Pertanto, l'analisi dei gas disciolti (DGA) nell'olio, il livello dell'olio, la temperatura dell'olio, ecc. sono elementi di monitoraggio esclusivi per i trasformatori in olio, mentre questi parametri non esistono affatto per i trasformatori a secco.

I principali rischi dei trasformatori a secco derivano dal surriscaldamento degli avvolgimenti, dall'invecchiamento della resina epossidica, dall'allentamento delle vibrazioni meccaniche, ecc. È necessario valutare lo stato dell'apparecchiatura attraverso parametri quali la temperatura degli avvolgimenti, i segnali di vibrazione, la temperatura e l'umidità ambientale. Se la logica di monitoraggio del trasformatore in olio viene applicata direttamente al trasformatore a secco, non solo non è in grado di monitorare efficacemente, ma può anche formare un punto cieco di monitoraggio.

Inoltre, i due trasformatori hanno luoghi di installazione diversi (all'aperto o al chiuso), requisiti di livello di protezione diversi, interfacce di comunicazione e metodi di controllo diversi, il che determina ulteriormente la necessità di classificare e selezionare separatamente il dispositivo di monitoraggio.

In terzo luogo, quali sono i parametri di monitoraggio del nucleo dei trasformatori in olio?

Il sistema di monitoraggio dei trasformatori in olio è relativamente complesso e coinvolge olio, elettricità, calore, meccanica e altre dimensioni. Di seguito è riportata una sintesi dei principali parametri di monitoraggio:

Tra questi.Analisi dei gas disciolti (DGA)È il mezzo di maggior valore diagnostico nel monitoraggio delle condizioni dei trasformatori in olio, in grado di identificare l'anomalia interna giorni o addirittura settimane prima che si verifichi il guasto, ed è il progetto di monitoraggio unico e insostituibile dei trasformatori in olio.

In quarto luogo, quali sono i parametri di monitoraggio del nucleo dei trasformatori a secco?

I trasformatori a secco non hanno olio isolante e il loro sistema di monitoraggio è maggiormente incentrato su temperatura, condizioni meccaniche e funzionamento elettrico. Prendendo come esempio il dispositivo di monitoraggio intelligente dei trasformatori Inotera PHM 300U, i parametri di monitoraggio principali dei trasformatori a secco sono i seguenti:

Si può notare che i trasformatori a secco presentano complessivamente un numero inferiore di parametri di monitoraggio rispetto ai trasformatori in olio, ma laTemperatura e vibrazionisono due nuclei assoluti. Il superamento della temperatura dell'avvolgimento non solo accelera l'invecchiamento dell'isolamento, ma in casi gravi provoca addirittura un incendio; mentre le anomalie di vibrazione sono spesso un segnale precoce di allentamento del nucleo di ferro o di deformazione dell'avvolgimento, che non deve essere ignorato.

V. Immersione in olio vs. tipo a secco: confronto completo dei parametri di monitoraggio

La tabella seguente fornisce un confronto fianco a fianco dei parametri di monitoraggio dei due trasformatori per aiutare a comprendere rapidamente le caratteristiche e le differenze tra i due.

VI. Quali sono le differenze tra i segnali di guasto dei due tipi di trasformatori?

La comprensione delle differenze tra i segnali di allarme dei guasti aiuta il personale O&M a determinare rapidamente il livello di rischio e a prendere le giuste misure in caso di allarme.

Segnali di allarme comuni per i trasformatori in bagno d'olio

• La temperatura dell'olio continua a salire:Possibile guasto o sovraccarico del sistema di raffreddamento; è necessario controllare l'unità di raffreddamento e verificare immediatamente il livello di carico.
• Elevata concentrazione di acetilene (C₂H₂):Questo è il segnale più pericoloso e di solito significa che si è verificata una scarica d'arco all'interno e che deve essere interrotto e ispezionato senza indugio.
• Il livello dell'olio continua a scendere:Indica la presenza di una perdita d'olio o di una capsula rotta nel conservatore dell'olio, che richiede un'ispezione in loco per confermare il punto di perdita.
• Improvviso aumento delle scariche localizzate:In combinazione con i dati DGA, si ritiene che possa esserci un difetto di isolamento e che sia necessario organizzare una diagnosi di precisione.
• Corrente di terra anomala del nucleo:Suggerisce che il nucleo di ferro è collegato a terra in più punti e deve essere spento per testare la resistenza dell'isolamento.

Segnali di avvertimento comuni per i trasformatori a secco

• Superamento della temperatura di avvolgimento:È l'allarme più comune per i trasformatori a secco e può essere causato da un sovraccarico,Ventole di raffreddamentoPer cause di malfunzionamento o scarsa ventilazione, è necessario verificare immediatamente le condizioni di raffreddamento.
• L'ampiezza della vibrazione è anormalmente elevata:Se si ipotizzano bulloni del nucleo allentati o avvolgimenti deformati, è necessario organizzare un'interruzione per controllare la meccanica.
• L'umidità ambientale è cronicamente elevata:Un ambiente ad alta umidità accelera l'invecchiamento dell'isolamento in resina epossidica; è necessario verificare se l'apparecchiatura di deumidificazione funziona normalmente.
• Squilibrio di corrente trifase:Può riflettere uno squilibrio del carico o un cortocircuito tra gli avvolgimenti; deve essere combinato con i dati sulla temperatura per formulare un giudizio completo.
• L'aspettativa di vita è significativamente ridotta:I dispositivi di monitoraggio come il PHM 300U calcolano la vita residua dell'apparecchiatura in tempo reale e, se la previsione di vita si riduce in modo anomalo, è necessario rivedere il livello di carico e le condizioni operative.

VII. Quando si installano i dispositivi di monitoraggio, le precauzioni sono le stesse per entrambi?

Anche le sessioni di installazione sono nettamente diverse e devono essere trattate separatamente.

Punti di installazione dei trasformatori in bagno d'olio

I trasformatori in olio sono solitamente installati in sottostazioni esterne o in locali sotterranei in olio, dove l'ambiente è complesso e le interferenze elettromagnetiche sono forti. I sensori devono essere impermeabili, sottoposti a trattamento anticorrosione, il cavo di segnale deve essere schermato e lontano da forti linee elettriche.L'oleodotto DGA deve essere mantenuto in una direzione delicata per evitare che l'accumulo di bolle di gas influisca sulla precisione del campionamento del gas. Il livello di protezione del dispositivo deve essere generalmente superiore a IP55 e deve garantire una messa a terra affidabile.

Punti di installazione dei trasformatori a secco

I trasformatori a secco sono per lo più installati in locali di distribuzione interni, lo spazio è relativamente limitato, l'allineamento deve essere ordinato e standardizzato. I sensori di temperatura devono essere installati vicino alla superficie dell'avvolgimento per garantire una misurazione accurata. Il sensore di vibrazione deve essere fissato nella struttura metallica del corpo del trasformatore, evitando che l'installazione nella piastra del guscio porti a una distorsione del segnale.PHM 300U e altri dispositivi di monitoraggio intelligenti attraverso l'interfaccia RS485 comunicano con il controllore di temperatura, il cablaggio deve prestare attenzione alle impostazioni dell'indirizzo di comunicazione, per garantire che i dati del multisensore siano riassunti correttamente. Il livello di protezione dell'installazione interna IP20 ~ IP54 può soddisfare i requisiti.

Considerazioni comuni per entrambi

Indipendentemente dal tipo di trasformatore, una volta completata l'installazione, è necessario eseguire il test di coordinamento dei parametri completi per confermare che le letture dei sensori siano coerenti con il valore effettivo, che il collegamento di comunicazione sia stabile e che la funzione di allarme sia attivata normalmente prima di poter entrare formalmente in funzione.

VIII. Come scegliere un programma di monitoraggio adeguato in base al tipo di trasformatore?

Dopo aver chiarito le differenze di monitoraggio tra i due tipi di trasformatori, nella scelta effettiva si può fare riferimento alle seguenti idee:

Prima di tutto, occorre chiarire il tipo di trasformatore e l'utilizzo della scena. I trasformatori principali ad alta tensione all'aperto danno la priorità allo schema di monitoraggio a parametri completi dei trasformatori in olio; i trasformatori di distribuzione a media e bassa tensione all'interno (in particolare edifici commerciali, metropolitane, ospedali, centri dati) sono solitamente dotati di trasformatori a secco e si preferiscono dispositivi di monitoraggio intelligenti con funzioni di temperatura, vibrazioni, parametri elettrici e previsione della durata.

In secondo luogo, in base alla capacità e all'importanza del trasformatore, è necessario determinare la profondità del monitoraggio. Si raccomanda di dotare il trasformatore principale da 110kV in su di un set completo di immersione in olio, come DGA, scarica locale, perdita dielettrica dell'involucro e così via.Monitoraggio dei trasformatoriModuli; i trasformatori industriali specializzati da 10kV~35kV possono scegliere la combinazione di parametri del nucleo in base al budget effettivo; i trasformatori di distribuzione ordinari a secco per interni si basano sul monitoraggio della temperatura degli avvolgimenti, con l'aggiunta di moduli per le vibrazioni e i parametri elettrici quando le condizioni lo consentono.

Infine, occorre concentrarsi sulla compatibilità del protocollo di comunicazione. Indipendentemente dal cambio dell'olio o dal cambio a secco, il dispositivo di monitoraggio deve supportare Modbus RTU/TCP, IEC 61850 e altri protocolli mainstream, in modo da facilitare l'accesso al sistema di dispacciamento esistente o alla piattaforma di funzionamento e manutenzione ed evitare i silos di dati.

IX. Confronto tra gli standard e le norme di attuazione pertinenti

Il monitoraggio delle condizioni dei trasformatori in olio e dei trasformatori a secco corrisponde a sistemi standard diversi, a cui fare riferimento per l'implementazione del progetto e la selezione del prodotto:

Standard relativi al monitoraggio dei trasformatori in bagno d'olio

• DL/T 722-Linee guida per l'analisi e la determinazione dei gas disciolti negli oli per trasformatori (DGA Core Basis)
• GB/T 7595-Standard di qualità dell'olio per trasformatori
• DL/T 1498--Linee guida per la valutazione delle condizioni dei trasformatori
• GB/T 4703-Standard di misurazione dello scarico parziale
• Q/GDW 11304--Specifica tecnica per il dispositivo di monitoraggio on-line dei trasformatori della rete elettrica nazionale

Standard relativi al monitoraggio dei trasformatori a secco

• GB/T 10228--Parametri tecnici e requisiti dei trasformatori di potenza a secco
• GB/T 17211-Linee guida di carico per trasformatori di potenza a secco (base per i limiti di temperatura degli avvolgimenti)
• IEC 60076-11-Standard internazionale per trasformatori a secco, che specifica le classi di temperatura e i requisiti di isolamento.
• GB/T 22072--Requisiti tecnici generali dei regolatori di temperatura per trasformatori a secco

Si raccomanda di richiedere esplicitamente ai fornitori di fornire dichiarazioni di conformità del prodotto per gli standard corrispondenti nei documenti di gara del progetto, per garantire che i dispositivi di monitoraggio soddisfino i requisiti per le applicazioni pratiche.

Ten, Inotera: soluzioni di monitoraggio che coprono contemporaneamente il cambio dell'olio e del secco

Nel progetto reale, una sottostazione o un sistema di distribuzione spesso contiene sia trasformatori in olio che trasformatori a secco; se acquistati separatamente da diversi produttori di dispositivi di monitoraggio, non solo la gestione è complessa, ma anche la successiva manutenzione è più problematica.InnoTechIn qualità di fornitore professionale di soluzioni per il monitoraggio delle condizioni delle apparecchiature elettriche, è in grado di soddisfare le esigenze di monitoraggio di due tipi di trasformatori contemporaneamente e di ottenere una gestione unificata.

Monitoraggio del trasformatore a secco: PHM 300U Dispositivo intelligente di monitoraggio del trasformatore

Inotera PHM 300U è un dispositivo di monitoraggio online multiparametrico appositamente progettato per i trasformatori a secco, che integra il monitoraggio della temperatura dell'avvolgimento trifase e del nucleo, il monitoraggio della temperatura e dell'umidità ambientale, il monitoraggio delle vibrazioni, l'acquisizione dei parametri elettrici del lato a bassa tensione e la previsione della durata dell'apparecchiatura e le statistiche sulle perdite di potenza. Il dispositivo è dotato di un'interfaccia di controllo uomo-macchina intuitiva, supporta il protocollo Modbus RTU e può essere collegato in modo flessibile al sistema di gestione e manutenzione intelligente. Aiuta gli utenti a passare dalla tradizionale "manutenzione periodica" a una più efficiente modalità di "manutenzione delle condizioni", riducendo il rischio di guasti e prolungando la vita delle apparecchiature.

Monitoraggio dei trasformatori in olio: sistema di monitoraggio online a parametri completi

Per i trasformatori in olio, Inotera fornisce anche sistemi di monitoraggio online che coprono i parametri del nucleo come la temperatura dell'olio, il livello dell'olio, i gas disciolti, la scarica parziale, la corrente di serraggio del nucleo, il monitoraggio dell'involucro, ecc. e supporta l'aggancio con le piattaforme di dispacciamento di State Grid e South Grid per soddisfare le esigenze di monitoraggio dei trasformatori di diversi livelli di tensione e capacità.

Servizio unico che copre l'intero ciclo di vita

Inotera fornisce una gamma completa di servizi che vanno dalla consulenza sul programma, alla fornitura del prodotto, all'installazione e alla messa in servizio, fino al supporto successivo per il funzionamento e la manutenzione, alla fornitura diretta in fabbrica, al supporto per funzioni personalizzate, sia che si tratti di una singola unità di supporto dell'apparecchiatura o di una soluzione globale a livello di sistema, può essere affrontata in modo flessibile. Se siete alla ricerca di una soluzione affidabile per il monitoraggio delle condizioni dei trasformatori in olio o a secco, contattate INNOTEC per una consulenza professionale.

dichiarazione che nega o limita la responsabilità

Questo articolo è solo per riferimento generale, ha lo scopo di introdurre il monitoraggio delle condizioni del trasformatore in olio e del trasformatore a secco delle conoscenze di base e delle differenze nel confronto, non costituisce l'unica base per qualsiasi implementazione di ingegneria, decisioni di acquisto o programmi tecnici. Gli indicatori dei parametri, gli standard e l'introduzione dei prodotti, l'applicazione effettiva dovrebbe essere combinata con i modelli di apparecchiature specifiche, le condizioni del sito e gli ultimi requisiti standard, da parte di personale professionale e tecnico per valutare e confermare. L'autore e l'editore di questo articolo non si assumono alcuna responsabilità legale per eventuali perdite dirette o indirette derivanti dal riferimento ai contenuti di questo articolo.