5 błędów eksploatacyjnych, które niszczą transformatory

czas czytania: ~6 minut

Kiedy pierwszy raz stoisz obok nowego transformatora SN, łatwo pomyśleć, że to stalowy gigant, który zniesie wszystko.

W końcu ma tonę żelaza, setki metrów miedzi i olej, który pamięta więcej historii niż niejeden magazyn zakładowy. Ale prawdziwy test zaczyna się dopiero po opuszczeniu fabryki. W terenie. W błocie, upale, mgle, na farmach PV w popłochu uruchomień i w stacjach, gdzie harmonogramy żyją własnym życiem.

Eksploatacja jest momentem prawdy.

Nawet najlepiej zaprojektowany transformator można wykończyć szybciej niż laptop z przegrzaną baterią, jeśli obsługa idzie pod prąd fizyki i zdrowego rozsądku. Patrząc na lata pracy przy GPZ, farmach PV, modernizacjach SN i odbiorach UDT, da się wskazać kilka powtarzających się błędów. One nie mają w sobie spektakularności awarii. Działają po cichu. Dzień po dniu. Rok po roku.

A potem ktoś mówi zaskoczone słynne trzy słowa: „Przecież działał dobrze".

Na chwilę zatrzymamy się przy pięciu największych przewinieniach eksploatacyjnych, które niszczą transformatory szybciej, niż wskazują normy i kalkulatory.

 

1. Ignorowanie wilgoci w oleju i izolacji

Wilgoć jest cichym mordercą transformatorów.

Nie lubi jej olej, nie lubi papier, nie lubi konstrukcja. Wystarczy niewielka ilość wody, by właściwości dielektryczne oleju spadły o kilkadziesiąt procent.

To tak, jakby nagle ktoś zamienił Twoje profesjonalne buty trekkingowe na gumowe klapki i kazał wejść na Rysy. Da się, ale ryzyko jest kompletnie nieadekwatne.

Dlaczego to takie groźne? Papier izolacyjny starzeje się wykładniczo.

Każdy wzrost wilgoci przyspiesza degradację. A degradacja papieru to w praktyce skrócenie życia transformatora. To nie jest dramatyczne pęknięcie. To jest proces. Powolny. Podstępny. Niemal niezauważalny.

W 80 procentach przypadków wilgoć w oleju nie pojawia się nagle.

Najpierw widoczna jest mikronieszczelność. Potem minimalna zmiana barwy oleju na pobranej próbce. Potem podwyższona zawartość H2O. I na końcu DGA, które zaczyna dawać alarmy z kategorii „To nie jest żart".

Jedno badanie oleju rocznie potrafi wyłapać te zmiany na czas.

Szczególnie jeśli stosujesz analizy zgodne z IEC 60422, a nie jedynie szybkie testy z poziomu „widać, że jest czysty". To trochę tak, jak regularna morfologia u człowieka.

Jeden wynik potrafi zmienić bieg historii.

• Zapraszamy do pełnej wersji artykułu: Co ma w środku trafo olejowy?

 

2. Przeciążanie transformatora i przegrzewanie izolacji

Przeciążenie transformatora samo w sobie nie jest grzechem.

Normy przewidują dopuszczalne obciążenia krótkotrwałe, a producenci udostępniają krzywe przeciążeń wraz z temperaturami granicznymi. Problem zaczyna się wtedy, gdy obciążenie staje się stylem życia, a nie epizodem.

Wyobraź sobie biegacza, który zamiast interwałów robi codziennie maraton.

Z pozoru działa. Z pozoru wytrzymuje. Ale po roku jego układ sercowo naczyniowy wywiesza białą flagę. Z izolacją transformatora jest identycznie. Każde przeciążenie to wzrost temperatury, a każdy wzrost temperatury to przyspieszone starzenie papieru. Wystarczy kilka miesięcy takiej pracy i transformator zaczyna żyć krócej o kilka lat.

Producenci opisują dokładnie dopuszczalne profile obciążeń według IEC 60076.

Gdy są ignorowane, transformator zaczyna reagować. Najpierw wzrostem temperatury górnej warstwy oleju. Potem pojawiają się gazy termiczne w DGA. A na końcu rośnie rezystancja izolacji.

W energetyce często mówi się, że jednostkę można przeciążyć, ale z głową.

Problem w tym, że rynek wykonawczy lubi próbować, ile się da, ignorując krzywe obciążeniowe.

W przypadku farm PV widzimy to regularnie. Projekt zakłada piękną idealną generację. Rzeczywistość dorzuca upał, zbyt wczesne załączenia lub nieprzewidziane prądy. Transformator reaguje natychmiast, lecz nie zawsze alarmem tylko temperaturą, którą zwykle nikt nie monitoruje na bieżąco.

 

3. Zaniedbania mechaniczne i brak przeglądów

Mechanika transformatora jest jak stawy u człowieka. Rzadko daje o sobie znać, póki działają, ale kiedy coś zaniedbasz, wszystko się zaczyna sypać.

Regularne przeglądy mechaniczne to absolutna podstawa. Uszczelki parcieją. Śruby na radiatorach potrafią same się luzować, jeśli transformator pracuje latami w jednostronnym wietrze. Izolatory pokrywają się zabrudzeniem, co obniża ich właściwości izolacyjne przy wilgotnej pogodzie.

Na przykładzie farm PV widzimy, że transformator potrafi pracować dwa lata bez kontroli.

Po zdjęciu pokrywy okazuje się, że poziom oleju zdążył spaść o kilka centymetrów przez mikronieszczelność, której nikt nie zauważył.

Nieszczelność to wilgoć. Wilgoć to degradacja papieru. Degradacja to skrócenie żywotności. Spirala jest przewidywalna, szybka i kompletnie niepotrzebna.

Regularność, a nie intensywność. To jedyna droga do zdrowej eksploatacji.

• W kontekście układu olejowego i jego szczelności oraz błędów, które się tam pojawiają, zapraszamy do naszego artykułu: Wycieki oleju w transformatorach nie ignoruj tych sygnałów

 

4. Lekceważenie odchyleń napięcia i jakości energii

Transformator, który pracuje przy podwyższonym napięciu przez lata, zachowuje się jak człowiek pijący jedną kawę za dużo każdego dnia. Na początku nic się nie dzieje. Potem coś zaczyna drżeć.

A na końcu okazuje się, że serce działa inaczej, niż powinno.

Długotrwałe zbyt wysokie napięcie powoduje zwiększone straty jałowe, przegrzewanie rdzenia i podwyższone naprężenia elektryczne w izolacji. Efekt kumuluje się powoli. W końcu odbija się w diagnostyce. DGA zaczyna pokazywać gazy związane z przegrzewaniem rdzenia.

Rezystancja izolacji spada. Temperatura rośnie.

Problem ten regularnie widzimy w instalacjach przemysłowych, gdzie kompensacja mocy biernej jest niedoszacowana lub po prostu niepracująca. Transformator bierze na siebie skutki złej jakości energii. A przecież istnieją systemy monitoringu napięcia w czasie rzeczywistym, które potrafią wychwycić niebezpieczne trendy na długo przed awarią.

Tu również regularność jest kluczowa. Jakość energii musi być monitorowana, a odchylenia korygowane. Transformator nie jest urządzeniem, które można traktować jak odbiornik o stałych potrzebach. Reaguje. Zawsze.

 

5. Złe warunki środowiskowe i niewłaściwe posadowienie

Transformatory źle znoszą zasolenie, przemysłowe zanieczyszczenia, wodę spływającą z dachu, a także wibracje z fundamentu. To nie są kosmetyczne problemy. To są procesy degradacyjne, które krok po kroku niszczą konstrukcję.

Wibracje to jeden z najczęściej ignorowanych czynników.

Jeśli transformator stoi na fundamencie wykonanym niezgodnie ze specyfikacją, każda zmiana obciążenia, każde zwarcie i każdy podmuch wiatru przenosi się na zbiornik. Po kilkunastu latach różnicę widać w radiatorach, izolatorach, skręceniach konstrukcji, a czasem nawet w osiowości rdzenia.

Zasolenie to kolejny niszczyciel. Regiony nadmorskie i przemysłowe wymagają specjalnych zabezpieczeń antykorozyjnych. W praktyce zbyt rzadko się je stosuje. Po latach pojawia się korozja, która potrafi doprowadzić nawet do perforacji elementów.

Środowisko tworzy historię transformatora, nawet jeśli nie zwracamy na to uwagi.

 

Gdy zamykamy pokrywę transformatora

Zajrzenie do wnętrza transformatora olejowego przypomina rozcięcie tej tajemniczej piłeczki golfowej z dzieciństwa. Tyle że tutaj zamiast gumowego jądra mamy fizykę, chemię oleju, termodynamikę, metalurgię i precyzję konstrukcji.

Transformator to nie metalowa puszka. To żywy układ. Reagujący. Wymagający.

Każdy detal ma znaczenie. Rdzeń. Uzwojenia. Olej. Zbiornik. Przełączniki zaczepów. Diagnostyka. Eksploatacja. One wszystkie opowiadają historię urządzenia, którego zadaniem jest pracować spokojnie, przewidywalnie i bez dramatów. A nuda jest tu największym komplementem.

Jeśli pracujesz aktualnie nad projektem, który wymaga niezawodności, zgodności z normami i długiej żywotności, możemy Cię w tym wesprzeć. Dobieramy transformatory zgodnie z wymaganiami OSD i norm PN EN, uwzględniamy typ izolacji, rodzaj oleju, sposób chłodzenia, gabaryty, warunki środowiskowe oraz poziomy zwarciowe.

Zapraszamy do zapoznania się z ofertą transformatorów Ecodesign Tier 2, w tym jednostkami dostępnymi od ręki.

Jeśli chcesz omówić parametry swojej stacji transformatorowej, przygotować checklistę odbiorową albo sprawdzić zgodność z dokumentacją DTR i wymaganiami, napisz. Zrobimy to spokojnie, konkretnie i wspólnie.

Dziękujemy za Twoją uwagę. To zaszczyt tworzyć wiedzę, która może chronić sprzęt pracujący przez dekady. Dołącz do Energeks na LinkedIn!