Serwis transformatorów. Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH

Podobne dokumenty
Produkty Średniego Napięcia. UniSec Rozdzielnica średniego napięcia rozdziału wtórnego w izolacji powietrznej do 24 kv, 1250 A, 25 ka

UNIWERSALNY BUFOR ODDYCHAJĄCY G3B

Produkty Średniego Napięcia Typ KON-24 Przekładnik prądowy napowietrzny

Serwis rozdzielnic niskich napięć MService Klucz do optymalnej wydajności instalacji

Wkładki bezpiecznikowe typu CEF Napięcie znamionowe: 3/7.2 kv 20/36 kv Prąd znamionowy: 6.3 A 200 A

Systemy niskiego napięcia Usługi serwisowe

Produkty Średniego Napięcia Przekładniki prądowe typu: IBZ 12b; IBZ 17,5b; IBZ 24b

Produkty Średniego Napięcia. Typ KON-24 I2C Przekładnik prądowy napowietrzny

TRANSFORMATORY. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Seria Jubileuszowa. Rozwiązania informatyczne. Sprężarki śrubowe Airpol PRM z przetwornicą częstotliwości. oszczędność energii. ochrona środowiska

Wyłączniki silnikowe MS132 ochrona do 32 A w obudowie 45 mm

DS1 Synchroniczny łącznik diodowy do baterii kondensatorów

Forane 427A Procedura retrofitu. Centre de Recherche Rhônes-Alpes

dr inż. Gerard Kałuża Konstrukcja i badania zatapialnych pomp wirowych przeznaczonych do pracy w przestrzeni zagrożonej wybuchem.

Rozdzielnica MNS is Korzyści dla użytkowników

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-150RB-xx SPBZ

MODERNIZACJA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO WIRÓWKI DO TWAROGU TYPU DSC/1. Zbigniew Krzemiński, MMB Drives sp. z o.o.

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-500B

Produkty Średniego Napięcia. Przekładniki prądowe przepustowe lub szynowe, jednofazowe typu ISZ A

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-150RB

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-100RB

Low Voltage Products. Serwis średnich napięć Usługi serwisowe dla produktów średniego napięcia

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-201B, PWS-201RB

STYCZNIK PRÓŻNIOWY CXP 630A kV INSTRUKCJA OBSŁUGI

przekładniki Prądowe jednofazowe, wnętrzowe, wsporcze typu: TPU 4x.xx, TPU 5x.xx, TPU 6x.xx Katalog ABB

VarioDry SPN

Hubert Morańda, Hanna Mościcka-Grzesiak Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki

Optymalizacja rezerw w układach wentylatorowych spełnia bardzo ważną rolę w praktycznym podejściu do zagadnienia efektywności energetycznej.

Wykorzystanie energii naturalnej.

SUSZARKI NOWA GENERACJA SUSZAREK DRYWELL

Zaproszenie do złożenia oferty. KARDIOMONITORY - 4 szt.

Zielono-żółte bezpieczeństwo. Filtry do pomp próżniowych

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-100RB-2

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

TrafoGrade. zarządzanie transformatorami

Poniżej przedstawiony jest zakres informacji technicznych obejmujących funkcjonowanie w wysokiej temperaturze:

OTTO Engineering - Program Energetyczny

VI Konferencja naukowo-techniczna Transformatory energetyczne i specjalne Rozwiązania, funkcje, trendy

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWR-20

DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA W-25

Szczelność przewodów wentylacyjnych Alnor

WZORCOWANIE URZĄDZEŃ DO SPRAWDZANIA LICZNIKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ PRĄDU PRZEMIENNEGO

REGULATORY NAPIĘCIA TRANSFORMATORÓW Z PODOBCIĄŻEIOWYM PRZEŁĄCZNIKIEM ZACZEPÓW - REG SYS

SKYTEH. Elektrodowe systemy grzewcze wykorzystywane są na całym świecie.

ANDRITZ Pompy odśrodkowe Seria ACP/ARE

BADANIA WYSOKOCZĘSTOTLIWOŚCIOWE TRANSFORMATORÓW

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI EKSPLOATACJI MASZYN

Projektowanie i produkcja urządzeń elektronicznych

Technologia Godna Zaufania

enfoss Katalog stacji odwróconej osmozy serii ENRO

Ciepło z lokalnych źródeł gazowych

Elastyczny termometr wielopunktowy, Flex-R Model TC96-R

Nowa generacja HXR Więcej mocy z każdego kilograma

ANDRITZ Pompy odśrodkowe Seria ACP/ARE

Regulacja wydajności układów sprężarkowych. Sprężarki tłokowe

Szpital przyjazny środowisku proekologiczne zmiany w infrastrukturze

Kabina Lakiernicza. Model: Futura

Celem instrukcji jest zapoznanie użytkownika z obsługą odwilżacza powietrza stosowanego w transformatorach mocy

LUZS-12 LISTWOWY UNIWERSALNY ZASILACZ SIECIOWY DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA. Wrocław, kwiecień 1999 r.

Wolnostojący trójfazowy system UPS. PowerWave kw Niezrównana wydajność mocy

DZIAŁ POMIARÓW FIZYKOCHEMICZNYCH funkcjonuje w strukturze Zakładu Chemii i Diagnostyki, jednostki organizacyjnej ENERGOPOMIAR Sp. z o.o.

1. ZASTOSOWANIE 2. BUDOWA

AUDYT NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

ZASILACZ SEPARATOR ZS-30 DTR.ZS-30 APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA

Piec nadmuchowy na gorące powietrze

Regulacja dwupołożeniowa (dwustawna)

Tytuł Aplikacji: Aplikacja wentylatora 400kW i związane z tym oszczędności

Izolatory przepustowe RIP Micafil Wysokonapięciowe izolatory przepustowe z izolacją z papieru impregnowanego żywicą

PEXLIM -R. Ogranicznik przepięć z tlenków metali. Karta katalogowa ABB

Filtralite Pure. Filtralite Pure UZDATNIANIE WODY. Przyszłość filtracji dostępna już dziś

Wienkra: Hydro Kit - Moduł centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej dla systemów MULTI V

Wpływ EKO-dyrektywy na parametry i konstrukcję transformatorów

BADANIE ODPORNOŚCI NA PRZENIKANIE SUBSTANCJI CHEMICZNYCH PODCZAS DYNAMICZNYCH ODKSZTAŁCEŃ MATERIAŁÓW

Hiab XS 044 Moment udźwigu 3,7-4,0 Tm

Moc Agregatu SERWIS PRP STANDBY. SERIA PROFESSIONAL Wersja otwarta Powered by HIMOINSA

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-500M, PWS-500RM

Sonochemia. Schemat 1. Strefy reakcji. Rodzaje efektów sonochemicznych. Oscylujący pęcherzyk gazu. Woda w stanie nadkrytycznym?

CHILLER. 115 Cechy. 120 Specyfikacja. 121 Wymiary

BURAN ZIĘBNICZY OSUSZACZ SPRĘŻONEGO POWIETRZA

Produkty Średnich Napięć UEMC 41 Napęd silnikowy

Pierwszy olej zasługujący na Gwiazdę. Olej silnikowy marki Mercedes Benz.

Kamil Lewandowski 1),2) Hubert Morańda 1) Bartosz Orwat 3) Jakub Szyling 3) Ireneusz Kownacki 3)

Sposób na ocieplenie od wewnątrz

Doświadczenia w eksploatacji gazomierzy ultradźwiękowych

Plan zajęć. Sorpcyjne Systemy Energetyczne. Adsorpcyjne systemy chłodnicze. Klasyfikacja. Klasyfikacja adsorpcyjnych systemów chłodniczych

INSTRUKCJA OBSŁUGI ZASILACZ PWS-100RM

Analiza efektów technologicznych po uruchomieniu nowego - drugiego ciągu absorpcji i desorpcji benzolu w Koksowni Przyjaźń JSW KOKS SA

LOKALIZATOR PRZENOŚNY KDZ-3C. 1. WSTĘP. 2. Zastosowanie. 3. Budowa. System kontroli doziemienia KDZ-3. ZPrAE Sp. z o.o. 1

Darmowy fragment

Rozdzielnica MNS is Opis techniczny

34;)/0/0<97=869>07* NOPQRSPTUVWX QYZ[O\O]^OU_QRYR`O /986/984:* %*+&'((, -1.*+&'((,

PRZEDSIĘBIORSTWO PRODUKCYJNO USŁUGOWO HANDLOWE "KOMA" Sp. z o.o.

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

Analiza ryzyka eksploatacji urządzeń ciśnieniowych wdrażanie metodologii RBI w Grupie LOTOS S.A

Wpływ mikroinstalacji na pracę sieci elektroenergetycznej

SZKOLENIE podstawowe z zakresu pomp ciepła

Temat: Systemy do precyzyjnej regulacji temperatury w obiektach chłodzonych o dużej i małej pojemności cieplnej.

TRANSFORMATORY UZIEMIAJĄCE OLEJOWE

Nowoczesne systemy klimatyzacji precyzyjnej Swegon

Produkty średniego napięcia. Przekładniki prądowe jednofazowe, wnętrzowe, wsporcze typu: TPU 4x.xx, TPU 5x.xx, TPU 6x.xx

Transkrypt:

Serwis transformatorów Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH

Wprowadzenie Transformatory mocy są skomplikowanymi urządzeniami energetycznymi stanowiącymi strategiczne węzły w sieci przesyłowej oraz infrastrukturze generacji i dystrybucji energii elektrycznej. Przeciętny czas życia jednostki transformatorowej definiuje się na poziomie 30-40 lat przy zachowaniu znamionowych warunków pracy. Założenie to bazuje na znajomości fizyki zjawisk występujących we wnętrzu transformatora, w szczególności depolimeryzacji łańcuchów celulozy, będącej głównym składnikiem izolacji stałej transformatora. Choć proces ten jest nieuchronny i niemożliwy do powstrzymania, to istnieją zaawansowane technologicznie metody, które gwarantują jego spowolnienie i zarazem poprawiają ogólny stan techniczny transformatora wydłużając spodziewany czas życia jednostki o kilka do kilkunastu lat. W zakresie wspomnianych rozwiązań, firma ABB z powodzeniem wykonuje regenerację oleju oraz suszenie dużych transformatorów mocy w miejscu zainstalowania gwarantując radykalną poprawę stanu jednostek i oszczędności wynikające z braku konieczności realizacji kosztownego transportu ciężkiego do fabryki remontowej. Suszenie transformatorów to również zwiększenie bezpieczeństwa eksploatacji poprzez minimalizację ryzyka wystąpienia awarii na skutek zjawisk opisanych w dalszej części broszury. Rys. 1. Serwis ABB podczas suszenia transformatora 300 MVA 525 kv w Kanadzie Rys. 2. Inspekcja części aktywnej transformatora poprzedzająca usługę suszenia LFH wykonaną w Polsce 2 Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH

Problem wody w transformatorze Transformatory mocy podczas eksploatacji narażane są nieuchronnie na zawilgocenie izolacji będące efektem rozkładu celulozy, rozszczelnień, wpływu czynników atmosferycznych czy też nieumiejętnie prowadzonej eksploatacji i wykonywanych działań serwisowych. Warto przy tym zauważyć, że transformator po procesie produkcji również nie jest pozbawiony pozostałości wody w izolacji średnio na poziomie około 0,5%. Dwukrotny wzrost zawartości wody w izolacji stałej, np. 0,5% do 1% podwaja szybkość depolimeryzacji ce- lulozy, a proces ten bezpośrednio przekłada się na czas życia transformatora (rys. 3). Ponadto, transformator o mniejszym zawilgoceniu izolacji cechuje się większą niezawodnością i zmniejszonym ryzykiem uszkodzenia. Przy dużym zawilgoceniu istnieje większe ryzyko powstania efektu bubblingu podczas przeciążeń i wykraplania wody w oleju przy szybkim schładzaniu. Zależności temperatury granicznej hot spotu inicjującego bubbling od zawilgocenia izolacji przedstawiono na rys. 4. Średnia długość życia [lata] 1000 100 10 1 Suchy papier 1% 1,5% 2% 3% 4% Temperatura inicjacji bubblingu [ C] 200 180 160 140 120 Znamionowe warunki obciążenia Planowe obciążenia ponad znamiona Długotrwałe obciążenie awaryjne Krótkotrwałe obciążenie awaryjne środowisko bez gazu środowisko nasycone azotem 0,1 50 70 90 110 130 Temperatura [ C] 100 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Zawilgocenie izolacji [%] Rys. 3. Zależność czasu życia transformatora od średniej temperatury Rys. 4. Temperatura powstawania efektu bubblingu jako zależność zawilgocenia izolacji i nasycenia oleju azotem Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH 3

Z jednej strony zawilgocona izolacja stwarza poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa eksploatacji transformatora, zmniejsza jego wytrzymałość na przebicia w efekcie bubblingu oraz potencjalnego wytrącania ciekłej wody, z drugiej zaś przyspiesza reakcje fizykochemiczne w olejowo-celulozowym układzie izolacyjnym oraz starzenie celulozy równoznaczne z rozpadem wiązań polimerowych wpływającym na zmniejsze- nie wytrzymałości mechanicznej papieru. Reakcje zachodzące w procesie depolimeryzacji zależą m.in. od temperatury oraz zawartości wody (rys. 5), będącej również jednym z produktów tych właśnie oddziaływań. Narzuca to tym silniej konieczność troski o niski poziom zawilgocenia izolacji transformatora dla spowolnienia samo-napędzającego się procesu. Rys. 5. Podstawowe katalizatory procesu degradacji papieru 4 Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH

Przegląd dostępnych metod suszenia izolacji transformatorowej Istotny wpływ na szybkość suszenia transformatora mają: temperatura, wilgotność, różnica ciśnień oraz właściwości materiałowe. Standardowo stosowana w warunkach fabrycznych metoda suszenia w piecu ewaporacyjnym gwarantuje dużą szybkość i skuteczność procesu, jednak wiąże się z dużymi kosztami transportu serwisowanych transformatorów do fabryki remontowej. Problem ten stworzył zapotrzebowanie na skuteczną metodę suszenia jednostek transformatorowych w miejscu zainstalowania. Podstawowe odgazowanie oleju w procesie uzdatniania nie spełnia oczekiwań z uwagi na fakt, że ponad 99% wody znajduje się w izolacji stałej, a powolny jej przepływ do oleju wydłuża czas trwania procesu ponad granicę opłacalności ekonomicznej. Tego typu zabieg może służyć odgazowaniu i oczyszczeniu oleju z wody, natomiast w przypadku dużego zawilgocenia izolacji jest nieefektywny, gdyż woda z izolacji celulozowej i tak zawilgoci olej zgodnie ze znanymi w branży warunkami równowagi. Istnieją metody cyklicznego wirowania oleju, stosowania wyłącznie próżni, natryskiwania gorącego oleju na uzwojenia lub grzania uzwojeń prądem stałym. Pozwalają one w różnych konfiguracjach na osiągnięcie pewnego efektu wysuszenia, jednak nadal nie są pozbawione poważnych wad, do których należą: ograniczona temperatura grzania, gdy medium dostarczającym ciepło jest olej, niska skuteczność i długi czas trwania procesu ekstrakcji wody poprzez olej, wyższa temperatura zewnętrznych warstw izolacji od warstw wewnętrznych oraz wnętrza cewki, brak możliwości dogrzania miejsc zawilgoconych we wnętrzu uzwojeń metodą powierzchniowego grzania natryskiwanym olejem, istotny spadek temperatury w cyklu próżniowym z uwagi na energię potrzebną do odparowania wody, narażenie izolacji na nadmierny kontakt z gorącym olejem i tlenem w wyniku kilku cykli grzania, długi czas trwania i niska opłacalność ekonomiczna procesu, w przypadku gdy energia dostarczana jest do uzwojeń poprzez prąd stały, grzanie jest nierównomierne, istnieje ryzyko niedogrzania lub przegrzania obszarów izolacji. Wobec wyraźnego zapotrzebowania na skuteczną metodę suszenia transformatorów mocy w miejscu zainstalowania oraz dzięki własnym doświadczeniom i staraniom korporacyjnych ośrodków badawczych, firma ABB rozwinęła w ostatnich latach znaną, lecz nie praktykowaną wcześniej dla transformatorów dużych mocy metodę nagrzewania uzwojeń prądem niskiej częstotliwości (ang. Low Frequency Heating). Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH 5

Opis metody i technologii Spośród dostępnych na rynku rozwiązań układów suszenia izolacji transformatorów w terenie, metoda LFH umożliwia osiągnięcie założonego efektu wysuszenia w najkrótszym czasie. Kontrolowana szybkość nagrzewania pozwala uniknąć lokalnych przegrzań izolacji, a równomierne grzanie zapewnia najlepszą skuteczność suszenia. Dzięki zastosowaniu układu czujników, w całym procesie monitorowane są istotne parametry pracy takie jak: prądy i napięcia, temperatury uzwojeń, częstotliwość prądu, poziom próżni oraz szybkość ekstrakcji wody. Ważnym aspektem prowadzonej procedury jest zapewnienie ogrzania wszystkich elementów wewnątrz transformatora w czasie trwania procesu, gdyż obecność zimnych obszarów powoduje kondensację wody, co może zmniejszyć szybkość suszenia i zaburzyć równomierność rozkładu zawilgocenia. Znaczenie problemu kondensacji wody wzrasta wraz ze spadkiem temperatury otoczenia. Układ sterowania systemu LFH w sposób inteligentny dobiera parametry procesu dla uniknięcia niepożądanych zjawisk takich jak: przegrzanie papieru, przebicie izolacji czy też rozkład termiczny oleju. Zastosowany algorytm ABB bazuje na danych technicznych transformatora oraz mierzonych w sposób ciągły parametrach procesu suszenia. Technologia suszenia części aktywnej transformatorów zakłada ogrzewanie uzwojeń poprzez wymuszenie przepływu prądu niskiej częstotliwości, co istotnie redukuje impedancję transformatora i pozwala na osiągnięcie wystarczających prądów przy relatywnie bezpiecznych wartościach napięcia. System sterowania przetwornicy LFH gwarantuje kontrolę wartości kluczowych parametrów procesu, a niska częstotliwość prądu pozwala na zachowanie bezpiecznych wartości napięć, z uwzględnieniem prawa Paschena, zapobiega nasyceniu rdzenia, a przy tym gwarantuje przepływ prądu we wszystkich uzwojeniach i dostarczenie wystarczającej energii dla skutecznego grzania izolacji cewek. Typowy schemat instalacji do suszenia transformatorów przedstawiono na rys. 6. Proces kombinowanego suszenia łączącego technologię LFH z wysoką próżnią, wirowaniem i opcjonalnie natryskiwaniem gorącego oleju jest kilkakrotnie krótszy od metod dotychczas stosowanych w miejscu instalacji transformatora, w których energia nie jest dostarczana do wnętrza uzwojeń. Metoda LFH jest stosowana przez ABB standardowo również w fabrykach nowych transformatorów jako alternatywa dla suszenia tradycyjnego w piecu ewaporacyjnym. Zwarte wyprowadzenie DN Podłączenie GN Zawór kontroli ciśnienia Przetwornica LFH Pompa próżniowa Agregat do uzdatniania oleju Rys. 6. Schemat poglądowy układu w technologii suszenia LFH Rys. 7. Zabezpieczenie termiczne transformatora w celu uniknięcia kondensacji wody na niedogrzanych elementach konstrukcji 6 Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH

Przebieg procesu suszenia LFH Procedura suszenia przewiduje nadążne sterowanie wykorzystujące złożone algorytmy kontroli procesu przy pomiarze kluczowych parametrów w czasie rzeczywistym, co stanowi o jej skuteczności i bezpieczeństwie. W czasie trwania procesu, system kontroli weryfikuje mierzone wartości i w wypadku anomalii lub odstępstw od bezpiecznych parametrów granicznych, w zależności od rangi problemu, wysyła sygnały alarmowe lub zatrzymuje pracę urządzenia. Kryteria określające zatrzymanie procesu suszenia zależą od wielu parametrów takich jak: zawartość wody, wielkość transformatora, poziom izolacji, temperatura suszenia, poziom próżni i inne. Firma ABB stosuje własne formuły obliczenio- we do weryfikacji pozostałego czasu suszenia bazując na szybkości procesu, czyli tempie ekstrakcji wody. Do kontroli jakości suszenia stosowana jest metoda FDS, natomiast efekt wysuszenia można obserwować różnymi dostępnymi metodami, również poprzez analizę próbek papieru. Z reguły suszenie izolacji stałej uznaje się za konieczne w przypadku, gdy poziom zawilgocenia przekracza 3%. Suszenie może być jednak wskazane już powyżej 1%. Choć nie jest to jeszcze sytuacja krytyczna, może być podyktowana potrzebą znacznego przeciążania jednostki oraz strategią inwestycji i utrzymania ruchu. Zadany poziom wysuszenia izolacji zależy od typu transformatora, przyczyny suszenia i oczekiwanego czasu życia jednostki. W przypadku, gdy jest on bardzo wysoki (0,5% i niżej) może wystąpić konieczność doprasowania uzwojeń po zakończeniu procedury LFH. Rys. 8. Zapis rzeczywistych parametrów typowego procesu suszenia LFH. Oznaczenia kolorów: niebieski temperatura uzwojeń, zielony ciśnienie, różowy poziom ekstrakcji wody, czerwony szybkość ekstrakcji wody. Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH 7

Efektywność metody LFH na przykładzie wybranych jednostek Przykładowe kalkulowane czasy suszenia metodą LFH wraz z kluczowymi parametrami procesu przedstawiono w tabeli 1. Należy zauważyć, że procedura suszenia LFH wymaga przeprowadzenia odpowiednich kroków, przez co nawet dla małych transformatorów mocy zajmuje ona minimum 4 dni. Czas suszenia wzrasta przy większym napięciu oraz mocy z uwagi na oczywisty wzrost masy materiałów izolacyjnych. Niemniej jednak, bez względu na rozmiar transformatora, skuteczność procesu, a więc szybkość ekstrakcji wody, jest równie wysoka, a maleje jedynie relatywna szybkość zmniejszania zawilgocenia izolacji. Tabela 1. Przykładowy kalkulowany czas trwania suszenia w zależności od parametrów transformatora. Moc [MVA] Napięcie GN [kv] Początkowa zaw. H 2 0 Końcowa zaw. H 2 0 Czas suszenia 290 400 3,0% 1,0% 8 dni 200 300 2,5% 1,0% 7 dni 130 300 1,5% 0,5% 5 dni 130 300 4,5% 1,5% 4 dni 110 70 3,2% 1,0% 4 dni Firma ABB wykonała na całym świecie ponad 200 zaawansowanych usług serwisowych tego typu. Największe i najbardziej zróżnicowane doświadczenia pochodzą z Norwegii, gdzie często suszenie LFH łączono z regeneracją oleju i modernizacją w procesie kompleksowej poprawy stanu transformatora oraz Szwajcarii, gdzie urządzenie LFH jest produkowane. Doświadczenia z ostatnich kilkunastu lat z tych krajów obejmują jednostki w pełnym zakresie mocy i napięć stosowanych w energetyce z górną granicą 463 MVA oraz 420 kv. Jedne z najciekawszych przykładów LFH pochodzą również z Kanady, gdzie Serwis Transformatorów ABB wykonał już ponad 20 zabiegów suszenia na jednostkach 500 kv, z których największe sięgają mocy nominalnej 750 MVA. W uzupełnieniu wspomnieć należy, że metoda LFH po raz pierwszy została zastosowana w Polsce, w ramach projektu modernizacji transformatora 150 MVA na napięcie 110 kv, gdzie uzyskano wynik wysuszenia izolacji poniżej 1% w ciągu 5 dni trwania procesu suszenia. Rys. 9. Pierwszy transformator w Polsce po regeneracji w technologii LFH 8 Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH

Autotransformatory 500 kv w Kanadzie Tabela 2. Wartości istotne w procesie suszenia dla opisywanego transformatora 750 MVA. Rok produkcji: 1974 Moc: 750 / 750 / 150 MVA Napięcia nominalne: 500 / 230 / 28 kv Masa izolacji: 15 100 kg Masa oleju: 150 000 kg Termin wykonania usługi: 2007 Czas trwania suszenia: 12 dni Spadek zawilgocenia: od 1,5% do 0,5% Transformator 750 MVA, którego parametry przedstawiono w tabeli 2, został odstawiony w roku 2006 z uwagi na lokalne przegrzania. Właściciel dokonał remontu jednostki, podczas którego firma ABB została poproszona o zaproponowanie metody wysuszenia izolacji do poziomu zapewniającego bezpieczne przeciążanie transformatora. Równolegle klient wdrażał program suszenia floty 500 kv w wyniku awarii jednego z transformatorów. W programie suszenia początkowo rozpatrywano wykorzystanie metody cyrkulacji gorącego oleju oraz wysokiej próżni (HOV). O ile dla dużo mniejszych transformatorów tego typu rozwiązanie pozwala na częściowe zmniejszenie zawilgocenia papieru, o tyle w przypadku jednostki 750 MVA rezultat był znikomy. Jedynie powierzchnia izolacji została skutecznie wysuszona, podczas gdy przede wszystkim woda uwięziona w głębi stanowiła o całkowitym zawilgoceniu, które tylko nieznacznie się zmniejszyło. Podjęto decyzję o wykorzystaniu technologii LFH. Warto wspomnieć, że część aktywna przedstawionego transformatora suszona była poza kadzią, która w tym samym czasie poddawana była renowacji. W tym samym okresie przeprowadzono suszenie w kadzi drugiej takiej samej jednostki, wyłączonej z eksploatacji tylko na potrzeby akcji serwisowej. Rezultaty pokazały, że w obu przypadkach skuteczność procesu była zbliżona. Kadź dużych transformatorów mocy zwykle służy w procesie LFH jako autoklaw, który jednak można zastąpić innym kontenerem pod warunkiem jego szczelności, odporności na próżnię, olej oraz wysoką temperaturę. Suszenie transformatora zrealizowano w 11 cyklach grzania LFH, natryskiwania oleju i próżni w okresie 12 dni. Pozwoliło to na zmniejszenie zawilgocenia z poziomu 1,5% do 0,5% równoważne ekstrakcji około 150 litrów wody z izolacji. Rys. 10. Transformator 750 MVA wycofany z eksploatacji w 2006 r. i przywrócony do pełnej funkcjonalności w efekcie suszenia LFH Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH 9

Poprawa stanu transformatorów suszonych metodą LFH w połączeniu z regeneracją oleju Koncepcja kompleksowej poprawy stanu transformatora łącząca opisywaną technologią LFH z równoczesną regeneracją oleju transformatorowego polega na wykorzystaniu efektu synergii obu procesów i zmniejszeniu kosztów operacyjnych dzięki realizacji zadania podczas jednego odstawienia jednostki. Procesy nawzajem wzmacniają swoją efektywność i ostatecznie umożliwiają szybszą realizację kompleksowej usługi serwisowej i oszczędność kosztów inwestora związanych z wyłączeniem transformatora z eksploatacji. W tabeli 3 zaprezentowano wyniki pomiarów istotnych parametrów izolacji przed oraz po wykonaniu usługi tego typu na transformatorach w Norwegii. Usługa taka, uzupełniona o podstawowe prace związane z renowacją powłok lakierniczych, wymianą podzespołów czy też konserwacją układów hydraulicznych, stanowi rozsądną alternatywę dla typowej modernizacji fabrycznej transformatora po około 20 30 latach pracy. Sam proces regeneracji oleju polega na cyrkulacji oleju poprzez specjalne kolumny adsorpcyjne i pozwala na oczyszczenie samego oleju oraz wnętrza transformatora z produktów rozkładu izolacji. Z powyższych, szczególnie kwasy o niskiej masie cząsteczkowej istotnie przyspieszają degradację celulozy, jako substancje wyjątkowo łatwo rozpuszczające się w papierze izolacyjnym i katalizujące reakcję hydrolizy. O ile kilkukrotna cyrkulacja oleju transformatora przez agregat z kolumnami adsorpcyjnym, pozwala efektywnie i trwale wyekstrahować z izolacji m.in. kwasy lekkie oraz szlam, proces ten nie gwarantuje wysokiej ekstrakcji wody, gdyż jej migracja pomiędzy izolacją a olejem jest bardzo powolna. Jak pokazują rezultaty akcji serwisowej na transformatorze 200 MVA w Norwegii, metoda LFH stanowi nie tylko skuteczne dopełnienie regeneracji oleju w zakresie suszenia transformatora, ale również przyspiesza oczyszczanie jednostki z najgroźniejszych lekkich kwasów, gdyż mają one temperaturę wrzenia niewiele wyższą od wody? Już sam proces suszenia zmniejsza poziom kwasowości izolacji o około 20 30 %, czego dowodzi wysoki odczyn kwasowy wody wyciągniętej z wnętrza transformatora. Jak pokazują dane w tabeli 3, istotne parametry izolacji w serwisowanych transformatorach poprawiały się radykalnie i utrzymywały na dobrym poziomie w kolejnych miesiącach oraz latach od przeprowadzonej usługi. Transformator, którego wyniki badań przedstawia tabela 3, wymagał gruntownej odnowy silnie przerdzewiałych fragmentów kadzi oraz powłoki malarskiej, kompletnej wymiany uszczelnień, okablowania i osprzętu. Wszystkie kluczowe parametry oleju przekraczały wartości bezpieczne, a poziom zawilgocenia izolacji był typowy dla transformatora będącego w eksploatacji przez około 25 lat. W projekcie tym technologia LFH znalazła dwa kluczowe zastosowania. Z jednej strony pozwoliła na ekstrakcję wody zgromadzonej we wnętrzu transformatora przez czas eksploatacji, z drugiej zaś zapewniła osuszenie jednostki z wilgoci, która dostała się do wnętrza podczas złożonej akcji serwisowej, której wiele etapów przeprowadzonych było przy rozszczelnionej lub wprost otwartej kadzi transformatora. W zależności od reżimu pracy transformatora, zabieg osuszania izolacji stałej połączony z regeneracją oleju pozwala na wydłużenie czasu eksploatacji transformatora od kilku do nawet kilkudziesięciu lat. Tabela 3. Poprawa i wieloletnia stabilność istotnych parametrów transformatorów 200 MVA i 160 MVA z Norwegii w wyniku suszenia LFH w połączeniu z regeneracją oleju. Tan. Delta oleju przy 90 C [%] Kwasowość [mg KOH/g] Termin badania Zawilgocenie izol. [%] Barwa oleju Napięcie pow. [mn/m] 200 MVA 200 MVA 160 MVA 200 MVA 160 MVA 200 MVA 160 MVA 200 MVA 160 MVA Przed serwisem 5,4 0,16 0,18 2,2% 2,6% 4,0 5,5 18,7 23,4 3-5 miesięcy po serwisie 0,28 0,005 1,6% 1,5 46,7 4 lata po serwisie 0,01 1,5% 1,5 44,0 10 Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH

Podsumowanie Obecność wody w transformatorach mocy jest faktem, a od jej ilości zależy to czy jednostkę można bezpiecznie eksploatować w pełnym zakresie znamionowych parametrów pracy a nawet przeciążać, czy też należy zdecydować o ograniczeniu przeciążalności a remont lub wymianę transformatora uwzględnić w najbliższych planach inwestycyjnych. Istotna część infrastruktury energetycznej kraju, a zatem i transformatorów mocy w sieci transmisyjnej i energetyce wytwórczej, przekracza wiek 30 lat i w najbliższych latach czeka ją wymiana lub modernizacja. W ślad ze energetyką wytwórczą i elektryfikacją kraju rozwijały się pozostałe gałęzie przemysłu, w których infrastrukturze nieodzownie obecne są transformatory mocy. Większość wspomnianych transformatorów wciąż spełnia stawiane im oczekiwania i, w przypadku braku rozwijających się uszkodzeń elektrycznych w ich wnętrzu, mogą nadal bezpiecznie pracować z pełnym obciążeniem pod warunkiem osuszenia. Wykonany we właściwym momencie proces suszenia skutkuje również wydłużeniem życia jednostki związanym z istotnym spowolnieniem reakcji degradacji izolacji olejowo-celulozowej. Dla uzyskania najlepszego efektu, firma ABB zaleca wykonywanie suszenia w połączeniu z regeneracją oleju. Dzięki metodzie LFH możliwe jest osuszenie dużych transformatorów mocy w miejscu zainstalowania w krótszym czasie i w sposób bardziej skuteczny niż pozwala jakakolwiek inna stosowana metoda. Zarazem, likwiduje się koszty związane z koniecznością transportu do fabryki remontowej wyposażonej w piec ewaporacyjny jak również istotnie redukuje koszty wyłączenia transformatora z ruchu i utracone z tego tytułu korzyści. Suszenie transformatorów w miejscu zainstalowania metodą LFH 11

Więcej informacji ABB Sp. z o.o. Oddział w Łodzi ul. Aleksandrowska 67/93 91-205 Łódź tel.: 42 29 93 165 fax: 42 29 93 168 e-mail: trafo.serwis@pl.abb.com Telefoniczne Centrum Zgłoszeniowe: 22 21 25 000 www.abb.com/transformers ABB zastrzega sobie prawo do dokonywania zmian technicznych bądź modyfikacji zawartości niniejszego dokumentu bez uprzedniego powiadamiania. W przypadku zamówień obowiązywać będą uzgodnione warunki. ABB Sp. z o.o. nie ponosi żadnej odpowiedzialności za potencjalne błędy lub możliwe braki informacji w tym dokumencie. Zastrzegamy wszelkie prawa do niniejszego dokumentu i jego tematyki oraz zawartych w nim zdjęć i ilustracji. Jakiekolwiek kopiowanie, ujawnianie stronom trzecim lub wykorzystanie jego zawartości w części lub w całości bez uzyskania uprzednio pisemnej zgody ABB Sp. z o.o. jest zabronione Copyright 2013 ABB Wszelkie prawa zastrzeżone 2413PL907-W1-pl. Wydanie 09.2013