Transformadores imersos em óleo versus transformadores do tipo seco: quais são as diferenças nos métodos de monitoramento de condições?

• Os transformadores imersos em óleo diferem fundamentalmente dos transformadores do tipo seco em termos de estrutura e meio de isolamento, de modo que os parâmetros e métodos de monitoramento de condições são completamente diferentes.
• Os transformadores imersos em óleo precisam se concentrar no monitoramento da temperatura do óleo, do nível do óleo, dos gases dissolvidos, das descargas parciais e de outros parâmetros específicos do óleo isolante.
• Para transformadores do tipo seco, a temperatura do enrolamento, a vibração, a temperatura e a umidade do ambiente e os parâmetros elétricos são os principais objetos de monitoramento.
• As condições de instalação, os sinais de aviso de falha e os padrões aplicáveis dos dois transformadores são diferentes e precisam ser classificados ao selecionar o tipo.
• A Inotera também fornece soluções de monitoramento profissional para transformadores imersos em óleo e transformadores do tipo seco para atender às necessidades de operação e manutenção de vários tipos de equipamentos.

Primeiro, transformadores imersos em óleo e transformadores do tipo seco, afinal, qual é a diferença?

Antes de selecionar um dispositivo de monitoramento de condições, primeiro é necessário ter clareza sobre as diferenças essenciais entre os dois tipos de transformadores. Muitos usuários não têm um conceito completamente claro dos dois tipos de dispositivos, o que é precisamente o pré-requisito para entender as diferenças de monitoramento.

Transformadores imersos em óleoÉ um transformador com óleo de transformador (óleo isolante mineral) como meio de isolamento e resfriamento. O núcleo de ferro e os enrolamentos são completamente imersos em óleo isolante, e o dispositivo é instalado em um tanque de metal vedado. Suas vantagens são o bom desempenho de isolamento, a alta eficiência de dissipação de calor, a possibilidade de fabricar produtos de grande capacidade, amplamente utilizados em subestações externas, sistemas de transmissão e ocasiões de grande capacidade de alta tensão.

Transformadores do tipo secoEm vez disso, o ar ou material isolante sólido (como resina epóxi) é usado como meio isolante, e o núcleo e os enrolamentos são diretamente expostos ao ar ou encapsulados por material isolante sólido sem óleo isolante. Suas vantagens são a boa resistência ao fogo, a fácil manutenção, a instalação flexível, a adequação para uso interno e o uso comum em prédios comerciais, metrôs, hospitais, centros de dados e outros locais com altos requisitos de resistência ao fogo.

Devido às diferenças fundamentais no meio de isolamento, há também diferenças significativas nos mecanismos de falha, nos padrões de envelhecimento e nas prioridades de monitoramento dos dois transformadores, de modo que eles não podem simplesmente ser cobertos pelo mesmo conjunto de programas de monitoramento.

II Por que os dois métodos de monitoramento de transformadores não podem ser usados de forma intercambiável?

Essa é uma pergunta que muitos usuários farão. Superficialmente, ambos os transformadores precisam monitorar a temperatura e o status elétrico, e parece que eles podem compartilhar um programa comum. Na realidade, porém, há diferenças fundamentais na lógica de monitoramento dos dois.

O sistema de isolamento de um transformador imerso em óleo depende da condição do óleo isolante, e o envelhecimento, a umidade e a geração de gás do óleo isolante são a base fundamental para a determinação de falhas internas. Portanto, a análise de gás dissolvido (DGA) no óleo, o nível do óleo, a temperatura do óleo etc. são itens de monitoramento exclusivos para transformadores imersos em óleo, enquanto esses parâmetros não existem para transformadores do tipo seco.

Os principais riscos dos transformadores a seco são o superaquecimento dos enrolamentos, o envelhecimento da resina epóxi, o afrouxamento da vibração mecânica etc. É necessário avaliar o status do equipamento por meio de parâmetros como temperatura do enrolamento, sinais de vibração, temperatura e umidade do ambiente. Se a lógica de monitoramento do transformador imerso em óleo for aplicada diretamente ao transformador do tipo seco, não só não será possível monitorar com eficácia, como também poderá formar um ponto cego de monitoramento.

Além disso, os dois transformadores têm locais de instalação diferentes (externo vs. interno), requisitos de nível de proteção diferentes, interfaces de comunicação e métodos de controle diferentes, o que determina ainda mais que o dispositivo de monitoramento deve ser classificado e selecionado separadamente.

Em terceiro lugar, quais são os principais parâmetros de monitoramento dos transformadores imersos em óleo?

O sistema de monitoramento de transformadores imersos em óleo é relativamente complexo, envolvendo óleo, eletricidade, calor, mecânica e outras dimensões. A seguir, um resumo dos principais parâmetros de monitoramento:

Entre eles.Análise de gás dissolvido (DGA)É o meio de maior valor diagnóstico no monitoramento de condições de transformadores imersos em óleo, que pode identificar a anormalidade interna dias ou até semanas antes da ocorrência da falha, e é o projeto de monitoramento único e insubstituível de transformadores imersos em óleo.

Em quarto lugar, quais são os parâmetros de monitoramento do núcleo dos transformadores a seco?

Os transformadores do tipo seco não têm óleo isolante, e seu sistema de monitoramento está mais centrado na temperatura, na condição mecânica e na operação elétrica. Tomando como exemplo o dispositivo de monitoramento inteligente do transformador Inotera PHM 300U, os principais parâmetros de monitoramento do transformador a seco são os seguintes:

Pode-se observar que os transformadores a seco têm menos parâmetros de monitoramento em geral do que os transformadores imersos em óleo, mas osTemperatura e vibraçãosão dois núcleos absolutos. A superação da temperatura do enrolamento não só acelera o envelhecimento do isolamento, mas também causa incêndio em casos graves, enquanto a anormalidade da vibração costuma ser um sinal precoce de afrouxamento do núcleo de ferro ou deformação do enrolamento, que não deve ser ignorado.

V. Imersos em óleo vs. do tipo seco: uma comparação abrangente dos parâmetros de monitoramento

A tabela a seguir fornece uma comparação lado a lado dos parâmetros de monitoramento dos dois transformadores para ajudar a entender rapidamente o foco e as diferenças entre os dois.

VI Quais são as diferenças entre os sinais de aviso de falha dos dois tipos de transformadores?

Compreender as diferenças nos sinais de alerta de falha ajuda a equipe de O&M a determinar rapidamente o nível de risco e a tomar as medidas corretas quando alertada.

Sinais de advertência comuns para transformadores imersos em óleo

• A temperatura do óleo continua a subir:Possível falha ou sobrecarga do sistema de resfriamento; a unidade de resfriamento precisa ser verificada e o nível de carga deve ser verificado imediatamente.
• Concentração elevada de acetileno (C₂H₂):Esse é o sinal mais perigoso e geralmente significa que ocorreu uma descarga de arco interno e deve ser interrompido e inspecionado sem demora.
• O nível do óleo continua a cair:Indica que há um vazamento de óleo ou uma cápsula quebrada no conservador de óleo, exigindo uma inspeção no local para confirmar o ponto de vazamento.
• Aumento repentino de descargas localizadas:Combinado com os dados do DGA, considera-se que pode haver um defeito de isolamento e que um diagnóstico preciso precisa ser providenciado.
• Corrente anormal de aterramento do núcleo:Sugere que o núcleo de ferro está aterrado em vários pontos e precisa ser desligado para testar a resistência do isolamento.

Sinais de advertência comuns para transformadores a seco

• Excesso de temperatura do enrolamento:Esse é o alarme mais comum para transformadores do tipo seco e pode ser causado por sobrecarga,Ventiladores de resfriamentoCausas de mau funcionamento ou ventilação deficiente, é necessário verificar imediatamente as condições de resfriamento.
• A amplitude da vibração é anormalmente alta:Sugerindo parafusos do núcleo soltos ou enrolamentos deformados, é necessário organizar uma interrupção para verificar a mecânica.
• A umidade ambiente é cronicamente alta:O ambiente de alta umidade acelera o envelhecimento do isolamento de resina epóxi. É necessário verificar se o equipamento de desumidificação está funcionando normalmente.
• Desequilíbrio de corrente trifásica:Pode refletir desequilíbrio de carga ou curto-circuito entre enrolamentos. É necessário combinar com os dados de temperatura para fazer um julgamento abrangente.
• A expectativa de vida é significativamente reduzida:Os dispositivos de monitoramento, como o PHM 300U, calculam a vida útil restante do equipamento em tempo real e, se a previsão de vida útil cair de forma anormal, o nível de carga e as condições de operação precisam ser revisados.

VII. ao instalar dispositivos de monitoramento, as precauções são as mesmas para ambos?

As sessões de instalação também são muito diferentes e precisam ser tratadas separadamente.

Pontos de instalação de transformadores imersos em óleo

Os transformadores imersos em óleo geralmente são instalados em subestações externas ou salas subterrâneas imersas em óleo, onde o ambiente é complexo e a interferência eletromagnética é forte. Os sensores precisam ser à prova d'água, ter tratamento anticorrosivo, o cabo de sinal deve ser blindado e ficar longe de linhas de energia fortes. O oleoduto DGA deve ser mantido em uma direção suave para evitar que o acúmulo de bolhas de gás afete a precisão da amostragem de gás. O nível de proteção do dispositivo geralmente deve estar acima de IP55 e garantir um aterramento confiável.

Pontos de instalação de transformadores a seco

Os transformadores do tipo seco são instalados principalmente em salas de distribuição internas, o espaço é relativamente limitado e o alinhamento precisa ser organizado e padronizado. Os sensores de temperatura devem ser instalados próximos à superfície do enrolamento para garantir uma medição precisa. O PHM 300U e outros dispositivos de monitoramento inteligente por meio da comunicação da interface RS485 com o controlador de temperatura, a fiação deve prestar atenção às configurações do endereço de comunicação para garantir que os dados do multissensor sejam somados corretamente. O nível de proteção da instalação interna IP20 ~ IP54 pode atender aos requisitos.

Considerações comuns para ambos

Independentemente do tipo de transformador, após a conclusão da instalação, é necessário realizar testes de intermodulação de parâmetros completos para confirmar que as leituras dos sensores são consistentes com o valor real, que o link de comunicação é estável e que a função de alarme é acionada normalmente antes de poder ser formalmente colocada em operação.

VIII Como escolher um programa de monitoramento adequado de acordo com o tipo de transformador?

Depois de esclarecer as diferenças de monitoramento entre os dois tipos de transformadores, você pode consultar as seguintes ideias na seleção real:

Em primeiro lugar, é preciso esclarecer o tipo de transformador e o uso da cena. O transformador principal de alta tensão para ambientes externos prioriza o esquema de monitoramento de parâmetros completos do transformador imerso em óleo; os transformadores de distribuição de média e baixa tensão para ambientes internos (especialmente edifícios comerciais, metrôs, hospitais, data centers) geralmente são equipados com transformadores do tipo seco, e os dispositivos de monitoramento inteligente com funções de temperatura, vibração, parâmetros elétricos e previsão de vida útil são os preferidos.

Em segundo lugar, de acordo com a capacidade e a importância do transformador para determinar a profundidade do monitoramento. Recomenda-se que 110kV acima do transformador principal importante seja equipado com um conjunto completo de imersão em óleo, como DGA, descarga local, perda dielétrica da carcaça e assim por diante.Monitoramento do transformadorMódulos; os transformadores industriais especializados de 10kV a 35kV podem escolher a combinação de parâmetros de núcleo de acordo com o orçamento real; os transformadores de distribuição comuns do tipo seco para ambientes internos baseiam-se no monitoramento da temperatura do enrolamento, com módulos de parâmetros elétricos e de vibração adicionados quando as condições permitirem.

Por fim, concentre-se na compatibilidade do protocolo de comunicação. Independentemente da troca de óleo ou da troca a seco, o dispositivo de monitoramento deve ser compatível com Modbus RTU/TCP, IEC 61850 e outros protocolos convencionais, de modo a facilitar o acesso ao sistema de despacho existente ou à plataforma de operação e manutenção e evitar silos de dados.

IX. comparação de padrões e normas de implementação relevantes

O monitoramento da condição dos transformadores imersos em óleo e dos transformadores a seco corresponde a sistemas padrão diferentes, que devem ser consultados na implementação do projeto e na seleção do produto:

Normas relacionadas ao monitoramento de transformadores imersos em óleo

• DL/T 722-Guidelines for the Analysis and Determination of Dissolved Gases in Transformer Oils (DGA Core Basis) (Diretrizes para análise e determinação de gases dissolvidos em óleos de transformador)
• GB/T 7595-Padrões de qualidade do óleo do transformador operacional
• DL/T 1498--Diretrizes para avaliação da condição do transformador
• GB/T 4703-Padrões de medição de descarga parcial
• Q/GDW 11304--Especificação técnica para o dispositivo de monitoramento on-line de transformadores da rede elétrica nacional

Normas relacionadas ao monitoramento de transformadores a seco

• GB/T 10228--Parâmetros técnicos e requisitos para transformadores de potência do tipo seco
• GB/T 17211-Diretrizes de carga para transformadores de potência do tipo seco (base para limites de temperatura do enrolamento)
• IEC 60076-11-Norma internacional para transformadores a seco, especificando classes de temperatura e requisitos de isolamento
• GB/T 22072--Requisitos técnicos gerais para controladores de temperatura para transformadores a seco

Recomenda-se que os fornecedores sejam explicitamente solicitados a fornecer declarações de conformidade do produto para os padrões correspondentes nos documentos de licitação do projeto para garantir que os dispositivos de monitoramento atendam aos requisitos para aplicações práticas.

Ten, Inotera: soluções de monitoramento que abrangem tanto a troca de óleo quanto a troca a seco ao mesmo tempo

No projeto real, uma subestação ou um sistema de distribuição geralmente contém transformadores imersos em óleo e transformadores do tipo seco. Se forem comprados separadamente de diferentes fabricantes de dispositivos de monitoramento, além de o gerenciamento ser complexo, a manutenção posterior também será mais problemática.InnoTechComo fornecedor profissional de soluções de monitoramento de condições de equipamentos de energia, ele pode atender às necessidades de monitoramento de dois tipos de transformadores ao mesmo tempo e obter um gerenciamento unificado.

Monitoramento de transformador do tipo seco: PHM 300U Dispositivo de monitoramento inteligente de transformador

O Inotera PHM 300U é um dispositivo de monitoramento on-line multiparâmetro especialmente projetado para transformadores a seco, integrando o enrolamento trifásico e o monitoramento da temperatura do núcleo, o monitoramento da temperatura ambiente e da umidade, o monitoramento da vibração, a aquisição de parâmetros elétricos do lado de baixa tensão e a previsão da vida útil do equipamento e as estatísticas de perda de energia incorporadas. O dispositivo é equipado com uma interface intuitiva de controle homem-máquina, suporta o protocolo Modbus RTU e pode ser conectado de forma flexível ao sistema de fundo de operação e manutenção inteligente. Ele ajuda os usuários a passar da tradicional "manutenção periódica" para um modo mais eficiente de "manutenção de condições", reduzindo o risco de falhas e prolongando a vida útil do equipamento.

Monitoramento de transformadores imersos em óleo: sistema de monitoramento on-line de parâmetros completos

Para transformadores imersos em óleo, a Inotera também fornece sistemas de monitoramento on-line que abrangem parâmetros centrais, como temperatura do óleo, nível do óleo, gás dissolvido, descarga parcial, corrente de fixação do núcleo, monitoramento da carcaça, etc., que suportam o acoplamento com as plataformas de programação da State Grid e da South Grid para atender às necessidades de monitoramento de transformadores de diferentes níveis de tensão e capacidades.

Serviço único que abrange todo o ciclo de vida

A Inotera oferece uma gama completa de serviços, desde consultoria de programas, fornecimento de produtos, instalação e comissionamento até suporte posterior de operação e manutenção, fornecimento direto da fábrica, suporte para funções personalizadas, seja uma única unidade de suporte de equipamentos ou uma solução geral em nível de sistema, pode ser flexível para lidar com isso. Se estiver procurando uma solução confiável de monitoramento de condições para transformadores imersos em óleo ou transformadores a seco, entre em contato com a INNOTEC para obter orientação profissional.

declaração negando ou limitando a responsabilidade

Este artigo é apenas para referência geral e tem como objetivo apresentar o monitoramento das condições do transformador imerso em óleo e do transformador do tipo seco em termos de conhecimento básico e diferenças em comparação, não constituindo a única base para qualquer implementação de engenharia, decisões de aquisição ou programas técnicos. O índice de parâmetros, a especificação padrão e a introdução do produto envolvidos neste artigo devem ser combinados com o tipo de equipamento específico, as condições do local e os requisitos padrão mais recentes, avaliados e confirmados por profissionais e técnicos. O autor e o editor deste artigo não assumem responsabilidade legal por quaisquer perdas diretas ou indiretas decorrentes da referência ao conteúdo deste artigo.