In questo articolo, discuteremo aspetti speciali della valutazione diagnostica del trasformatore e ci concentreremo sui sistemi di monitoraggio del trasformatore online. La presenza di tali sistemi rende assistenza al trasformatore più facile, più conveniente e conveniente.

Approcci alla classificazione dei metodi di monitoraggio dello stato dei trasformatori

Esistono vari approcci alla classificazione dei metodi di monitoraggio dello stato del trasformatore che sono determinati dall’attributo alla base della classificazione. Evidenziamo metodi di valutazione diagnostica diretta e indiretta, nonché offline e online.

I metodi diretti vengono applicati al componente trasformatore il cui stato deve essere diagnosticato. Ad esempio, per conoscere lo stato di isolamento degli avvolgimenti, la resistenza di isolamento viene misurata utilizzando un megaohmmetro. I metodi di valutazione diagnostica indiretta utilizzano componenti intermedi di un trasformatore o un mezzo informativo intermedio. L’olio isolante viene tipicamente utilizzato come mezzo di informazione. In questo caso, prima, valutazione diagnostica dell’olio del trasformatore viene eseguito e, successivamente, viene fatta una conclusione sulla presenza di alcuni difetti nel trasformatore in base ai risultati dello stesso.

I metodi di valutazione diagnostica online vengono implementati utilizzando gli strumenti e i dispositivi collegati direttamente al trasformatore, “leggendo” le informazioni e trasmettendole all’utente finale. I metodi offline vengono implementati utilizzando gli strumenti di laboratorio che gestiscono campioni di olio isolante precedentemente prelevati o altri campioni (pezzi isolanti di carta, ecc.).

Analisi cromatografica dell’olio per trasformatori

L’analisi cromatografica è uno dei metodi più comunemente utilizzati per la valutazione diagnostica dello stato del trasformatore. In questo caso il petrolio è portatore di informazioni utili rappresentate da concentrazioni di gas disciolti che iniziano ad evolvere con lo sviluppo di difetti. Le concentrazioni di idrogeno, acetilene, etilene, metano, etano, monossido di carbonio e biossido sono utilizzate per la valutazione diagnostica.

Esistono molte tecniche per l’interpretazione dei risultati della misurazione e del rilevamento dei difetti che vengono implementate mediante calcolo e analisi o mediante grafica. Nel primo caso si trovano i rapporti numerici delle diverse coppie di gas e si giunge a una conclusione sulla presenza e sul tipo di difetto in base ai valori ottenuti. La tecnica grafica classica è il Duval Triangle secondo il quale viene prima costruito un triangolo; successivamente viene suddiviso in più settori e il tipo di difetto è determinato dal settore in cui entra il punto tracciato sulla base delle concentrazioni di gas misurate.

L’analisi cromatografica dei gas disciolti è una potente tecnica di valutazione diagnostica, ma la sua implementazione richiede attrezzature di laboratorio speciali che consentano di estrarre i gas dal petrolio (analizzatori).

Monitoraggio dell’olio del trasformatore basato sui risultati delle analisi di laboratorio

Oltre alla funzione informativa, l’olio svolge altre due funzioni di formazione del sistema in un trasformatore; questi includono la rimozione del calore dalle parti riscaldanti e l’isolamento degli elementi che trasportano corrente. Pertanto, è anche importante monitorare le condizioni dell’olio. I metodi di laboratorio sono per lo più utilizzati a tale scopo.

Innanzitutto, vengono prelevati campioni di olio dal trasformatore; successivamente i campioni vengono consegnati al laboratorio dove vengono testati con appositi strumenti. Per comprendere le condizioni dell’olio, vengono determinati la sua tensione di rottura, la tangente di perdita dielettrica, il numero di acidità, la tensione interfacciale, il contenuto di umidità e impurità meccaniche, il colore e altri parametri.

Il principale svantaggio dei metodi di laboratorio è che i risultati richiedono molto tempo per arrivare. Nei trasformatori moderni, gravi danni possono svilupparsi nel giro di pochi giorni o ore; pertanto, dopo aver ottenuto un rapporto di analisi di laboratorio, si può riuscire ad eseguire la manutenzione del trasformatore richiesta non in ogni caso. Anche il principio del campionamento periodico, in cui le analisi vengono effettuate indipendentemente dallo stato dell’olio, non dimostra la sua validità. Ogni proprietario è interessato manutenzione economica del trasformatore E riduzione dei costi per l’analisi dell’olio del trasformatore; pertanto, è consigliabile prestare attenzione ai sistemi di valutazione diagnostica online.

Sistemi di monitoraggio del trasformatore TOR-5

Monitoraggio in linea del trasformatore è un’ottima alternativa all’olio per trasformatori a lungo termine analisi. I vantaggi di questo tipo di monitoraggio sono evidenti:

• approfondimenti più completi sullo stato del trasformatore, difficilmente ottenibili con le sole prove di laboratorio;
• non è richiesto il prelievo di campioni, il che riduce l’input di lavoro manuale;
• risparmio sugli ordini di analisi effettuati presso laboratori privati.

GlobeCore ha sviluppato Sistema TOR-5 per il monitoraggio online dello stato del trasformatore di potenza. Viene utilizzato per eseguire il monitoraggio del trasformatore per trasformatori speciali (trazione, miniera, marina, fornace elettrica, turbina eolica e altro), nonché per trasformatori con una lunga durata.

GlobeCore Il sistema TOR-5 svolge le seguenti funzioni:

1. Analisi online dell’olio del trasformatore.
2. Comoda informazione degli utenti sullo stato attuale del trasformatore tramite un’interfaccia web.
3. Essiccazione dell’olio del trasformatore quando il contenuto di umidità supera i limiti specificati.

Il sistema TOR-5 rimane vicino al trasformatore ed è collegato ad esso tramite tubazioni. Tutti i componenti importanti del sistema, compresi i sensori, si trovano all’interno dell’alloggiamento; il grado IP della custodia ne consente il funzionamento l’apparecchiatura di monitoraggio online del trasformatore all’aperto.

Parametri del trasformatore monitorati dal sistema TOR-5

Utilizzando i sensori, il sistema TOR-5 misura i seguenti parametri una volta al minuto:

• temperatura dell’olio superiore e inferiore del trasformatore;
• acqua attiva nell’olio superiore e inferiore del trasformatore;
• umidità relativa dell’olio superiore e inferiore del trasformatore;
•  temperatura dell’aria ambiente;
• umidità relativa dell’aria ambiente.

Apparentemente, la misurazione dell’umidità è accettata come parametro di base. È associato al fatto che prevenzione del trasformatore bagnato è uno dei compiti principali nell’assistenza.

Parametri valutati dal sistema TOR-5

Tutti i dati misurati vengono trasmessi via Internet a un server cloud dove vengono calcolati parametri aggiuntivi:

• contenuto d’acqua nell’olio superiore e inferiore del trasformatore;
• contenuto d’acqua nell’isolamento solido sopra e sotto il trasformatore;
• tensione di rottura dell’olio;
• indice di qualità dell’olio.

Pertanto, la quantità di parametri informativi disponibili nel sistema TOR-5 è maggiore della quantità di sensori installati a causa dell’applicazione di algoritmi di calcolo.

L’indice di qualità dell’olio è un indicatore completo che caratterizza le condizioni generali dell’olio per trasformatori. Questo indicatore si correla bene con il grado di invecchiamento dell’olio; pertanto, può essere considerato come un’alternativa alla misurazione online dell’acidità. L’indice di qualità dell’olio va da zero a uno. Un valore di intervallo di 0,8–1 corrisponde a una buona condizione dell’olio del trasformatore e un valore di intervallo di 0–0,2 corrisponde a olio scadente e invecchiato.

Caratteristiche dell’interfaccia web del sistema TOR-5

Tutti i risultati delle misurazioni e dei calcoli vengono visualizzati su una pagina Web accessibile con una password e il numero di utenti con accesso è illimitato. Il sistema è inoltre protetto dall’hacking tramite crittografia, quindi viene impedita la ricezione di informazioni da parte di terzi.

La visualizzazione dei dati è stata resa user-friendly: la pagina web mostra un elenco delle sottostazioni e dei trasformatori di ogni sottostazione. Il programma include anche la visualizzazione dei trasformatori sulla mappa con rappresentazione delle misure e dei calcoli sotto forma di grafici e diagrammi. Dopo aver scelto un oggetto, è possibile ottenere informazioni complete sullo stato dell’olio per l’intero periodo successivo all’installazione del sistema TOR-5 vicino al trasformatore o per un determinato periodo di tempo.

Anche durante le ferie, il direttore dell’azienda elettrica o un dipendente della suddivisione dei servizi può accedere al sistema da qualsiasi postazione di lavoro e conoscere lo stato del parco trasformatori senza attendere l’esito del laboratorio e partire per il sito operativo dell’apparecchiatura. Grazie all’acquisizione continua dei dati, è possibile valutare la dinamica del cambiamento di stato del trasformatore, il che rende il sistema TOR-5 più informativo rispetto alle periodiche analisi di laboratorio. E anche se per qualche motivo non c’è una connessione Internet, nessuna misurazione andrà persa: tutti i dati vengono salvati e, quando la connessione viene ripristinata, vengono trasmessi al server in modalità batch.

Essiccazione in linea del trasformatore mediante sistema TOR-5

Quando il contenuto di umidità dell’olio raggiunge il valore specificato, il sistema TOR-4 passa automaticamente dalla valutazione diagnostica alla modalità di lavorazione dell’olio.

La lavorazione dell’olio comprende:

• filtrazione: è installato un filtro con una finezza di filtrazione di 10 micron;
• essiccazione dell’olio: l’acqua viene assorbita da un assorbente mentre l’olio viene pompato in sequenza attraverso gli adsorbitori.

Dopo che i parametri sono stati ripristinati, l’unità TOR-5 passa automaticamente dalla modalità di elaborazione dell’olio a quella di valutazione diagnostica.

La lavorazione dell’olio mediante pompaggio dell’olio attraverso adsorbenti riempiti di sorbente può essere considerata come essiccazione alternativa del trasformatore. In questo caso l’olio viene prelevato dal sistema TOR-5 dal punto inferiore e ritorna essiccato al punto superiore del trasformatore. A causa del fatto che l’acqua del trasformatore migra costantemente dall’olio all’isolamento di carta e viceversa, la circolazione dell’olio attraverso gli adsorbitori consente di rimuovere l’acqua non solo dall’olio, ma anche dall’isolamento di carta. Così, essiccazione continua del trasformatore È raggiunto. Il sistema TOR-5 mantiene un trasformatore asciutto per tutta la sua vita utile.

Funzionalità aggiuntive: analizzatore di gas a flusso di idrogeno

A differenza dell’essiccazione termica sottovuoto, l’essiccazione a base di sorbente non influenza la composizione e la quantità di gas disciolto nell’olio. Pertanto, i sensori utilizzati per determinare, ad esempio, contenuto di idrogeno nell’olio può essere opzionalmente aggiunto al sistema TOR-5.

Analisi continua dei gas in linea consentirà di espandere le capacità del sistema TOR-5 e rendere la valutazione diagnostica dello stato del trasformatore più completa e informativa.

Vantaggi dell’utilizzo del sistema TOR-5

• durata prolungata dei trasformatori grazie al monitoraggio continuo di parametri importanti e all’elaborazione tempestiva dell’olio online;
• aumento dei tempi tra i servizi di manutenzione dei trasformatori a causa del trattamento periodico dell’olio in modalità automatica;
• denaro risparmiato grazie alla cessazione dell’uso delle analisi di laboratorio;
• riduzione delle spese per l’assicurazione dei trasformatori;
• diminuzione del numero di personale qualificato coinvolto;
• conservazione dell’ambiente grazie alla prevenzione delle emergenze del trasformatore associate agli schizzi di olio isolante.

Se avete domande riguardanti l’uso e il funzionamento del sistema TOR-5, inviatele alla nostra e-mail specificata nell’apposita sezione del sito web.