Yağlı Transformatör Vakumlu Dolum Yoluyla 60kV Arıza Gerilimine Nasıl Ulaşır?

Endüstri verileri, erken trafo arızalarının yaklaşık %30'unun doğrudan izolasyon yağındaki aşırı nem ve gaz içeriğine atfedilebileceğini göstermektedir. Sadece milyonda 15 parça (ppm) kadar bir nem artışı, transformatör yağının arıza voltajını 60kV'tan 30kV'nin altına düşürebilir. Dielektrik mukavemetindeki bu dramatik azalma, transformatör imalatında vakum doldurma işleminin kritik öneminin altını çizmektedir. bir içinyağlı transformatör33kV veya üzeri olarak derecelendirilmiş, 60kV'luk bir arıza voltajına ulaşmak ve bunu sürdürmek bir kalite hedefi değildir; transformatörün 30-40 yıllık hizmet ömrü boyunca güvenilir bir şekilde çalışması için temel bir gerekliliktir.

Bu makale, yağa batırılmış transformatörlerin vakum doldurma yoluyla 60kV arıza voltajına nasıl ulaştığının sistematik bir teknik analizini sağlar. Tartışma dört temel süreç aşamasını kapsıyor: yağın ön işlemi ve kalite doğrulaması, çekirdeğin ve sargı yalıtımının vakumla kurutulması, kontrollü parametrelerle vakum doldurma işlemi ve IEC ve ASTM standartlarına uygun doldurma sonrası testler. Her aşama, spesifik proses parametreleri, ekipman gereksinimleri ve kalite kontrol kontrol noktalarına göre incelenir. Makale ayrıca yaygın arıza türlerine de değinmekte ve transformatör üreticileri ve son kullanıcılar için pratik bir kalite kontrol çerçevesi sunmaktadır.

İçindekiler

• 1. Yağ Ön Arıtma ve Kalite Standartları
• 2. Transformatör Çekirdeğinin ve Sargının Vakumla Kurutulması
• 3. Vakumlu Dolum İşlemi Parametreleri
• 4. Yağ Testi ve Arıza Gerilimi Doğrulaması
• 5. Yaygın Arıza Modları ve Kalite Kontrol Noktaları
• 6. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
• 7. Sonuç

1. Yağ Ön Arıtma ve Kalite Standartları

60kV arıza gerilimine ulaşma yolculuğu, transformatör yağının transformatör tankına girmeden önce ön arıtılmasıyla başlar. Yeni, rafine edilmiş transformatör yağı bile tipik olarak gerekli dielektrik dayanımını elde etmek için çıkarılması gereken çözünmüş nem, gazlar ve partikül halindeki kirletici maddeleri içerir. Ön arıtma süreci, ısıtma sistemleri, vakumlu dehidrasyon üniteleri ve çok aşamalı filtreleme ekipmanı içeren özel bir yağ işleme tesisinde gerçekleştirilir. Yağın transformatör dolumu için uygun olduğuna karar verilmeden önce aşağıdaki parametreler doğrulanmalıdır:

• Arıza Gerilimi (BDV):≥ 60kV (IEC 60156'ya uygun olarak ölçülmüştür)
• Nem İçeriği:≤ 10 ppm (Karl Fischer titrasyonu ile ölçülmüştür)
• Çözünmüş Gaz İçeriği (DGA):Hacimce ≤ %0,5 (gaz kromatografisi ile ölçülmüştür)
• Dağılım Faktörü (tan δ):90°C'de ≤ 0,001 (IEC 60247'ye uygun olarak ölçülmüştür)
• Parçacık Sayısı:100 mL başına ≤ 500 parçacık (≥ 5μm boyut)
• Direnç:≥ 10¹² Ω·cm, 90°C'de

Yağ saflaştırma işlemi üç aşamalı bir sırayı takip eder. İlk aşama ısıtmadır: viskoziteyi azaltmak ve çözünmüş gazların ve nemin salınmasını kolaylaştırmak için yağ 60-70°C'ye ısıtılır. İkinci aşama vakumla dehidrasyondur: ısıtılmış yağ, 0,1-0,5 mbar'da çalışan bir vakum odasına verilir. Bu vakum altında suyun kaynama noktası düşerek nemin buharlaşmasına ve vakum pompası tarafından çekilmesine neden olur. Tipik dehidrasyon süresi, yağ hacmine ve başlangıçtaki nem içeriğine bağlı olarak 4-8 ​​saattir. Üçüncü aşama filtrelemedir: kurutulmuş yağ, partikül kirletici maddeleri çıkarmak için 5μm ve 1μm dereceli bir dizi filtreden geçer. İşlenmiş yağ daha sonra belirtilen tüm parametreler elde edilene kadar sistem içerisinde yeniden dolaştırılır.

Aşağıdaki tablo ön arıtma parametrelerini ve ilgili kabul kriterlerini özetlemektedir.

Şu tarihte:Lugao Güç Co, Ltd.10.000 litrelik yağ tankı, 300 L/dk vakumlu dehidrasyon ünitesi ve 1μm mutlak filtrelere sahip kapalı devre filtreleme sistemi ile donatılmış özel bir yağ işleme tesisine sahibiz. İşlenmiş yağın her partisi, transformatör dolumu için onaylanmadan önce örneklenir ve test edilir. Test sonuçları, hizmet ömrü boyunca transformatöre eşlik eden bir toplu sertifikada belgelenir. Bu sıkı ön arıtma protokolü, transformatöre giren yağın dolum sonrasında test edilecek yağla aynı kalite standartlarını karşılamasını sağlayarak 60kV arıza voltajına ulaşmanın temelini oluşturur.

2. Transformatör Çekirdeğinin ve Sargının Vakumla Kurutulması

Transformatör yalıtımı esas olarak doğası gereği higroskopik olan selüloz bazlı malzemelerden (kağıt, karton ve ahşap) oluşur. Normal atmosferik koşullar altında bu malzemeler ağırlıkça %8'e kadar nem emebilir. Transformatöre enerji verildiğinde yalıtım ısınır ve mevcut nem buharlaşarak hem katı yalıtımın hem de çevredeki yağın dielektrik dayanımını azaltır. Vakumlu kurutma, transformatör yağla doldurulmadan önce bu nemin izolasyon sisteminden uzaklaştırılması işlemidir. Kurutma işlemi kritiktir çünkü yağ arıtıldıktan sonra bile izolasyonda sıkışan nem zamanla yağın içine sızarak arıza voltajını azaltır.

Vakumlu kurutma işlemi tipik olarak aşağıdaki aşamaları içerir. İlk olarak transformatör bir kurutma fırınına yerleştirilir veya kızgın yağın soğutma sistemi içerisinden dolaştırılmasıyla ısıtılır. Nemin salınmasını hızlandırmak için çekirdek ve sargı 85-105°C'ye ısıtılır. Daha sonra transformatör tankı, basıncı 0,1-0,5 mbar'a düşürmek için bir vakum pompası kullanılarak boşaltılır. Bu vakum altında suyun kaynama noktası yaklaşık 40-50°C'ye düşürülerek yalıtımdaki nemin buharlaşması sağlanır. Buharlaşan nem, vakum pompası tarafından tanktan dışarı çekilir. Yalıtımın nem içeriği ağırlıkça %0,5'in altına düşene kadar kurutma işlemine devam edilir.

Kurutma bitiş noktası iki yöntemden biriyle belirlenir:

• Basınç Yükseltme Yöntemi:Vakum pompası transformatör tankından izole edilir ve belirli bir süre boyunca basınç artış hızı ölçülür. Eğer basınç artış hızı 4 saatlik süre içerisinde saatte 0,1 mbar'dan az ise kurutmanın tamamlandığı kabul edilir.
• Çiy Noktası Yöntemi:Transformatörden tahliye edilen gazın çiğlenme noktası sürekli izlenir. Çiy noktası -40°C'nin altına düştüğünde kurutmanın tamamlandığı kabul edilir.

Vakumlu kurutma işleminin süresi, transformatör boyutuna, yalıtım tipine ve ortam koşullarına bağlı olarak değişir. Tipik bir 10 MVA transformatör için kurutma işlemi 48-72 saat sürebilir. Daha büyük güç transformatörleri için süreç birkaç güne kadar uzayabilir. Aşağıdaki tabloda farklı transformatör sınıfları için tipik kurutma parametreleri verilmektedir.

Lugao.'da gerekli nemin giderilmesini sağlamak için termal vakumlu kurutma ve sıcak yağ sirkülasyonunun bir kombinasyonunu kullanıyoruz. Transformatör, soğutma sistemi içerisinde sıcak yağın dolaştırılmasıyla ısıtılırken, aynı anda tank boşaltılır. Bu yöntem eşit bir ısıtma sağlar ve kurutma işlemini hızlandırır. Kurutma döngüsü tamamlandıktan sonra transformatör, yağ doldurma işlemi başlayana kadar vakum altında tutularak nemin atmosferden yeniden emilmesi önlenir. Bu yaklaşım, izolasyon nem içeriğinin %0,5 eşiğinin altında tutulmasını sağlar; bu, 60kV'luk bir arıza voltajının elde edilmesi ve bu voltajın sürdürülmesi için gereklidir.

3. Vakumlu Dolum İşlemi Parametreleri

Transformatör çekirdeği ve sargısı gerekli nem içeriğine kadar kurutulduktan sonra yağ doldurma işlemi başlar. Bu, transformatör imalatının en kritik aşamasıdır, çünkü bu aşamadaki herhangi bir hata, yalıtım sisteminin dielektrik dayanımını tehlikeye atabilir. Transformatör tankı vakum altında tutularak vakum dolum işlemi gerçekleştirilir. Arıtılmış yağ tankın alt kısmından verilir ve yavaş yavaş yükselerek vakumun yerini değiştirir. Kabarcık oluşumunu önlemek, yalıtımın tamamen nüfuz etmesini sağlamak ve sargıların hasar görmesini önlemek için proses parametreleri dikkatlice kontrol edilmelidir.

Vakum dolumu için temel proses parametreleri aşağıdaki gibidir:

• Ön Doldurma Vakum Seviyesi:0,1-0,5 mbar, kurutma döngüsü tamamlandıktan sonra en az 2 saat muhafaza edilir.
• Doldurma Sırasındaki Yağ Sıcaklığı:60-70°C, düşük viskozite ve iyi akış özellikleri sağlamak için korunur.
• Doldurma Hızı:≤ 300 L/saat (küçük ila orta ölçekli transformatörler için; daha büyük transformatörler orantılı olarak daha yüksek akış hızları kullanabilir ancak yağın izolasyona nüfuz edebileceği hızı aşmamalıdır).
• Doldurma Basıncı:Yağın sargılara doğru itilmesini sağlamak için tankın alt kısmında hafif bir pozitif basınç (0,1-0,2 bar) uygulanır.
• Doldurma Sırasında Vakum:Yağdan veya izolasyondan salınabilecek gazları gidermek için doldurma işlemi sırasında vakum korunur.
• Doldurma Sonrası Yerleşme:Tank dolduktan sonra, kalan gaz kabarcıklarının çıkmasını sağlamak için transformatörün vakum altında veya pozitif kuru nitrojen basıncı altında 12-24 saat beklemesine izin verilir.

Doldurma hızı özellikle kritiktir. Yağ çok hızlı verilirse türbülans kabarcıklar oluşturabilir ve yağ izolasyona tam olarak nüfuz edemeyebilir. Yağ çok yavaş verilirse süreç verimsiz hale gelir. Doldurma hızı tipik olarak yağ pompasının akış hızının ayarlanmasıyla veya basınç düşürücü bir valf kullanılarak kontrol edilir. Büyük transformatörler için doldurma işlemi, bir sonraki aşama başlamadan önce yağın izolasyona nüfuz etmesine izin vermek için duraklamalarla aşamalı olarak gerçekleştirilebilir. Aşağıdaki tabloda farklı transformatör kapasiteleri için önerilen dolum hızları verilmektedir.

Doldurma tamamlandıktan sonra, yağın kalan gaz ve nemi emme yeteneğini arttırmak için transformatör genellikle soğutma sistemi kullanılarak 50-60°C'ye ısıtılır. Daha sonra transformatör, yağ tarafından emilmiş olabilecek gazların uzaklaştırılması için "nihai gazdan arındırma" olarak bilinen son bir vakum işlemine tabi tutulur. Bu son adım, yağın arıza voltajının 60kV veya daha yüksek hedef seviyede kalmasını sağlar. Lugao Power Co.,Ltd.'de, zaman damgalı vakum seviyeleri, sıcaklıklar ve akış hızları kayıtları da dahil olmak üzere her transformatör için tüm proses parametrelerinin ayrıntılı kayıtlarını tutuyoruz. Bu kayıtlar transformatörün kalite belgelerinin bir parçasıdır ve ekipmanın ömrü boyunca saklanır.

4. Yağ Testi ve Arıza Gerilimi Doğrulaması

Transformatör yağla doldurulup çökmesine izin verildikten sonra, yalıtım sisteminin gerekli arıza voltajı spesifikasyonlarını karşıladığının doğrulanması için test edilmesi gerekir. Birincil test, IEC 60156 veya ASTM D1816'ya uygun olarak gerçekleştirilen yağ arıza voltajı testidir. Bu test, transformatör yağı numunesine, yağ parçalanıncaya kadar kontrollü bir oranda voltaj uygulanmasını içerir. Sonucun tekrarlanabilir olmasını sağlamak için test birden fazla numune üzerinde gerçekleştirilir. Yağ testine ek olarak, transformatör yalıtım sisteminin tamamı, bütünlüğünün doğrulanması için dielektrik testlerine tabi tutulur.

Yağ arıza voltajı testi, 2,5 mm'lik bir boşlukla ayrılmış iki elektrottan oluşan standart bir test hücresi kullanılarak gerçekleştirilir. Test voltajı 2 kV/s hızında uygulanır. Test altı yağ numunesi üzerinde gerçekleştirilir. İlk testin sonuçları atılır ve kalan beş testin ortalaması hesaplanır. Ortalama değer ≥ 60kV olmalıdır. Ortalama değer 60kV'un altında ise yağın testi geçemediği kabul edilir. Test prosedürü ve kabul kriterleri aşağıdaki tabloda özetlenmiştir:

Yağ bozulma testine ek olarak transformatör, tüm yalıtım sisteminin bütünlüğünü doğrulamak için aşağıdaki dielektrik testlerine tabi tutulur:

• Güç Frekansı Dayanım Testi:Transformatöre 60 saniye süre ile anma geriliminin 2-3 katı gerilim uygulanır. Hiçbir arızaya veya kısmi boşalmaya izin verilmez.
• İndüklenmiş Aşırı Gerilim Testi:Transformatör 60 saniye süre ile anma geriliminin 2 katı gerilimde 100-400 Hz frekansa maruz bırakılır. Yalıtımın bozulmasına veya gözle görülür deformasyonuna izin verilmez.
• Kısmi Deşarj Testi:Transformatör, nominal voltajın 1,1 katı bir voltajda kısmi deşarj açısından test edilir. Kısmi deşarj seviyesi ölçülür ve belirtilen sınırın altında olmalıdır (yağla doldurulmuş transformatörler için tipik olarak 20-50 pC).
• Tan Delta Testi:Yalıtım sisteminin kayıp faktörü 90°C'de ölçülür. Değer, IEC 60076'da belirtilen sınırlar dahilinde olmalıdır.

Lugao Güç Co, Ltd.'de bu testleri her transformatöre gönderilmeden önce yapıyoruz. Test sonuçları, transformatörle birlikte verilen kapsamlı bir test raporunda belgelenir. Yağ arıza gerilimi testi, doldurma ve çökeltme işleminden sonra trafo tankından alınan yağ numuneleri üzerinde yapılır. Bu, transformatördeki yağın test edilen yağla aynı olmasını sağlar. Yağın arıza gerilimi testini geçememesi durumunda, yağ spesifikasyonu karşılayana kadar tüm süreç tekrarlanır. Bu sıkı test rejimi, yağlı transformatörümüzün en yüksek kalite ve güvenilirlik standartlarını karşılamasını sağlar.

5. Yaygın Arıza Modları ve Kalite Kontrol Noktaları

Yukarıda açıklanan sıkı proses kontrollerine rağmen vakum dolumu sırasında yine de arızalar meydana gelebilir. Yaygın arıza modlarını anlamak ve sağlam kalite kontrol kontrol noktaları oluşturmak, tutarlı üretim kalitesini korumak için çok önemlidir. Bu bölüm en sık karşılaşılan arıza türlerini tanımlar ve sürecin her aşaması için bir kalite kontrol çerçevesi sağlar.

Arıza Modu 1: Eksik Vakumlu Kurutma.Transformatör yalıtımı gerekli nem içeriğine kadar kurutulmazsa arıza voltajı düşecektir. Eksik kurutmanın en yaygın nedeni yetersiz vakum seviyesi veya yetersiz ısıtma süresidir. Bu arızayı önlemek için kurutma döngüsü sırasında vakum seviyesinin sürekli olarak izlenmesi gerekir. Son noktayı doğrulamak için basınç artışı veya çiğlenme noktası testi kullanılmalıdır.

Arıza Modu 2: Yağın Yeniden Kirlenmesi.Ekipman uygun şekilde temizlenmezse, taşıma, depolama veya doldurma sırasında yağ yeniden kirlenebilir. Toz, su veya diğer parçacıklar gibi kirletici maddeler, bağlantılardan veya aktarım sırasında yağa girebilir. Bunu önlemek için, tüm ekipmanların kullanımdan önce iyice temizlenmesi ve kurutulması gerekir. Yağ depolama tankları kapalı tutulmalı ve kuru nitrojen ile doldurulmalıdır.

Arıza Modu 3: Hava Sıkışması.Doldurma sırasında transformatörün içinde hava sıkışırsa, arıza voltajını azaltan kabarcıklar oluşabilir. Doldurma hızı çok hızlıysa veya dolum sırasında vakum seviyesi korunmazsa hava sıkışması olasılığı daha yüksektir. Bunu önlemek için dolum hızı düşürülmeli ve işlem boyunca vakum korunmalıdır.

Vakum doldurma işleminin her aşaması için aşağıdaki kalite kontrol kontrol noktaları önerilir:

Lugao'da bu kontrol noktalarını standart çalışma prosedürlerimize dahil eden bir kalite yönetim sistemi uyguluyoruz. Sürecin her aşaması belgelenir ve olası sapmalar araştırılıp düzeltilir. Kalite kontrolüne yönelik bu sistematik yaklaşım, müşterilerimizin yağlı transformatör ürünlerimizden beklediği yüksek düzeyde güvenilirliği korumak için gereklidir.

6. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

Soru 1: 60kV arıza gerilimi tüm trafo ömrü boyunca garanti edilen bir değer midir, yoksa zamanla azalır mı?

Cevap: 60kV, üretim ve devreye alma sırasında garanti edilen minimum değerdir. Transformatörün çalışma ömrü boyunca yağın bozulması, nem girişi ve partikül madde birikmesi nedeniyle arıza voltajı giderek azalacaktır. Bununla birlikte, periyodik yağ testi, filtreleme ve kurutma dahil olmak üzere uygun bakımla arıza voltajı kabul edilebilir seviyelerin üzerinde tutulabilir. Endüstri standartları genellikle arıza voltajı 30kV'nin altına düştüğünde yağın değiştirilmesini veya yenilenmesini gerektirir.

Soru 2: Vakumla doldurulmuş ve konvansiyonel olarak doldurulmuş transformatörler arasındaki arıza gerilimi farkı nedir?

Cevap: Geleneksel olarak doldurulmuş bir transformatör (vakumlu kurutma olmadan atmosferik basınç altında doldurulmuş) tipik olarak 30-40kV'luk bir arıza voltajına ulaşır. Uygun ön kurutma ve vakum işlemine tabi tutulan vakumla doldurulmuş bir transformatör, sürekli olarak 60kV veya daha yüksek bir değere ulaşır. Bu 20-30kV'luk fark, güvenlik marjında ​​ve güvenilirlikte önemli bir iyileşmeyi temsil eder. Daha yüksek arıza voltajı, özellikle voltaj dalgalanmaları veya yıldırım olayları sırasında izolasyon arızası riskini azaltır.

Soru 3: Küçük dağıtım transformatörleri (≤ 10kV) için vakum dolumu gerekli midir?

Cevap: 10kV ve altındaki dağıtım transformatörleri için vakumla doldurma her zaman zorunlu değildir, ancak giderek daha fazla en iyi uygulama olarak kabul edilmektedir. Bu transformatörler 30-40kV'luk bir arıza voltajıyla çalışabilirken, vakumlu doldurma daha yüksek bir güvenlik marjı ve gelişmiş uzun vadeli güvenilirlik sağlar. Artık pek çok hizmet kuruluşu, kalite güvence gerekliliklerinin bir parçası olarak, voltaj değerine bakılmaksızın tüm yeni transformatör alımları için vakum dolumunu zorunlu kılmaktadır. Lugao Power Co.,Ltd.'de tüm yağlı transformatör ürünlerimize vakumlu dolum uyguluyoruz.

Soru 4: Trafo yağı çalışma esnasında arıza gerilimini nasıl koruyabilir?

Cevap: Çalışma sırasında arıza gerilimini korumak kapsamlı bir bakım programı gerektirir. Düzenli yağ numuneleri alınmalı ve arıza voltajı, nem içeriği ve çözünmüş gaz içeriği açısından test edilmelidir. Arıza voltajı 45kV'un altına düşerse yağın filtrelenmesi ve kurutulması gerekir. Nem içeriği 20 ppm'i geçerse yağın kurutulması gerekir. Bazı transformatörler, nemi ve parçacıkları sürekli olarak temizleyerek yağ kalitesini optimum seviyede tutan çevrimiçi yağ filtreleme sistemleriyle donatılmıştır.

Soru 5: Doldurma sonrasında yağ arıza gerilimi testi başarısız olursa düzeltici eylem nedir?

Cevap: Dolumdan sonra yağ arıza voltajı testi başarısız olursa, transformatör genellikle yeniden işlenir. Arızalı yağ boşaltılır ve izolasyondaki nemin giderilmesi için transformatör yeni bir vakumlu kurutma döngüsüne tabi tutulur. Taze, saflaştırılmış yağ daha sonra aynı vakum doldurma işlemi kullanılarak eklenir. Yeniden doldurulduktan sonra yağ yeniden test edilir. Arıza voltajı belirtilen gereksinimi karşılayana kadar bu işlemin tekrarlanması gerekebilir. Sorunun kaynağının yağın kendisi olduğu nadir durumlarda, yağın yeni bir partiyle değiştirilmesi gerekebilir.

7. Sonuç

Yağa batırılmış bir transformatörde 60kV'luk bir arıza voltajına ulaşılması, yağın saflaştırılmasıyla başlayan ve vakumlu kurutma, kontrollü dolum ve sıkı testlere kadar uzanan titizlikle kontrol edilen bir üretim sürecinin sonucudur. Bu sürecin her aşaması, nihai ürünün gerekli dielektrik dayanım özelliklerini karşıladığından emin olmak için kritik parametrelerin (sıcaklık, vakum seviyesi, dolum hızı ve test koşulları) hassas kontrolünü gerektirir. Bu makalede özetlenen ve IEC 60156, ASTM D1816 ve IEC 60076'ya dayalı standartlar ve uygulamalar, bu kritik kalite kriterine ulaşmak için teknik temeli sağlar.

Lugao Güç Co, Ltd.'de, bu süreç kontrollerini ve test standartlarını transformatör üretim operasyonlarımıza dahil eden kapsamlı bir kalite yönetim sistemi uyguladık. Yağa batırılmış transformatör ürünlerimiz, hizmet ömürleri boyunca güvenilir performans sağlayacak şekilde tasarlanmış ve üretilmiştir. Daha ayrıntılı teknik bilgi, proses dokümantasyonu veya ürün spesifikasyonları için lütfen mühendislik ekibimizle iletişime geçin.

Lugao Power Co., Ltd. ile iletişime geçin.Yağlı transformatör ürünlerimizin teknik özellikleri ve kalite belgeleri için.