จะขจัดความชื้นออกจาก-น้ำมันสามเฟส-ในหม้อแปลงที่จุ่มอยู่ได้อย่างไร

เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการส่งและจำหน่ายไฟฟ้าในระบบไฟฟ้า การทำงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของหม้อแปลงแช่น้ำมันสาม-เฟส-กำหนดความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟกริดโดยตรงน้ำมันหม้อแปลงเป็นฉนวนและสื่อความเย็นของอุปกรณ์ มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงาน

 

การปนเปื้อนของความชื้นถือเป็นอันตรายหลักที่ซ่อนอยู่ซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพของน้ำมันหม้อแปลง-แม้แต่ปริมาณความชื้นเล็กน้อย (ในหน่วย ppm) ก็สามารถลดความเป็นฉนวนของน้ำมันได้อย่างมาก เร่งการเสื่อมสภาพของวัสดุฉนวนเซลลูโลส (กระดาษ) ทำให้เกิดการคายประจุบางส่วน การคายประจุของส่วนโค้ง และความผิดปกติอื่นๆ และท้ายที่สุดทำให้ฉนวนพัง การลัดวงจรของขดลวด และแม้แต่การทิ้งอุปกรณ์ก่อนเวลาอันควร ส่งผลให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจครั้งใหญ่และการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟ

 

ดังนั้น การระบุการปนเปื้อนของความชื้นอย่างแม่นยำและการใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการกำจัดความชื้นจึงเป็นส่วนสำคัญในการบำรุงรักษาประจำวันและการกำจัดข้อผิดพลาดของหม้อแปลงจุ่มน้ำมันสามเฟส-

 

เมื่อรวมกับแนวปฏิบัติทางอุตสาหกรรมแล้ว บทความนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับอันตราย วิธีการตรวจจับ และเทคโนโลยีการกำจัดความชื้นอย่างมีประสิทธิภาพในน้ำมันหม้อแปลงแช่สาม-น้ำมันเฟส-

 

 

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันสามเฟส-มีสมรรถนะสูง มีภาระการทำงานสูง และมีโครงสร้างฉนวนที่ซับซ้อน อันตรายจากความชื้นในน้ำมันมีความโดดเด่นมากกว่าอันตรายในหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไปซึ่งส่งผลต่อวงจรชีวิตของอุปกรณ์ทั้งหมดซึ่งสะท้อนให้เห็นเป็นส่วนใหญ่ใน 4 ด้านดังต่อไปนี้

 

ความเป็นฉนวนลดลงอย่างรวดเร็ว

หม้อแปลงสามเฟส-ทำงานที่ไฟฟ้าแรงสูง ความชื้นในน้ำมันจะทำลายประสิทธิภาพการเป็นฉนวนของน้ำมัน แม้ว่าจะมีความชื้นเพียง 30-50 ppm แรงดันพังทลายของน้ำมันฉนวนก็สามารถลดลงจากสูงกว่า 60 kV เป็นต่ำกว่า 30 kV ได้ เพิ่มความเสี่ยงอย่างมากต่อการปล่อยส่วนโค้งภายในและทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างเฟส{7}}ได้ง่าย

 

เร่งอายุของฉนวน

ฉนวนเซลลูโลส (กระดาษ) ภายในหม้อแปลงไฟฟ้าสัมผัสโดยตรงกับน้ำมันหม้อแปลง ความชื้นทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการเร่งไฮโดรไลซิสและออกซิเดชันของกระดาษ ส่งผลให้ความแข็งแรงเชิงกลของกระดาษลดลง เมื่อความชื้นของกระดาษเกิน 2.0% กระดาษจะเปราะและสูญเสียฟังก์ชันการเป็นฉนวนในที่สุด ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการม้วน

 

ข้อบกพร่องภายในที่โดดเด่นซ่อนเร้นอันตราย

ถุงน้ำที่เกิดจากความชื้นในน้ำมันจะทำให้เกิดการทำงานของโคโรนาและเกิดก๊าซ การให้ความร้อนในท้องถิ่นจะทำให้เกิดฟองไอน้ำ ซึ่งนำไปสู่การพังทลายของอิเล็กทริก ในเวลาเดียวกัน ความชื้นจะส่งเสริมให้เกิดสารที่เป็นกรด ทำให้เกิดการกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะและการสะสมของตะกอนน้ำมัน และทำให้อุปกรณ์สึกหรอมากขึ้น

 

เพิ่มความเสี่ยงในการหนีความร้อน

หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส-มีความผันผวนของโหลดมาก ความชื้นจะยังคงอยู่ในวัสดุฉนวน ลดประสิทธิภาพการกระจายความร้อน เร่งการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพความร้อนของฉนวน และอาจทำให้ความร้อนหนีออกไปในระหว่าง-การทำงานในระยะยาว ส่งผลให้อุณหภูมิของหม้อแปลงเพิ่มขึ้นผิดปกติและกระตุ้นการป้องกันการสะดุด

 

ผลกระทบของความชื้นโดยตัวเลข

 

ปริมาณความชื้นในน้ำมัน (ppm)	การสูญเสียความเป็นฉนวน	ระดับความเสี่ยงของหม้อแปลงไฟฟ้า
<10 ppm	น้อยที่สุด	ปลอดภัย (ใน-น้ำมันบริการ)
20–30 แผ่นต่อนาที	ลดลง 20–30%	เริ่มต้นการย่อยสลายเซลลูโลส
40–50 แผ่นต่อนาที	ลดสูงสุดถึง 50%	มีความเสี่ยงต่อ PD สูง อาจเกิดการวาบไฟตามผิวได้
>60 แผ่นต่อนาที	วิกฤต	มีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลวของฉนวนอย่างรุนแรง

แรงดันพังทลายของน้ำมันแร่มักจะลดลงfrom >60 กิโลโวลต์ถึง<30 kVเมื่อน้ำเพิ่มขึ้นจาก 10 เป็น 50 ppm

 

กรณีศึกษา – ความชื้น-เกิดจากความล้มเหลว

 

จากกรณีของอุตสาหกรรม หม้อแปลงแช่น้ำมันขนาด 20 MVA, 132/33 kV สาม-เฟส-สะดุดระหว่างรับภาระหนักในฤดูฝน เนื่องจากช่องระบายอากาศไม่ทำงาน ส่งผลให้มีความชื้นในน้ำมันเกิน 65 ppm ในที่สุด ชั้นฉนวนกระดาษถูกทำให้เป็นคาร์บอไนซ์และการพันของขดลวดลัดวงจร- ซึ่งนำไปสู่การทิ้งอุปกรณ์ตั้งแต่เนิ่นๆ โดยมีค่าบำรุงรักษาเกิน 80,000 ดอลลาร์สหรัฐ สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงธรรมชาติของการปนเปื้อนของความชื้นที่ซ่อนเร้นและทำลายล้าง

 

 

ความชื้นใน-น้ำมันหม้อแปลงแบบจุ่มน้ำมันสามเฟส-มีคุณลักษณะของการซึมผ่านที่ช้าและการรับรู้ที่ไม่ชัดเจน จำเป็นต้องใช้การผสมผสานระหว่างการตรวจจับปกติและการตรวจสอบตามเวลาจริง-เพื่อให้บรรลุการตรวจจับและกำจัดตั้งแต่เนิ่นๆ วิธีการตรวจจับทั่วไปแบ่งออกเป็นการทดสอบความแม่นยำในห้องปฏิบัติการและการทดสอบแบบรวดเร็วบนไซต์- วิธีการหลักมีดังนี้:

 

วิธี	คำอธิบายและความแม่นยำ	ใช้กรณี
การไทเทรตแบบคาร์ล ฟิสเชอร์	การทดสอบทางเคมีมาตรฐาน-ระดับทองสำหรับ ppm ของน้ำที่แม่นยำ	ห้องปฏิบัติการ- มีความแม่นยำสูง (±1 ppm)
การทดสอบการพังทลายของอิเล็กทริก (IEC 60156)	ทดสอบแรงดันไฟฟ้าของน้ำมันทนความจุ	บ่งบอกถึงผลกระทบต่อการทำงานของความชื้น
การตรวจสอบด้วยสายตา	ตรวจจับความขุ่น ความขุ่น หรือหยดน้ำอิสระ	การตรวจสอบภาคสนามอย่างรวดเร็ว
เซ็นเซอร์ความชื้น (ออนไลน์-)	ความชื้นดิจิทัลแบบเรียลไทม์-ใน-การตรวจสอบน้ำมัน	ติดตั้งอยู่ในสินทรัพย์ที่สำคัญ
การถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรด	ตรวจจับจุดเย็นที่แสดงการควบแน่นหรือถุงน้ำ	ใน-การตรวจสอบการบริการ
การวิเคราะห์ก๊าซละลายน้ำ (DGA)	สัญญาณทางอ้อม: CO₂, CO, H₂ เพิ่มขึ้นจากการย่อยสลายที่เกิดจากน้ำ-	การตรวจสอบข้าม-หรือการตรวจจับความล้มเหลวตั้งแต่เนิ่นๆ

 

 

ความชื้นใน-น้ำมันหม้อแปลงแช่สามเฟส-น้ำมันหม้อแปลงแช่แบ่งออกเป็นสามประเภท: น้ำละลาย น้ำอิมัลชัน และน้ำอิสระ ตามปริมาณความชื้น ระดับการปนเปื้อน และสถานะการทำงานของอุปกรณ์ ให้เลือกวิธีการกำจัดแบบกำหนดเป้าหมาย

 

เทคโนโลยีหลักคือการคายน้ำแบบสุญญากาศ รวมกับวิธีการเสริมอื่นๆ เพื่อให้แน่ใจว่าปริมาณความชื้นจะลดลงจนถึงช่วงที่ปลอดภัย (<30 ppm). The details are as follows:

 

วิธี	แบบฟอร์มน้ำถูกลบออก	ระดับความชื้นทั่วไปที่ทำได้	ใช้สถานการณ์กรณีและปัญหา
การคายน้ำแบบสุญญากาศ	ละลาย + ฟรี	น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10 ppm	มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับหม้อแปลงขนาดใหญ่
การอบแห้งด้วยความร้อนแบบสุญญากาศ	น้ำ + ก๊าซจากน้ำมันและกระดาษ	น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 ppm + การอบแห้งกระดาษ	วิธีการออฟไลน์ที่ใช้ในระหว่างการยกเครื่องครั้งใหญ่
การไหลเวียนของน้ำมันร้อน + การกรอง	ฟรี/อิมัลชัน	~30–50 ppm	ใช้สำหรับการปนเปื้อนปานกลาง
การอบแห้งตะแกรงโมเลกุล	ความชื้นละลาย	น้อยกว่าหรือเท่ากับ 15 ppm	ออนไลน์-หรือบาย-ระบบสำหรับการอบแห้งช้า
การแยกแบบแรงเหวี่ยง	ฟรีน้ำเท่านั้น	ไม่เอาน้ำที่ละลายออก	ขั้นตอนการกรองล่วงหน้า-เพื่อให้มีน้ำอยู่ในปริมาณมาก

 

 

สำหรับหม้อแปลงแบบจุ่มน้ำมันสามเฟส- การป้องกันการปนเปื้อนของความชื้นมีความสำคัญมากกว่าการถอดออก การสร้างระบบการบำรุงรักษาที่สมบูรณ์สามารถลดการแทรกซึมของความชื้น ยืดอายุอุปกรณ์ และวงจรบริการน้ำมันได้อย่างมาก มาตรการป้องกันหลักมีดังนี้:

 

เสริมสร้างการป้องกันการปิดผนึก

ตรวจสอบปะเก็นหน้าแปลน วาล์ว และบูชสายเคเบิลของหม้อแปลงเป็นประจำ เปลี่ยนปะเก็นที่มีอายุแล้วทุกๆ 5-7 ปี ติดตั้งแถบปิดผนึกและฝาปิดที่ทนต่อสภาพอากาศเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำฝนและความชื้นในสิ่งแวดล้อมแทรกซึมผ่านช่องว่างการปิดผนึก ใช้ถังน้ำมันที่มีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีเยี่ยมเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างน้ำมันและอากาศ

 

รักษาการทำงานของเครื่องช่วยหายใจ

ช่องระบายอากาศแบบซิลิกาเจลเป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันไม่ให้อากาศชื้นเข้าไปในหม้อแปลง ตรวจสอบสีของซิลิกาเจลทุกเดือน (การเปลี่ยนสีของซิลิกาเจลที่เปลี่ยนสีไปเป็นสีชมพูบ่งบอกถึงความอิ่มตัว) และเปลี่ยนหรือสร้างใหม่ในเวลาที่เหมาะสม สำหรับพื้นที่ที่มีความชื้นสูง- ให้ใช้ระบบหายใจแบบสอง-เพื่อปรับปรุงผลการลดความชื้น

 

ติดตั้งระบบป้องกัน

หม้อแปลงสาม-เฟสที่มีโหลดวิกฤติสามารถติดตั้งระบบป้องกันกระเพาะปัสสาวะหรือระบบปิดผนึกไนโตรเจนได้ ผ่านไดอะแฟรมยางที่ปิดสนิทหรือแรงดันแก๊สเฉื่อย วงจรการหายใจของถังจะถูกกำจัด และการแทรกซึมของอากาศชื้นจะถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์ สำหรับเครื่องรอบเดินเบา ให้ติดตั้งเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเพื่อป้องกันการควบแน่นของน้ำระหว่างการทำความเย็น

 

สร้างมาตรฐานการจัดการน้ำมัน

เมื่อเก็บตัวอย่างหรือเติมเชื้อเพลิง ให้ใช้เครื่องมือและภาชนะที่แห้งเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานที่เปียก เก็บน้ำมันใหม่ในลักษณะปิดผนึกเพื่อป้องกันการดูดซึมความชื้น ตรวจจับปริมาณความชื้นก่อนเติมน้ำมัน และใช้เฉพาะเมื่อมีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้น หลีกเลี่ยงถังน้ำมันแบบเปิดในระหว่างฝนตก และขนส่งน้ำมันในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิปิดและคงที่

 

จัดทำแผนการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ

ตรวจสอบซิลิกาเจลระบายอากาศทุกเดือน ตรวจจับปริมาณความชื้นในน้ำมันทุกๆ 6-12 เดือน ตรวจสอบความแน่นของปะเก็นทุกๆ 6 เดือน ตรวจสอบแรงดันของระบบไนโตรเจนทุกไตรมาส และดำเนินการ-ตรวจสอบการปิดผนึกไซต์งานหลังฝนตกหนักหรืออุณหภูมิลดลงอย่างกะทันหันเพื่อสร้างวงจรปิดในการบำรุงรักษาเต็มกระบวนการ

 

ตัวอย่างจริง

หน่วย: 25 MVA, 66/11 kV หม้อแปลงจุ่มน้ำมัน-

ปัญหาเบื้องต้น: ความชื้นในน้ำมัน 62 ppm, 1.9% ในกระดาษ

การดำเนินการแก้ไข:

• ติดตั้งเครื่องป้องกันกระเพาะปัสสาวะ
• ช่องระบายอากาศแทนที่ด้วยซิลิกา 2 ขั้นตอน + ตัวดักน้ำมัน
• ปะเก็นหน้าแปลนต่ออายุใหม่

ติดตาม-:ความชื้น<15 ppm sustained for 3 years

ผลลัพธ์:ไม่มีการสูญเสียแรงดันพังทลายอีกต่อไป อายุการใช้งานของฉนวนยังคงอยู่
ประเด็นสำคัญ: การป้องกันจะให้ผลตอบแทนเป็นทวีคูณในการยืดอายุและความเสี่ยงที่ลดลง

 

 

การควบคุมความชื้นของน้ำมันหม้อแปลงแช่-น้ำมันเฟส-จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมต่อไปนี้: IEC 60422 (ใน-การบำรุงรักษาน้ำมันและขีดจำกัดความชื้นในการให้บริการ), IEEE C57.106 (คำแนะนำสำหรับการรับและการบำรุงรักษาของเหลวฉนวน), IS 1866 (มาตรฐานการบำรุงรักษาน้ำมันของอินเดีย), ASTM D1533 (วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความชื้นในของเหลวฉนวนไฟฟ้า) ในจำนวนนี้ ปริมาณความชื้นของน้ำมันในบริการ-จะต้องได้รับการควบคุมต่ำกว่า 30 ppm และปริมาณความชื้นของฉนวนเซลลูโลสจะต้องต่ำกว่า 0.5%

 

เมื่อรวมกับหลักปฏิบัติด้านการปฏิบัติงานและการบำรุงรักษาในอุตสาหกรรมแล้ว จะมีการหยิบยกข้อเสนอแนะต่อไปนี้สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มสาม-น้ำมันเฟส-:

 

• สำหรับหม้อแปลงหลัก ให้ใช้วิธี-การตรวจติดตามความชื้นในสายการผลิต + การตรวจจับในห้องปฏิบัติการเป็นประจำเพื่อจับแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของความชื้นอย่างทันท่วงที และหลีกเลี่ยงอันตรายที่ซ่อนอยู่
• จัดลำดับความสำคัญของการทำแห้งแบบสุญญากาศสำหรับการกำจัดการคายน้ำ และจับคู่กับวิธีการเสริมที่เหมาะสมตามปริมาณความชื้นและสถานะของอุปกรณ์เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้รับผลกระทบจากการขาดน้ำ
• จัดทำแผนการกำจัดฉุกเฉินสำหรับการปนเปื้อนของความชื้น ตรวจจับปริมาณความชื้นในน้ำมันทันทีหลังฝนตกหนักหรือระบบระบายอากาศขัดข้อง และเริ่มระบบคายน้ำฉุกเฉินหากจำเป็น เพื่อป้องกันการขยายตัวของข้อผิดพลาด
• ดำเนินการฝึกอบรมบุคลากรฝ่ายปฏิบัติการและบำรุงรักษาเป็นประจำเพื่อสร้างมาตรฐานกระบวนการตรวจจับและการขาดน้ำ และหลีกเลี่ยงมลพิษทุติยภูมิที่เกิดจากการปฏิบัติงานที่ไม่เหมาะสม

 

 

แกนหลักของการกำจัดความชื้นออกจาก-หม้อแปลงแบบจุ่มน้ำมัน-สามเฟสคือ "การตรวจจับที่แม่นยำ การกำจัดทางวิทยาศาสตร์ และการป้องกันเชิงรุก"

 

เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีการคายน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงสุด การแยกน้ำแบบสุญญากาศจึงสามารถคืนคุณภาพน้ำมันได้อย่างรวดเร็ว และเมื่อรวมกับการอบแห้งแบบสุญญากาศด้วยความร้อน การทำแห้งแบบตะแกรงโมเลกุล และวิธีการอื่น ๆ ก็สามารถตอบสนองความต้องการในการกำจัดในระดับการปนเปื้อนที่แตกต่างกัน และการป้องกันการปิดผนึกที่สมบูรณ์แบบและการบำรุงรักษาตามปกติสามารถลดการแทรกซึมของความชื้นจากแหล่งกำเนิดและลดความเสี่ยงต่อความผิดพลาดของอุปกรณ์

ขอใบเสนอราคา

 

ในฐานะอุปกรณ์หลักของระบบไฟฟ้า การจัดการคุณภาพน้ำมันของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่ม-น้ำมันเฟส-สามเฟสมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการทำงานที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพของระบบส่งไฟฟ้า มีเพียงการให้ความสำคัญต่อการป้องกันการปนเปื้อนของความชื้นและการนำเทคโนโลยีการตรวจจับและการคายน้ำทางวิทยาศาสตร์มาใช้เท่านั้นจึงจะสามารถยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ รับประกันความปลอดภัยในการส่งและจ่ายพลังงาน และให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้สำหรับการทำงานของระบบไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

 

หากคุณกำลังวางแผนโครงการหม้อแปลงไฟฟ้าติดต่อ GNEE วันนี้เพื่อรับการสนับสนุนด้านเทคนิคจากผู้เชี่ยวชาญ โซลูชันที่ปรับแต่งได้ และใบเสนอราคาที่แข่งขันได้สำหรับหม้อแปลงแช่น้ำมันขนาด 630kVA ของคุณ.